本发明专利技术公开了一种气门与气门座圈微动磨损试验装置与方法；包括底板和顶板、气门、燃烧室、气门座圈、驱动气门旋转的传动机构、用于给气门提供顶升力的压力供给机构；燃烧室通过燃烧室支架固定在底板上，座圈夹具置于燃烧室的底部，气门座圈置于燃烧室内置于座圈夹具上并被座圈夹具夹持；气门的头部伸入燃烧室内，并与气门座圈相接触。本发明专利技术结构简单、精巧，既可以分析气门‑座圈摩擦副的转动微动磨损性能，也可以分析气门‑座圈摩擦副的微动疲劳性能，能够很好地模拟气门、气门座圈的实际工况，准确评估气门、气门座圈微动磨损特性，为提高材料的抗微动磨损性能提供可靠试验数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车零部件磨损试验工程，尤其涉及一种气门与气门座圈微动磨损试验装置与方法。
技术介绍
在发动机工作过程中，气门与气门座圈所处工况十分恶劣，承受着高频率的高温燃气和复位弹簧的冲击力，腐蚀气氛更是加速了气门-座圈摩擦副的磨损。而当气门落座以后，气门有可能在外力的作用的产生往复旋转运动，气门在落座后的转动幅度是微小的，但是这种转动产生的磨损破坏不容忽视，气门-座圈摩擦副的这种磨损方式为转动微动磨损。另外，在气门落座后，会受到高压燃气的冲击而使得气门锥面与座圈锥面被压紧，在压紧过程中，气门的移动幅度也是微小的，并且受到的冲击力大小会不断变化，因而在交变载荷作用下气门与座圈会产生微动疲劳。目前，多数试验是采用传统磨损试验机，只对气门和座圈的材料本身磨损特性进行研究，而没有很好地结合气门和座圈的实际磨损形式和工作条件，且专门针对气门-座圈摩擦副微动磨损性能的试验研究较少。为了更好的掌握气门和气门座圈的微动磨损和微动疲劳特性，提高气门、座圈材料的抗微动磨损性能，必须采用更符合气门-座圈摩擦副实际工况的设备进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种气门与气门座圈微动磨损试验装置与方法。能够很好地模拟气门、气门座圈的实际工况，准确评估气门、气门座圈微动磨损特性，为提高材料的抗微动磨损性能提供可靠试验数据。本专利技术通过下述技术方案实现：一种气门与气门座圈微动磨损试验装置，包括底板1和顶板5、气门12、燃烧室13、气门座圈20、驱动气门12旋转的传动机构、用于给气门12提供顶升力的压力供给机构；所述燃烧室13通过燃烧室支架14固定在底板1上，所述座圈夹具19置于燃烧室13的底部，气门座圈20置于燃烧室13内置于座圈夹具19上并被座圈夹具19夹持；所述气门12的头部伸入燃烧室13内，并与气门座圈20相接触，气门12的杆体顶部通过平面轴承7与顶板5转动连接。所述气门12的头部与气门座圈20的接触面为30°～45°锥角配合，即气门12的头部外缘为倒锥面，气门座圈20为内锥面。所述气门12的杆体的中段设有三个推力轴承9，即第一推力轴承9-1、第二推力轴承9-2、第三推力轴承9-3；在第一推力轴承9-1与平面轴承7之间设置第一轴套8；在第二推力轴承9-2与第三推力轴承9-3之间设置第二轴套6；在第一推力轴承9-1与第二推力轴承9-2之间设置齿轮10，齿轮10由传动机构驱动其转动，从而带动气门12跟随其同步转动。传动机构包括推杆电机3，在推杆电机3的轴18上安装齿条11，齿条11与齿轮10相互啮合，当推杆电机3往复直线运动时，由齿条11带动齿轮10转动，从而带动气门12跟随其同步转动。所述平面轴承7包括松环7-1和紧环7-2，所松环7-1安装在顶板5上，紧环7-2安装在气门12杆体的顶端。所述底板1上还设有一气门保持架17，用于防止气门12在径向上偏摆，进而提高气门12与气门座圈20同轴度。所述压力供给机构设置在燃烧室支架14下方，压力供给机构包括液压缸16及其液压缸活塞杆15，所述液压缸活塞杆15的顶端与座圈夹具19相抵。座圈夹具19与液压缸活塞杆15之间设置有压力传感器，所述燃烧室13内设置有温度传感器。所述推杆电机3安装在电机支架2上，电机支架2安装在底板1上；所述底板1和顶板5之间通过支柱4固定。