[发明专利]一种发动机缸盖总成冷热疲劳试验方法及装置

说明书

本发明提供一种发动机缸盖总成冷热疲劳试验方法及装置，属于发动机冷热疲劳试验技术领域，包括将发动机缸盖总成接入感应加热系统和冷却液循环系统，发动机缸盖总成向外排出的低温空气经感应加热系统感应加热后变成高温空气，感应加热系统将高温空气重新输入发动机缸盖总成内部以加热缸盖的火力面至预设高温，冷却液循环系统利用其内部循环流动的含有纳米铜粉的冷却液将缸盖的火力面冷却至预设低温。利用感应加热系统和冷却液循环系统对缸盖重复进行加热‑冷却操作直至缸盖鼻梁区出现裂纹。本发明的有益效果：精确模拟发动机缸盖总成实际工作时的加热冷却过程，以解决现有冷热疲劳试验效率较低的问题。

技术领域

本申请涉及发动机冷热疲劳试验技术领域，具体涉及一种发动机缸盖总成冷热疲劳试验方法及装置。

背景技术

现有的测试发动机缸盖热疲劳性能的试验是发动机热冲击台架试验，热冲击台架试验通常用来对发动机整机进行性能判定，不考验单个零件的极限性能。

冷热疲劳试验是通过模拟发动机受热件的热状态并强化试验条件，在短时间内完成的热疲劳性能试验，具有试验周期短、成本低等优点，涉及的零件主要有缸盖、活塞、气门挺杆等，加热方法主要有红外加热、火焰加热等。近年发展起来的加速冷热疲劳试验可对比判定发动机受热件的热疲劳性能极限和可靠性，是一种可靠、快速、节能的发动机受热件试验方法。

现有技术的主要缺点如下：

(1)业界通常使用的发动机热冲击台架试验只对发动机整机性能进行判定，不考验单个零件(例如缸盖)的极限性能。

(2)现有的热疲劳性能试验采用红外加热、火焰加热、感应加热等。其中火焰加热控制困难、精度差，红外加热和感应加热的透热深度只有1-2mm，与缸盖实际工作状态有差别。

(3)现有的热疲劳性能试验中，冷却介质为水，存在冷却能力较差、易结水垢等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种发动机缸盖总成冷热疲劳试验方法及装置，精确模拟发动机缸盖总成实际工作时的加热冷却过程，以解决现有冷热疲劳试验效率较低的问题。

本申请第一方面提供一种发动机缸盖总成冷热疲劳试验方法，发动机缸盖总成包括装配成一体的缸盖和缸体；所述方法包括：

将发动机缸盖总成接入感应加热系统和冷却液循环系统，发动机缸盖总成向外排出的低温空气经感应加热系统感应加热后变成高温空气，感应加热系统将高温空气重新输入发动机缸盖总成内部以加热缸盖的火力面至预设高温，冷却液循环系统利用其内部循环流动的含有纳米铜粉的冷却液将缸盖的火力面冷却至预设低温；

利用感应加热系统和冷却液循环系统对缸盖重复进行加热-冷却操作直至缸盖鼻梁区出现裂纹；

采集重复进行加热-冷却操作过程中的所有试验数据并得到冷热疲劳试验结果。

一些实施例中，在对缸盖重复进行加热-冷却操作前，进行缸盖温度场模拟操作，确定对缸盖重复进行加热-冷却操作时感应加热系统和冷却液循环系统的系统设定值；缸盖温度场模拟操作的具体步骤如下：

在缸盖的火力面一侧的多个测点位置设置测温孔，测温孔为盲孔，在每个测温孔内均安装热电偶；

将感应加热系统输送到发动机缸盖总成内部的高温空气的温度和流量调整到第一设定值，通过所有热电偶采集缸盖的火力面被高温空气加热到指定高温过程中所有测点位置的加热数据，该加热数据包括第一温度数据和第一时间数据；通过调整第一设定值，使加热数据和理论温度场的差值不超过第一阈值，并确定最终的第一设定值作为感应加热系统的系统设定值；