[发明专利]新型气门与座圈磨损试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力机械技术领域快速磨损试验系统，更具体地说，本发明涉及一种新型的内燃机用气门与气门座圈的磨损试验系统。 

背景技术

气门与座圈是发动机的重要摩擦副之一，工作在高温冲击条件下，同时有废气腐蚀，工作条件恶劣，容易产生磨损失效。气门与座圈的运行寿命与可靠性在某种程度上决定了发动机的工作性能、服役寿命与输出功率。特别是近年，随着发动机，特别是柴油机的功率与可靠性要求的提高，气门与座圈这对摩擦副的要求也相应的提高了。近年来，随着对气门与座圈的磨损机理研究日趋深入，一些新材料的出现和新技术的使用如纳米材料、溶铜技术等，改善了气门与座圈的磨损情况，强化了其硬度与强度。因此，非常有必要快速、高效、可靠的考察这对摩擦副之间的性能和使用寿命，考察新材料的配对使用情况。 

国内外传统的气门与座圈的试验与评价方法，通常是在发动机整机上进行的，不仅周期长、造价高、损耗人力而且受到环境因素等影响较大，不便于数据的整理和规律的摸索，传统的气门落座速度的限制也往往采用经验值限定。除了这种试验评价方法，还有一些学者与厂家采用原机凸轮驱动或者凸轮-摇臂机构驱动气门进行试验与评价，但是这样无形中会产生凸轮与气门座圈这对额外摩擦副或者凸轮-摇臂，摇臂-气门座圈两对摩擦副之间新的磨损，在评价一对摩擦副的同时牺牲了另外一对或二对摩擦副，这样也会对试验结果与评价方法的准确度和精度上产生一些不利的影响。并且由于凸轮型线的限制，即使通过对气门间隙的调节，气门的落座速度也比较有限，不利于试验的进度与周期控制。因此，需要设计一种新的试验方法与系统来进行气门与座圈的试验，评价气门与座圈的性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型气门与座圈磨损试验系统。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明提供了一种新型气门与座圈磨损试验系统，包括：气缸盖、气门、气门弹簧和气门座圈，气门位于气缸盖上，气门座圈位于气门和气缸盖之间；气门的气门杆穿过气缸盖，其末端以气门锁夹固定一个弹簧座圈，气门弹簧一端支撑在气缸盖上，另一端压靠在弹簧座圈上；该系统还包括安装在气缸盖上且位于弹簧座圈下部的电磁铁。 

作为一种改进，所述气缸盖上装有缸盖温度传感器，在气门的下部安装有燃烧器；该系统还包括一个水冷却系统，水冷却系统通过管路分别连接至分别包在气缸盖和燃烧器外部的夹套；缸盖温度传感器通过信号线依次连接至A/D模块和上位机，上位机通过信号线依次连接至D/A模块和水冷却系统的冷却水泵。 

作为一种改进，该系统还包括安装在近电磁铁处的电磁铁冷却风扇。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1、本发明所提供的新型气门与座圈试验系统通过对电磁铁通电电流的控制，进而控制气门的运动规律。通过综合分析气门加速度传感器与弹簧座圈位移传感器的信号数据确定气门的落座冲击速度。气门仅需要很小的行程，并不需要在凸轮机构驱动下达到较高的升程。因此可以达到很高的冲击频率，缩短试验时间，并且通过控制可以大大提高气门与座圈的冲击强度，进一步的缩短试验时间，由于摆脱了凸轮型线的束缚，应用范围更加宽广，对于考察新材料的性能、磨损情况和彼此之间的配合特性有着较大的帮助。 

2、本发明所提供的新型气门与座圈试验系统，气门落座速度通过采集布置在气门底座上的气门加速度传感器和布置在弹簧座圈的气门位移传感器信号并通过A/D模块传输到上位机，上位机在综合分析传感器的信号之后确定气门落座速度，可根据用户的设定通过D/A模块来动态调节电磁铁通过电流的大小和通电时间，准确控制希望达到的落座速度。同时，由于用两种不同的传感器来共同确定气门落座速度，提高了试验的精确度，减少了随即误差，可以有效的避免人为误差，有利于提高测试结论的可信度。 

3、本发本发明所提供的新型气门与座圈试验系统，缸盖温度通过采集布置在气缸盖上的温度传感器信号并通过A/D模块传输到上位机，上位机在分析传感器的信号之后确定工作时的实际缸温，可根据用户的设定通过D/A模块来动态调 节冷却水泵的转速，进而达到控制冷却水流量保证缸盖的温度保持在内燃机正常工作时的缸盖温度，使得燃烧器的加热与内燃机发火燃烧正常工作的实际情况更加吻合，保证了试验测试结论的可信度。