专利名称：发动机配气机构摇臂静态标定实验装置及方法
技术领域：
本发明属于车辆检测技术领域，涉及一种发动机配气机构摇臂静态标定实验装置及方法。
背景技术：
配气机构控制着发动机的进、排气工作过程，对发动机的性能特性和可靠性有着直接的影响。随着现代发动机的性能要求不断提高，对配气机构工作特性的研究也变的越来越重要，而在配气机构中，摇臂静态标定对配气机构动力性能有着很大的影响。因此，对摇臂静态标定进行研究就很有必要。目前，在测定摇臂静态标定的实验中，并没有一个统一的相对运用起来方便、快速、有效的获取摇臂静态标定，不利于配气机构工作特性的分析。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术的不足，提供一种简单实用、成本低、效率高的发动机配气机构摇臂静态标定的实验系统。发动机配气机构摇臂静态标定实验装置包括电阻应变片、激光位移传感器、杠杆、砝码、桥盒、应变仪、数据采集卡和上位机。在发动机配气机构摇臂的气门端顶部贴有电阻应变片，电阻应变片的输出端与桥盒的输入端信号连接，桥盒的输出端与应变仪的输入端信号连接。发动机配气机构摇臂的气门端底部与杠杆的一端接触，杠杆的另一端上加载有石去码。所述的激光位移传感器位于发动机配气机构摇臂的气门端的上方，并正对发动机配气机构摇臂的气门端设置，用来检测气门端的垂直方向上的位移变化，激光位移传感器的输出端与数据采集卡的输入端信号连接，数据采集卡的输出端与上位机信号连接。发动机配气机构摇臂静态标定的实验试验方法包括以下步骤
步骤I、实验准备阶段，选取进气门摇臂，粘贴电阻应变片，安装激光位移传感器，连接各个实验装置，然后检查应变片和激光位移传感器是否有信号。用卷尺测出杠杆支点长短两端的距离之比。步骤2、称取杠杆质量并记录，读取上位机位移初始读数并记录。
步骤3、根据砝码质量，按从大到小的顺序依次加载至实验要求重量。每次加载后，记录加载总质量、稳定后上位机位移读数以及应变仪显示应变电压值。步骤4、加载完毕后，按照砝码加载顺序逆向卸载砝码，每次卸载后，记录卸载后砝码总质量、稳定后上位机位移读数以及应变仪显示应变电压值。步骤5、选取排气门摇臂，重复步骤3-4。步骤6、保存记录数据并分析，通过最小二乘法得出进、排气门摇臂刚度和摇臂气门推力与摇臂应变关系Z ,V mgy-l
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其中Fr表示摇臂应变电压，^表示加载总质量r表示重力加速度，I表示杠杆比。与现有技术相比，本发明的有益效果是
I、本发明所提供的试验装置及方法，通过模拟发动机试验台配气机构环境，完成实验检测。实验中仅需简单杠杆装置即可进行气门推力的模拟，通过调节砝码就能很好的控制载荷的大�。锏绞笛橐螅Ｖち耸笛榈目尚哦取�2、本发明提供的试验装置及方法，采用了电子信号实验设备，试验精度高，保证了试验的精度、数据可信度高，提高了实验效率。 3、本发明提供的试验装置及方法，结构简单，实验成本低，方便长期使用，可以广泛适用于各汽车零部件制造厂，有利于行业发展。
图I为本发明结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。为了获得配气机构气门摇臂静刚度本实施例采用的技术方案如下应用实验法获取气门摇臂刚度通常都是约束气门摇臂凸轮侧的运动，从气门侧进行加载，获得载荷下摇臂气门侧的位移量，并根据下式计算当量刚度
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式中，表不摇臂刚度表不气门侧加载力^"表不摇臂气门侧在载荷下的位移量。本实施例通过杠杆对摇臂气门端施加压力，加载、卸载载荷由增减砝码调节。在摇臂的气门端，使用激光位移传感器测量摇臂的应变变形，进而来确定配气机构的刚度。并且通过粘贴在气门摇臂上的电阻应变片获得加载、卸载载荷与气门摇臂应变之间的对应关系。如图I所示，发动机配气机构摇臂刚度的实验系统包括凸轮轴I、气门摇臂2、电阻应变片3、激光位移传感器4、杠杆5、砝码6、桥盒7、应变仪8、数据采集卡9和上位机10。