内燃机机体疲劳模拟加载装置及模拟试验方法与流程

专利2026-09-04  5


本发明涉及发动机产品试验,具体地涉及内燃机机体疲劳模拟加载装置及模拟试验方法。


背景技术:

1、对于拖拉机等农用车辆,在动力总成安装时没有车架,发动机前端通过发动机前支架和托架使油底壳与前桥相连,后端通过飞轮壳与变速箱、后桥相连。发动机在在工作过程中,车轮收到的推力、抬升力、农具作业对总成的压力都靠动力总成承载。

2、随着国家推动农业机械化高质量发展,农业拖拉机的普及率日益增长,人们对拖拉机产品的可靠性要求也日趋挑剔。

3、现有技术的缺陷为:

4、1.由于现有技术采用路试对动力总成的可靠性进行考核,从而导致了试验经济成本和时间成本高。

5、2.由于目前在发动机机体疲劳试验加载力直接施加在发动机基体上,从而导致试验本身无法模拟动力总成在实际运行的受力状态。


技术实现思路

1、本发明针对上述问题,提供内燃机机体疲劳模拟加载装置及模拟试验方法,其目的在于节约试验时间和成本;提高试验与实际受力的匹配性;实现试验功能多样化。

2、为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:

3、内燃机机体疲劳模拟加载装置,包含前桥工装、排气侧加强板工装、变速箱工装、第一固定底座、第二固定底座、进气侧加强板工装、前端加载工装,其中:

4、所述前桥工装为剖面为矩形的空心柱体结构;所述前桥工装的柱体四周设有加强筋结构;所述前桥工装固定在前托架上;所述前桥工装的两端设有用于为加载的液压缸提供水平和竖直方向的固定位置的第一液压缸接口;所述前桥工装上的第一前托架接口的尺寸与oem整车零件尺寸相同;

5、所述变速箱工装的结构与被模拟的变速箱接口的结构和尺寸都相同;所述变速箱工装的背面与所述第一固定底座的竖直面固定连接;所述变速箱工装的正面设有用于固定飞轮壳的飞轮壳接口;所述飞轮壳接口的尺寸与发动机的所述飞轮壳的零件尺寸相同;所述变速箱工装的左侧设有与所述排气侧加强板工装对应的安装位置;所述变速箱工装的右侧有与所述进气侧加强板工装对应的安装位置;

6、所述排气侧加强板工装的结构与被模拟的整车实际使用的加强板的结构相同;所述排气侧加强板工装固定安装在所述变速箱工装的左侧;所述排气侧加强板工装的尺寸与所述整车排气侧加强板的尺寸相同;

7、所述进气侧加强板工装结构与被模拟的整车实际使用的加强板的结构相同;所述进气侧加强板工装固定安装在所述变速箱工装的右侧;所述进气侧加强板工装的尺寸与所述整车排气侧加强板的尺寸相同;

8、所述第一固定底座的底部固定安装在铁皮板上;

9、所述第二固定底座的竖直面与所述第一固定底座的竖直面的底部螺栓连接;所述第二固定底座的底部固定安装在铁皮板上;

10、所述前端加载工装为剖面为矩形的空心柱体结构;所述前端加载工装的柱体四周设有加强筋结构;所述前端加载工装固定安装在整车的所述前托架上;所述前端加载工装的前端设有用于为加载的所述液压缸提供竖直方向的固定位置的第二液压缸接口;设于所述前端加载工装的末端上的第二前托架接口的尺寸与oem整车零件尺寸相同。

11、优选地,所述前桥工装的长度根据fea结果及台架条件来确定。

12、优选地,所述前端加载工装的长度根据fea结果及台架条件来确定。

13、利用了所述内燃机机体疲劳模拟加载装置的模拟试验方法,其特征在于:包含以下步骤:

14、s100.将所述液压缸固定在所述内燃机机体疲劳模拟加载装置上;所述内燃机机体疲劳模拟加载装置与动力总成之间的螺栓力矩与整车动力总成装配力矩相同;

15、s200.在缸体、结构油底壳、所述飞轮壳、前齿轮室、后齿轮室、所述排气侧加强板工装、所述进气侧加强板工装上安装应变片;在前端转接块与所述结构油底壳之间安装滑移传感器;在悬置与所述结构油底壳之间安装所述滑移传感器;在所述缸体与所述结构油底壳之间安装所述滑移传感器;

16、s300.根据人工预设的加载力来加载所述液压缸,然后进行试验调试;

17、s400.采集所述应变片的应变信号;采集所述滑移传感器的滑移信号;

18、s500.根据所述试验调试中采集到的所述应变信号和所述滑移信号评估正式试验的风险;

19、s600.开始所述正式试验;调整所述液压缸在所述内燃机机体疲劳模拟加载装置上的安装位置;

20、以垂直于发动机曲轴中心线指向进气歧管的方向为x轴正方向+fx、以所述发动机曲轴中心线指向所述变速箱工装的方向为y轴正方向+fy、以垂直于所述x轴正方向+fx和所述y轴正方向+fy所在平面向上的方向为z轴正方向+fz,调整所述液压缸的加载方式和加载方向;

