[发明专利]发动机活塞热-机械负荷耦合疲劳试验系统

摘要

本发明涉及一种发动机活塞热-机械负荷耦合疲劳试验系统，包括活塞、底板、侧板、顶板、管路、高压空气瓶、高频感应加热机、运动装置、冷却装置、排气稳压装置以及包括控制器和计算机的控制装置。活塞通过活塞销与运动装置连接，活塞承受的往复惯性力由运动装置提供；活塞的顶部、侧板和顶板之间的相对密闭的空间形成高温高压气体作用腔，该腔通过管路与高压空气瓶相连，高频感应加热机对该管路进行加热，冷却装置实现对活塞的冷却。本发明通过高温高压气体作用腔模拟发动机燃烧室，其中的高温高压气体模拟发动机气缸内高温高压燃气，高压气体的充放、高频感应加热机的开关、运动装置的启停由同一控制器控制，三者实现了同步控制。

主权项

一种发动机活塞热‑机械负荷耦合疲劳试验系统，包括活塞、底板、侧板、顶板、3条管路、高压空气瓶、高频感应加热机、运动装置、冷却装置、排气稳压装置以及包括控制器和计算机的控制装置，其特征在于：活塞的底部、侧板和底板之间的相对密闭的空间形成冷却油腔；第一条管路称为管路1，上面设有减压阀、减压表、电磁阀Ⅰ、压力表Ⅰ和温度表；第二条管路称为管路2，上面设有电磁阀Ⅱ、压力表Ⅱ；第三条管路称为管路3，上面设有电磁阀Ⅲ、压力表Ⅲ；排气稳压装置包括排气稳压腔Ⅰ和排气稳压腔Ⅱ；冷却装置包括冷却油箱和油泵；运动装置包括直线电机和驱动器；一种发动机活塞热‑机械负荷耦合疲劳试验系统的具体设计方案如下：活塞置于主体的内部，通过活塞销与运动装置连接；活塞的顶部、侧板和顶板之间的相对密闭的空间形成高温高压气体作用腔，该腔通过管路与高压空气瓶连接，高频感应加热机靠近连接高温高压气体作用腔和高压空气瓶的管路1，高频感应加热机与控制装置中的控制器连接，高压空气瓶经由管路1上的电磁阀Ⅰ与控制装置控制器连接；顶板和侧板、底板和侧板都可以通过螺栓连接；高压空气瓶通过管路1与高温高压气体作用腔的进气口连接，管路1上的电磁阀Ⅰ通过线路与控制器连接；排气稳压装置中的高温高压气体作用腔的两个出气口通过管路2、管路3分别与排气稳压腔Ⅰ、排气稳压腔Ⅱ连接，电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ分别通过线路与控制器连接；高频感应加热机直接加热连接高温高压气体作用腔和高压空气瓶的管路的至少靠近高温高压气体作用腔的一部分；活塞承受的往复惯性力由运动装置提供，运动装置中的直线电机通过活塞销直接连接到活塞，运动装置中的驱动器与控制装置中的控制器连接并由控制器中的运动模块程序控制，驱动器启动后驱动直线电机运行进而驱动活塞实现活塞的往复运动；冷却装置中冷却油箱中的冷却油在油泵的驱动下经由底板上的冷却油进口喷入冷却油腔，然后从底板上的冷却油出口通过出油管输送返回到冷却油箱，实现对活塞的冷却；高压空气瓶内的高压气体经过减压阀将压力降至爆发压力以下，经减压后的气体在管路1中输送时经过高频感应加热机加热，压力和温度升至指定值，电磁阀Ⅰ开启，经加热和升压后的高温高压气体进入高温高压气体作用腔，进而与往复运动的活塞相互作用；高频感应加热机的线圈直接加热连接高温高压气体作用腔和高压空气瓶的管路1的至少靠近高温高压气体作用腔的一部分，高频感应加热机的开关与控制器连接。