CN103267700B - 发动机气缸垫热疲劳检测实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机气缸垫热疲劳试验装置及方法。将缸体用紧固件固定在地面，套上缸套，将气缸垫。把气缸垫放在缸体上，要求气缸垫的缸口与气缸保持位置一致，压上气缸盖，同时也要求气缸盖上的进水口与气缸垫口位置一致。将电热丝按要求套装在气缸周围的环形槽里，喷淋控制***装于气缸盖上，要求喷头位于气缸垫上方。将温度传感器贴于气缸垫口的内壁。温度传感器出口连接在单片机上，单片机的两个出口分别连接在电热丝和喷淋控制***，实验连接好后，检查电路，供给喷淋控制***足够水源本发明不需要原规范的发动机实验台，结构简单，实验成本低，方便长期使用，广泛适用于各汽车零部件制造厂，有利于行业发展。

Description

发动机气缸垫热疲劳检测实验装置及方法

技术领域

本发明属于车辆检测技术领域，涉及一种车用发动机气缸垫热疲劳实验装置及方法。

背景技术

气缸垫是发动机的重要零部件之一，它直接和缸体和气缸盖相连接，直接关系到气缸的气密性，是保证曲柄连杆机构正常工作的关键部分。尤其是随着车辆排放法规的日益严格，车用发动机的强度越来越大。气缸垫的抗热疲劳性能将严重影响到发动机尾气排放指标。因此需要对气缸垫性能进行实验。

目前，还没有一种有效检测气缸垫热疲劳性能的实验装置。仅有一种适用于铸铁材料热疲劳实验装置。其基本原理是用一段中部有较小圆弧段的圆柱体作为实验样品，两端通以时间为函数的电流。两端固定并与压力传感器相连，检测由于温度变化而引起的拉，压应力。经过一定的热力循环次数后实验样品表面产生裂纹。但是实验中采用的冷却方式为自然冷却，是实验周期加长，并且当前也没有一种针对气缸垫热疲劳检测的装置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种发动机气缸垫热疲劳检测实验装置及方法。

发动机气缸垫热疲劳实验装置包括缸体，温度传感器，单片机，喷淋装置，电热丝，气缸垫，压力传感器。

发动机气缸垫热疲劳检测实验装置包括单片机、喷淋装置、气缸垫试样、压力传感器、温度传感器包括、缸体和电热丝。缸体用紧固件固定在地面，套上缸套，气缸垫放在缸体上，气缸垫的缸口与缸套位置对应，温度传感器和压力传感器分别贴在气缸垫口的内侧，缸盖设置在气缸垫上，电热丝设置在缸套周围的环形槽中，温度传感器和压力传感器的输出端分别与单片机信号连接，喷淋装置安装在缸盖上，喷淋装置中的喷头位于气缸垫上方，且能喷到气缸垫口内壁，单片机分别控制喷淋装置和电热丝。

发动机气缸垫热疲劳检测实验方法包括以下步骤：

   步骤1、实验准备阶段，将缸体用紧固件固定在地面，套上缸套；把气缸垫放在缸体上，要求气缸垫的缸口与气缸保持位置一致，压上气缸盖，同时也要求气缸盖上的进水口与气缸垫口位置一致；将电热丝按要求套装在气缸周围的环形槽里，喷淋装置装于气缸盖上，要求喷头位于气缸垫上方；将温度传感器和压力传感器贴于气缸垫口的内壁；温度传感器和压力传感器信号输出口分别连接单片机，单片机信号输出口连接电热丝和喷淋装置，实验连接好后，检查电路，供给喷淋装置足够水源；打开电源，过一段时间，观察喷淋装置是否工作正常。

步骤2、实验开始，接通电源；单片机事先编程，要求单片机接收温度传感器的电信号后作出判断，当温度低于400℃之前接通电热丝，使电热丝加热，直到温度上升到400℃；单片机喷淋装置开始喷水并且使电热丝断电，到温度下降到100℃,断开喷淋装置并且使电热丝通电，使温度再上升至400℃；如此完成一个循环；压力传感器用于测量气缸垫在温度升高或下降时产生的拉、压应力，判断裂纹的产生。

步骤3、当气缸垫裂纹产生时，实验结束，记录实验循环次数。

本发明提气缸垫热疲劳试验装置及方法，不需要原规范的发动机实验台，结构简单，实验成本低，方便长期使用，广泛适用于各汽车零部件制造厂，有利于行业发展。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2 为本实验试样示意图；