21、s700.当出现人工预设的中止试验条件时,保存试验数据,然后中止所述正式试验。

22、优选地,s300中所述人工预设的加载力包含所述正式试验的加载力的10%、30%、50%、100%。

23、优选地,s600中的所述正式试验包含以下步骤:

24、sa100.将三台所述液压缸分别固定在所述前桥工装的两端和所述前端加载工装的前端;

25、sa200.同时加载三台所述液压缸;所述前桥工装的两端上的所述液压缸的加载力的方向为所述z轴正方向+fz;所述前端加载工装的前端上的所述液压缸的加载力的方向为所述z轴正方向+fz的反方向;

26、sa300.模拟整车行驶在颠簸路段情形。

27、优选地,s600中的所述正式试验包含以下步骤:

28、sb100.将两台所述液压缸分别固定在所述前桥工装的两端;

29、sb200.交替加载两台所述液压缸;所述前桥工装的两端上的所述液压缸的加载力的方向为所述z轴正方向+fz;

30、sb300.模拟整车行驶过程中前轮单轮掉坑情形。

31、优选地,s600中的所述正式试验包含以下步骤:

32、sc100.将两台所述液压缸分别固定在所述前桥工装的两端;

33、sc200.交替加载两台所述液压缸;所述前桥工装的两端上的所述液压缸的加载力的方向为所述y轴正方向+fy;

34、sc300.模拟整车行驶过程中前轮单轮撞上障碍物情形。

35、优选地,使用变速箱箱体实物代替所述变速箱工装用来验证整个动力总成的可靠性;所述变速箱箱体实物与所述变速箱工装的固定方式相同;所述变速箱箱体实物的正面尺寸与发动机的所述飞轮壳的零件尺寸相同,背面与所述第一固定底座的竖直面固定连接。

36、优选地,s700中所述中止试验条件包含:

37、第一条件测试零件或装置出现裂纹;或第二条件所述应变片和所述滑移传感器监测出现数值突变或测试数值超过人工预设的限值;或第三条件螺栓出现打滑或零件出现相对滑动;或第四条件系统发生故障或疲劳试验循环周期达到人工预设的周期要求。

38、本发明与现有技术对比,具有以下优点:

39、1.由于本发明可以通过疲劳试验代替路试对动力总成可靠性的考核工作,从而大大节约了试验时间和成本。

40、2.由于本发明通过试验装置实现了对动力总成的单缸和多缸加载,通过设计加载装置,液压缸施加载荷在装置上,从了提高了试验与实际受力的匹配性。

41、3.由于本发明的试验方法和装置可以用于多种动力总成疲劳试验,还可以用于发动机机体液压疲劳试验,从而实现了功能多样化。


技术特征:

1.一种内燃机机体疲劳模拟加载装置,其特征在于:包含前桥工装(1)、排气侧加强板工装(2)、变速箱工装(3)、第一固定底座(4)、第二固定底座(5)、进气侧加强板工装(6)、前端加载工装(7),其中:

2.根据权利要求1所述的内燃机机体疲劳模拟加载装置,其特征在于:所述前桥工装(1)的长度根据fea结果及台架条件来确定。

3.根据权利要求2所述的内燃机机体疲劳模拟加载装置,其特征在于:所述前端加载工装(7)的长度根据fea结果及台架条件来确定。

4.一种利用了权利要求3所述的内燃机机体疲劳模拟加载装置的模拟试验方法,其特征在于:包含以下步骤:

5.根据权利要求4所述的模拟试验方法,其特征在于:s300中所述人工预设的加载力包含所述正式试验的加载力的10%、30%、50%、100%。

6.根据权利要求5所述的模拟试验方法,其特征在于:s600中的所述正式试验包含以下步骤:

7.根据权利要求6所述的模拟试验方法,其特征在于:s600中的所述正式试验包含以下步骤:

8.根据权利要求7所述的模拟试验方法,其特征在于:s600中的所述正式试验包含以下步骤:

9.根据权利要求8所述的模拟试验方法,其特征在于:使用变速箱箱体实物代替所述变速箱工装(3)用来验证整个动力总成的可靠性;所述变速箱箱体实物与所述变速箱工装(3)的固定方式相同;所述变速箱箱体实物的正面尺寸与发动机的所述飞轮壳的零件尺寸相同,背面与所述第一固定底座(4)的竖直面固定连接。

10.根据权利要求9所述的模拟试验方法,其特征在于:s700中所述中止试验条件包含:


技术总结
本发明涉及内燃机机体疲劳模拟加载装置,包含前桥工装、排气侧加强板工装、变速箱工装、第一固定底座、第二固定底座、进气侧加强板工装、前端加载工装。本发明还涉及利用内燃机机体疲劳模拟加载装置的模拟试验方法,包含以下步骤:将液压缸固定在内燃机机体疲劳模拟加载装置上;安装应变片和安装滑移传感器;进行试验调试;采集应变信号和滑移信号;评估正式试验的风险;开始正式试验;当出现人工预设的中止试验条件时,保存试验数据,然后中止正式试验。本发明节约了试验时间和成本;提高了试验与实际受力的匹配性;实现了试验功能多样化。

技术研发人员:陈卓,张立尧,李玉松,陈代飞,赵威,赵从龙
受保护的技术使用者:东风康明斯发动机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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