所述气门座圈20的下部安装有一个用于收集磨屑的收集装置。一种气门与气门座圈微动磨损试验方法，包括模拟气门落座之后的转动微动磨损试验步骤、模拟气门落座过程中的微动疲劳试验步骤、模拟气门与座圈摩擦副复合磨损试验步骤；(一)模拟气门落座之后的转动微动磨损试验步骤如下：液压缸活塞杆15带动装有气门座圈20的座圈夹具19向上运动，使气门座圈20与气门12的头部接触，并按预设压力的大小施加顶升压力；燃烧室13的温度升至预设温度，推杆电机3驱动齿条11往复直线运动，使气门12跟随齿轮10往复旋转运动，气门12的头部与气门座圈20在设定的接触压力下进行相应的往复旋转运动，完成气门12与气门座圈20微动磨损试验；(二)模拟气门落座过程中的微动疲劳试验步骤如下：设定液压缸活塞杆15的顶升行程，以及气门12与气门座圈20之间冲击压力的大小；推杆电机3不工作，气门12不转动；燃烧室13温度升至设定温度，气门座圈20在液压缸活塞杆15的驱动下，以预先设定的冲击力和行程对气门12的头部反复冲击，即可完成气门12与气门座圈20的微动疲劳试验。(三)模拟气门-座圈摩擦副复合磨损试验步骤如下：设定液压缸活塞杆15的行程，以及气门12与气门座圈20之间冲击载荷的大小，推杆电机3驱动齿条11做往复直线运动，齿轮10带动气门12跟随其往复旋转运动，气门12以设定的旋转角度往复旋转，气门座圈20在液压缸活塞杆15的驱动下，以设定的冲击力和行程对气门12的头部反复冲击冲击，即可完成气门12与气门座圈20的复合试验。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：本专利技术包括驱动气门旋转的传动机构、用于给气门提供顶升力的压力供给机构；燃烧室通过燃烧室支架固定在底板上，所述座圈夹具置于燃烧室的底部，气门座圈置于燃烧室内置于座圈夹具上并被座圈夹具夹持；所述气门的头部伸入燃烧室内，并与气门座圈锥角配合。并在座圈夹具与液压缸活塞杆之间设置有压力传感器，燃烧室内设置有温度传感器。本专利技术结构简单、精巧，既可以分析气门-座圈摩擦副的转动微动磨损性能，也可以分析气门-座圈摩擦副的微动疲劳性能，能够很好地模拟气门、气门座圈的实际工况，准确评估气门、气门座圈微动磨损特性，为提高材料的抗微动磨损性能提供可靠试验数据。采用液压加载，压力调节方便、响应速度快、活塞杆行程可灵活调节。采用推杆电机以及齿轮齿条机构驱动气门转动，结构紧凑、传递动力大、精度高、易于灵活控制。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图图2为本专利技术内部结构剖视示意图图3为本专利技术局部结构放大示意图图4为本专利技术的气门结构示意图图5为本专利技术气门与气门座圈在燃烧室内的结构放大示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1至5所示。本专利技术公开了一种气门与气门座圈微动磨损试验装置，包括底板1和顶板5、气门12、燃烧室13、气门座圈20、驱动气门12旋转的传动机构、用于给气门12提供顶升力的压力供给机构；所述燃烧室13通过燃烧室支架14固定在底板1上，所述座圈夹具19置于燃烧室13的底部，气门座圈20置于燃烧室13内置于座圈夹具19上并被座圈夹具19夹持；所述气门12的头部伸入燃烧室13内，并与气门座圈20相接触，气门12的杆体顶部通过平面轴承7与顶板5转动连接。所述气门12的头部与气门座圈20的接触面为30°～45°锥角配合，即气门12的头部外缘为倒锥面，气门座圈20为内锥面。所述气门12的杆体的中段设有三个推力轴承9，即第一推力轴承9-1、第二推力轴承9-2、第三推力轴承9-3；在第一推力轴承9-1与平面轴承7之间设置第一轴套8；在第二推力轴承9-2与第三推力轴承9-3之间设置第二轴套6；在第一推力轴承9-1与第二推力轴承9-2之间设置齿轮10，齿轮10由传动机构驱动其转动，从而带动气门12跟随其同步转动。