在发动机配气机构摇臂的气门端顶部贴有电阻应变片3，电阻应变片3的输出端与桥盒7的输入端信号连接，桥盒7的输出端与应变仪8的输入端信号连接。发动机配气机构摇臂的气门端底部与杠杆5的一端接触,杠杆5的另一端上加载有砝码6。激光位移传感器4位于发动机配气机构摇臂的气门端的上方，并正对发动机配气机构摇臂的气门端设置，用来检测气门端的垂直方向上的位移变化，激光位移传感器4的输出端与数据采集卡9的输入端信号连接，数据采集卡9的输出端与上位机10信号连接。本发明配气机构气门摇臂静态标定测量装置试验方法通过杠杆5对气门摇臂2端施加压力，加载或卸载载荷由增减砝码6调节。在气门摇臂2的气门端，使用激光位移传感器4测量去气门摇臂2的应变变形，进而来确定配气机构的刚度。并且通过粘贴在气门摇臂2上的电阻应变片3获得加载、卸载载荷与气门摇臂2应变之间的对应关系。其试验步骤为
步骤I、实验准备阶段，选取进气门摇臂2，粘贴电阻应变片3，安装激光位移传感器4，连接各个实验装置，然后检查电阻应变片3和激光位移传感器4是否有信号。用卷尺11测出杠杆支点长短两端的距离之比。步骤2、称取杠杆5质量并记录,读取上位机10位移初始读数并记录。步骤3、根据砝码6质量，按从大到小的顺序依次加载至实验要求重量。每次加载后，记录加载总质量、稳定后上位机10位移读数以及应变仪8显示应变电压值。步骤4、加载完毕后，按照砝码6加载顺序逆向卸载砝码6，每次卸载后，记录卸载后砝码6总质量、稳定后上位机10位移读数以及应变仪8显示应变电压值。步骤5、选取排气门摇臂2，重复步骤3-4。步骤6、保存记录数据并分析，通过最小二乘法得出进、排气门摇臂2刚度和摇臂气门推力与摇臂应变关系E，
权利要求
1.发动机配气机构摇臂静态标定实验装置，包括电阻应变片、激光位移传感器、杠杆、砝码、桥盒、应变仪、数据采集卡和上位机；其特征在于 在发动机配气机构摇臂的气门端顶部贴有电阻应变片，电阻应变片的输出端与桥盒的输入端信号连接，桥盒的输出端与应变仪的输入端信号连接； 发动机配气机构摇臂的气门端底部与杠杆的一端接触，杠杆的另一端上加载有破码；所述的激光位移传感器位于发动机配气机构摇臂的气门端的上方，并正对发动机配气机构摇臂的气门端设置，用来检测气门端的垂直方向上的位移变化，激光位移传感器的输出端与数据采集卡的输入端信号连接，数据采集卡的输出端与上位机信号连接。
2.利用权利要求I所述的装置进行摇臂静态标定方法，其特征在于该方法包括以下步骤 步骤I、实验准备阶段，选取进气门摇臂，粘贴电阻应变片，安装激光位移传感器，连接各个实验装置，然后检查应变片和激光位移传感器是否有信号，用卷尺测出杠杆支点长短两端的距离之比； 步骤2、称取杠杆质量并记录，读取上位机位移初始读数并记录； 步骤3、根据砝码质量，按从大到小的顺序依次加载至实验要求重量；每次加载后，记录加载总质量、稳定后上位机位移读数以及应变仪显示应变电压值； 步骤4、加载完毕后，按照砝码加载顺序逆向卸载砝码，每次卸载后，记录卸载后砝码总质量、稳定后上位机位移读数以及应变仪显示应变电压值； 步骤5、选取排气门摇臂，重复步骤3-4 ； 步骤6、保存记录数据并分析，通过最小二乘法得出进气门摇臂刚度、排气门摇臂刚度和摇臂气门推力的应变关系
全文摘要
本发明公开了一种发动机配气机构摇臂静态标定实验装置及方法。本发明通过杠杆对摇臂气门端施加压力，加载、卸载载荷由增减砝码调节。在摇臂的气门端，使用激光位移传感器测量摇臂的应变变形，进而来确定配气机构的刚度；并且通过粘贴在气门摇臂上的电阻应变片获得加载、卸载载荷与气门摇臂应变之间的对应关系。本发明仅需简单杠杆装置即可进行气门推力的模拟，通过调节砝码就能很好的控制载荷的大�。锏绞笛橐螅Ｖち耸笛榈目尚哦�。
文档编号G01M13/00GK102628740SQ201210105678
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者刘忠民, 白贺, 黎聪 申请人:杭州电子科技大学
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