图3为气缸垫温度示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

    如图1和图2所示，缸体6用紧固件固定在地面，电热丝7固定在缸套周围的环形槽中，气缸垫3按位置要求放在缸体上，缸盖也按位置要求放在气缸垫上，然后用螺栓连接，在气缸垫口内壁分别贴上温度传感器5和压力传感器4，两个传感器的出口分别连接于单片机1上，喷淋控制***2安装在缸盖上，保证喷头位于气缸垫上方能喷到气缸垫口内壁，单片机两出口分别连接于喷淋控制***和电热丝。电热丝最高温度能达到400℃，喷淋***可以实现高频率喷淋。

气缸垫热疲劳检测试验方法包括以下步骤：

步骤1、实验准备阶段，将缸体用紧固件固定在地面，套上缸套，将气缸垫。把气缸垫放在缸体上，要求气缸垫的缸口与气缸保持位置一致，压上气缸盖，同时也要求气缸盖上的进水口与气缸垫口位置一致。将电热丝按要求套装在气缸周围的环形槽里，喷淋控制***装于气缸盖上，要求喷头位于气缸垫上方。将温度传感器贴于气缸垫口的内壁。温度传感器出口连接在单片机上，单片机的两个出口分别连接在电热丝和喷淋控制***，实验连接好后，检查电路，供给喷淋控制***足够水源。打开电源，过一段时间，观察喷淋控制***是否工作正常。

步骤2、实验开始，接通电源。单片机事先编程，要求单片机接受温度传感器的电信号后作出判断，当温度低于450℃之前接通电热丝，使电热丝加热。直到温度上升到400℃，单片机控制喷淋控制***开始喷淋，到温度下降到100℃,断开喷淋控制***，使温度再上升至400℃。如此完成一个循环。压力传感器用于测量气缸垫在温度升高或下降时产生的拉、压应力，也可以判断裂纹的产生。

步骤3、裂纹产生，实验结束，记录实验循环次数。

本发明的基本原理是在缸套的周围安装电热丝，实现气缸中燃烧是气缸垫升温的过程，并产生一定的拉应力，而喷淋***喷水到气缸垫口内壁使其降温模拟排气使气缸垫口内壁降温的过程，并产生一定的压应力，如此反复循环使气缸垫试样产生热疲劳。通过判断试样热疲劳失效时热循环的次数来判别气缸垫抵抗热疲劳的性能。

如图3所示，试样每个循环的上下限温度设置为100℃～400。因为这是工作室气缸壁的温度范围。

试样加热到400℃时，温度传感器传给单片机的电信号，作出逻辑判断，使电热丝作出动作，使其断电，对气缸垫口内壁进行喷水降温，当温度下降到100℃时单片机接受到温度传感器的信号后控制喷淋***停止喷水，并且使电热丝通电，温度继续上升，直到400℃。如此循环往复。该实验使用大功率喷淋控制***保证实验的热循环频率。

Claims (1)

1.发动机气缸垫热疲劳检测实验方法，该方法使用发动机气缸垫热疲劳检测实验装置，所述发动机气缸垫热疲劳检测实验装置包括单片机、喷淋装置、气缸垫试样、压力传感器、温度传感器包括、缸体和电热丝；缸体用紧固件固定在地面，套上缸套，气缸垫放在缸体上，气缸垫的缸口与缸套位置对应，温度传感器和压力传感器分别贴在气缸垫口的内侧，缸盖设置在气缸垫上，电热丝设置在缸套周围的环形槽中，温度传感器和压力传感器的输出端分别与单片机信号连接，喷淋装置安装在缸盖上，喷淋装置中的喷头位于气缸垫上方，且能喷到气缸垫口内壁，单片机分别控制喷淋装置和电热丝；

其特征在该方法包括以下步骤：

步骤1、实验准备阶段，将缸体用紧固件固定在地面，套上缸套；把气缸垫放在缸体上，要求气缸垫的缸口与气缸保持位置一致，压上气缸盖，同时也要求气缸盖上的进水口与气缸垫口位置一致；将电热丝按要求套装在气缸周围的环形槽里，喷淋装置装于气缸盖上，要求喷头位于气缸垫上方；将温度传感器和压力传感器贴于气缸垫口的内壁；温度传感器和压力传感器信号输出口分别连接单片机，单片机信号输出口连接电热丝和喷淋装置，实验连接好后，检查电路，供给喷淋装置足够水源；打开电源，过一段时间，观察喷淋装置是否工作正常；

步骤2、实验开始，接通电源；单片机事先编程，要求单片机接收温度传感器的电信号后作出判断，当温度低于400℃之前接通电热丝，使电热丝加热，直到温度上升到400℃；单片机喷淋装置开始喷水并且使电热丝断电，到温度下降到100℃,断开喷淋装置并且使电热丝通电，使温度再上升至400℃；如此完成一个循环；压力传感器用于测量气缸垫在温度升高或下降时产生的拉、压应力，判断裂纹的产生；

步骤3、当气缸垫裂纹产生时，实验结束，记录实验循环次数。