传动机构包括推杆电机3，在推杆电机3的轴18上安装齿条11，齿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：包括底板(1)和顶板(5)、气门(12)、燃烧室(13)、气门座圈(20)、驱动气门(12)旋转的传动机构、用于给气门(12)提供顶升力的压力供给机构；所述燃烧室(13)通过燃烧室支架(14)固定在底板(1)上，所述座圈夹具(19)置于燃烧室(13)的底部，气门座圈(20)置于燃烧室(13)内置于座圈夹具(19)上并被座圈夹具(19)夹持；所述气门(12)的头部伸入燃烧室(13)内，并与气门座圈(20)相接触，气门(12)的杆体顶部通过平面轴承(7)与顶板(5)转动连接。
【技术特征摘要】
1.一种气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：包括底板(1)和顶板(5)、气门(12)、燃烧室(13)、气门座圈(20)、驱动气门(12)旋转的传动机构、用于给气门(12)提供顶升力的压力供给机构；所述燃烧室(13)通过燃烧室支架(14)固定在底板(1)上，所述座圈夹具(19)置于燃烧室(13)的底部，气门座圈(20)置于燃烧室(13)内置于座圈夹具(19)上并被座圈夹具(19)夹持；所述气门(12)的头部伸入燃烧室(13)内，并与气门座圈(20)相接触，气门(12)的杆体顶部通过平面轴承(7)与顶板(5)转动连接。2.根据权利要求1所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：所述气门(12)的头部与气门座圈(20)的接触面为30°～45°锥角配合，即气门(12)的头部外缘为倒锥面，气门座圈(20)为内锥面。3.根据权利要求1所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：所述气门(12)的杆体的中段设有三个推力轴承(9)，即第一推力轴承(9-1)、第二推力轴承(9-2)、第三推力轴承(9-3)；在第一推力轴承(9-1)与平面轴承(7)之间设置第一轴套(8)；在第二推力轴承(9-2)与第三推力轴承(9-3)之间设置第二轴套(6)；在第一推力轴承(9-1)与第二推力轴承(9-2)之间设置齿轮(10)，齿轮(10)由传动机构驱动其转动，从而带动气门(12)跟随其同步转动。4.根据权利要求3所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：传动机构包括推杆电机(3)，在推杆电机(3)的轴(18)上安装齿条(11)，齿条(11)与齿轮(10)相互啮合，当推杆电机(3)往复直线运动时，由齿条(11)带动齿轮(10)转动，从而带动气门(12)跟随其同步转动。5.根据权利要求3所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：所述平面轴承(7)包括松环(7-1)和紧环(7-2)，所松环(7-1)安装在顶板(5)上，紧环(7-2)安装在气门(12)杆体的顶端。6.根据权利要求3所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：所述底板(1)上还设有一气门保持架(17)，用于防止气门(12)在径向上偏摆，进而提高气门(12)与气门座圈(20)同轴度。7.根据权利要求3所述气门与气门座圈微动磨损试验装置，其特征在于：所述压力供给机构设置在燃烧室支架(14)下方，压力供给机构包括液...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈盛官，杨章选，和锐亮，赖福强，李小强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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