專利名稱：一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于發動機技術領域，具體涉及一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置。
背景技術：
凸輪軸是發動機配氣機構的主要驅動零件，其疲勞失效形式包括斷裂疲勞和接觸疲勞，一般多以接觸疲勞為主。凸輪外形直接控制氣門的開啟規律，凸輪磨損將降低發動機的工作性能、服役壽命與輸出功率。因此，開展凸輪軸疲勞試驗的相關研究是非常必要的。凸輪軸疲勞試驗可以直接在整機臺架上進行考核，從裝配精度、潤滑效果，熱機狀態、整機振動等技術指標上整機臺架均為凸輪軸提供了真實、復雜的工作環境，但是，整機試驗成本太高、周期長、風險大。采用電液伺服疲勞試驗系統某種程度上可以模擬凸輪軸承載的周期性彎扭沖擊載荷，來開展斷裂疲勞試驗，但是，凸輪的接觸疲勞很難進行模擬。另夕卜，國內部分研究機構通過單缸試驗臺開展凸輪軸疲勞試驗，成本較高，關鍵的是單缸試驗不能完全真實地模擬整機凸輪軸工作狀態。

發明內容
本發明就是為了解決凸輪軸接觸疲勞難以模擬、通過單缸試驗臺開展凸輪軸疲勞試驗成本較高、單缸試驗不能完全真實地模擬整機凸輪軸工作狀態等問題。本發明的技術方案
一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，所述裝置主要包括支撐架、缸蓋、機油進油嘴、氣門室罩、支撐軸承、軸承蓋、進氣搖臂軸、排氣搖臂座、止推軸承、傳動下箱體、傳動上箱體、配氣齒輪、轉動輸入軸、機油回油嘴等零件；缸蓋位于支撐架上，氣門室罩位于缸蓋上；缸蓋除布置安裝凸輪軸支撐軸承外，還預留氣門組件及排氣搖臂的安裝位置；若干組支撐軸承、軸承蓋、進氣搖臂軸、排氣搖臂座、止推軸承構成試驗模擬單元，位于氣門室罩內；氣門室罩主要起保護和密封作用；支撐軸承用來布置安裝凸輪軸和進氣搖臂；轉動輸入軸一端與反拖電機聯軸器相連，為裝置提供轉動動力；另一端通過傳動下箱體和傳動上箱體，間接與配氣齒輪連接；配氣齒輪與試驗模擬單元連接；機油進油嘴位于缸蓋一側，機油回油嘴位于位于傳動上箱體的下側。轉動的機械傳動順序依次為電機、轉動輸入軸、轉速輸入齒輪、中間惰輪、中間惰輪、配氣齒輪，最終與試驗模擬單元連接；為了實現凸輪軸轉速和電機轉速的一致性及轉動平穩性，裝置的傳動機構采用了特殊設計配氣齒輪與中間惰輪和中間惰輪齒數比為1:2，惰輪和轉速輸入齒輪齒數比為2:1，支撐方式采用兩端滾動軸承支撐，直線型布置；
模擬裝置采用強制潤滑方式；潤滑油以缸蓋機油進油嘴、主油道、排氣油路和凸輪軸油路、排氣搖臂座油孔和凸輪軸支撐軸頸孔為路徑，為排氣搖臂和凸輪軸的潤滑供油；進氣搖臂軸孔與凸輪軸支撐軸頸孔相貫穿，為進氣搖臂的潤滑供油；排氣搖臂、凸輪軸及進氣搖臂輸出機油，以氣門室罩、傳動下箱體和傳動上箱體、箱體機油回油嘴為路徑，為齒輪及其支撐軸承的潤滑。本發明的有益效果
1.模擬程度高
模擬裝置中，缸蓋、凸輪軸支撐軸體及傳動箱皆按整機接口尺寸進行簡化非標設計，機體部分用非標支撐架代替；潤滑系統可以實現機油壓力、溫度的自行控制；反拖變頻電機可以實現[O 2900rpm]任一轉速的設定；排氣門燃燒背壓損失采用調整氣門彈簧剛度進行補償。因此，模擬裝置可以實現發動機單頂置搖臂結構任一單排凸輪軸疲勞試驗的整機狀態近靜模擬；
2.操控性好、成本低
潤滑系統和傳動系統分別通過電子模塊進行控制，所有模塊集成到同一面板集中管 理，操控性好；采用反拖電機代替燃燒推動，一方面，簡化了整機試驗龐大的控制體系，節省了人力，另一方面減少了燃料開支，降低了成本；
3.可實現強化模擬、縮短試驗周期
由于缸蓋采用了非標設計，可以通過加大彈簧剛度來提高凸輪-搖臂滾輪的接觸力，進而實現強化模擬，相應地，試驗周期大大縮短。


圖I是本發明的結構示意 圖2是本發明的傳動機構結構示意 圖3是本發明的潤滑油路結構示意圖。附圖各標記分別表示
I-支撐架，2-缸蓋，3-機油進油嘴，4-氣門室罩，5-支撐軸承，6-軸承蓋，7-進氣搖臂軸，8-排氣搖臂座，9-止推軸承，10-傳動下箱體，11-傳動上箱體，12-配氣齒輪，13-轉動輸入軸，14-機油回油嘴。
具體實施例方式一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，所述裝置主要包括支撐架、缸蓋、機油進油嘴、氣門室罩、支撐軸承、軸承蓋、進氣搖臂軸、排氣搖臂座、止推軸承、傳動下箱體、傳動上箱體、配氣齒輪、轉動輸入軸、機油回油嘴等零件；缸蓋位于支撐架上，氣門室罩位于缸蓋上；缸蓋除布置安裝凸輪軸支撐軸承外，還預留氣門組件及排氣搖臂的安裝位置；若干組支撐軸承、軸承蓋、進氣搖臂軸、排氣搖臂座、止推軸承構成試驗模擬單元，位于氣門室罩內；氣門室罩主要起保護和密封作用；支撐軸承用來布置安裝凸輪軸和進氣搖臂；轉動輸入軸一端與反拖電機聯軸器相連，為裝置提供轉動動力；另一端通過傳動下箱體和傳動上箱體，間接與配氣齒輪連接；配氣齒輪與試驗模擬單元連接；機油進油嘴位于缸蓋一側，機油回油嘴位于傳動上箱體的下側。 轉動的機械傳動順序依次為電機、轉動輸入軸、轉速輸入齒輪、中間惰輪、中間惰輪、配氣齒輪，最終與試驗模擬單元連接；為了實現凸輪軸轉速和電機轉速的一致性及轉動平穩性，裝置的傳動機構采用了特殊設計配氣齒輪與中間惰輪和中間惰輪齒數比為1:2，惰輪和轉速輸入齒輪齒數比為2:1，支撐方式采用兩端滾動軸承支撐，直線型布置；模擬裝置采用強制潤滑方式；潤滑油以缸蓋機油進油嘴、主油道、排氣油路和凸輪軸油路、排氣搖臂座油孔和凸輪軸支撐軸頸孔為路徑，為排氣搖臂和凸輪軸的潤滑供油；進氣搖臂軸孔與凸輪軸支撐軸頸孔相貫穿，為進氣搖臂的潤滑供油；排氣搖臂、凸輪軸及進氣搖臂輸出機油，以氣門室罩、傳動下箱體和傳動上箱體、箱體機油回油嘴為路徑，為齒輪及其支撐軸承的潤滑。·
權利要求
1.一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，其特征在于，所述裝置主要包括支撐架(I)、缸蓋(2)、機油進油嘴(3)、氣門室罩(4)、支撐軸承(5)、軸承蓋(6)、進氣搖臂軸(7)、排氣搖臂座(8)、止推軸承(9)、傳動下箱體(10)、傳動上箱體(11)、配氣齒輪(12)、轉動輸入軸(13)、機油回油嘴(14);缸蓋(2)位于支撐架(I)上，氣門室罩(4)位于缸蓋(2)上；缸蓋(2)除布置安裝凸輪軸支撐軸承外，還預留氣門組件及排氣搖臂的安裝位置；2組以上的支撐軸承(5)、軸承蓋(6)、進氣搖臂軸(7)、排氣搖臂座(8)、止推軸承(9)構成試驗模擬單兀，位于氣門室罩(4)內；轉動輸入軸(13)—端與反拖電機聯軸器相連；另一端通過傳動下箱體(10)和傳動上箱體(11)間接與配氣齒輪(12)連接；配氣齒輪(12)與試驗模擬單元連接；機油進油嘴(3)位于缸蓋(2)—側，機油回油嘴(14)位于傳動上箱體的下側。
2.如權利要求I所述一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，其特征在于，轉動的機械傳動順序依次為電機、轉動輸入軸(13)、轉速輸入齒輪(24)、中間惰輪(23)、中間惰輪(22)、配氣齒輪(12)，最終與試驗模擬單元連接；為了實現凸輪軸轉速和電機轉速的一致性及轉動平穩性，裝置的傳動機構采用了特殊設計配氣齒輪(12)與中間惰輪(22)和中間惰輪(23)齒數比為1:2，惰輪和轉速輸入齒輪(24)齒數比為2:1，支撐方式采用兩端滾動軸承支撐，直線型布置。
3.如權利要求I所述一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，其特征在于，模擬裝置采用強制潤滑方式；潤滑油以缸蓋(2)機油進油嘴(3)、主油道(31)、排氣油路(32)和凸輪軸油路(34)、排氣搖臂座油孔(33)和凸輪軸支撐軸頸孔(35)為路徑，為排氣搖臂和凸輪軸的潤滑供油；進氣搖臂軸孔(36)與凸輪軸支撐軸頸孔(35)相貫穿，為進氣搖臂的潤滑供油；排氣搖臂、凸輪軸及進氣搖臂輸出機油，以氣門室罩(4)、傳動下箱體(10)和傳動上箱體(11)、箱體機油回油嘴(14)為路徑，為齒輪及其支撐軸承的潤滑。
全文摘要
本發明公開了一種發動機單頂置搖臂結構凸輪軸疲勞試驗模擬裝置，所述裝置中，缸蓋(2)除布置安裝凸輪軸支撐軸承外，還預留氣門組件及排氣搖臂的安裝位置；若干組試驗模擬單元位于氣門室罩(4)內；支撐軸承(5)用來布置安裝凸輪軸和進氣搖臂；轉動輸入軸(13)一端與電機相連，為裝置提供轉動動力；裝置傳動機構采用特殊設計配氣齒輪(12)與兩個中間惰輪齒數比為1:2，惰輪和轉速輸入齒輪齒數比為2:1，支撐方式采用兩端滾動軸承支撐，直線型布置；模擬裝置采用強制潤滑方式；潤滑油沿一定路徑，為排氣搖臂和凸輪軸、進氣搖臂、齒輪及其支撐軸承的潤滑供油。本發明模擬程度高，操控性好、成本低，可實現強化模擬、縮短試驗周期。
文檔編號G01M13/00GK102944380SQ201210386530
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月13日 優先權日2012年10月13日
發明者陳闖, 胡立萍, 張麗, 侯曄星, 高麗英, 許春光 申請人:中國兵器工業集團第七〇研究所