CN212379032U - 汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于试验设备领域，具体公开了一种成本较低且能够较为准确地评估汽车发动机凸轮轴的耐磨性和可靠性的模拟台架设备。该模拟台架设备主要由设备机架、凸轮轴安装组件、驱动装置、载荷系统、供油系统和监控系统构成，与现有的装配发动机后的试验台架相比，成本较低；通过凸轮轴安装组件能够安装放置汽车发动机凸轮轴，通过驱动装置能够驱使汽车发动机凸轮轴转动，以模拟凸轮轴的扭转载荷，通过载荷系统的轮系载荷装置能够施加载荷，以有效模拟凸轮轴的弯矩载荷，通过供油系统能够向凸轮轴外罩内提供润滑液压油，因此可以有效对汽车发动机凸轮进行疲劳破坏模拟，以准确地评估汽车发动机凸轮轴的耐磨性和可靠性。

Description

汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备

技术领域

本实用新型属于试验设备领域，具体涉及一种汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备。

背景技术

汽车发动机凸轮轴设计制造过程中，大部分厂家仅完成了凸轮轴的单体质量检测，对凸轮轴本身的性能试验几乎为零；一般主要依靠主机厂提供的装配发动机后的台架来完成凸轮轴耐磨性和可靠性的评估。但主机厂提供的台架资源宝贵，成本高，若凸轮轴在试验阶段发生失效则会造出较大损失。因此，有必要设计制造一种用于模拟耐久台架的低成本试验设备来评估汽车发动机凸轮轴本身的性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本较低且能够较为准确地评估汽车发动机凸轮轴的耐磨性和可靠性的模拟台架设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，包括设备机架、凸轮轴安装组件、驱动装置、载荷系统、供油系统和监控系统；

所述凸轮轴安装组件包括设置在设备机架上的机座架、设置在机座架的架顶板上的凸轮轴安装座以及罩设在机座架的架顶板上并将凸轮轴安装座罩住的凸轮轴外罩，所述凸轮轴安装座上设置有用于与汽车发动机凸轮轴传动连接的皮带轮；

所述驱动装置包括驱动电机和皮带传动机构；所述驱动电机通过皮带传动机构与凸轮轴安装座上的皮带轮传动连接；

所述载荷系统包括轮系载荷装置，所述轮系载荷装置包括伸缩部件及可转动地设置在伸缩部件的伸缩杆端部上的张紧轮，所述张紧轮抵在皮带传动机构的皮带上；

所述供油系统包括循环油管和液压润滑站，所述液压润滑站通过循环油管与凸轮轴安装组件上的进油口和出油口循环连接；

所述监控系统包括控制器、显示器和设置在伸缩杆上的力传感器，所述驱动电机、液压润滑站、力传感器和显示器分别与控制器电性连接。

进一步的是，所述机座架包括设置在设备机架顶面上的架底板、间隔设置在架底板上的左立板和右立板、以及设置在左立板和右立板上端的架顶板。

进一步的是，所述皮带传动机构还包括分别可转动地设置在机座架的右立板上的驱动轮、第一同步轮和第二同步轮；所述驱动轮通过传动轴与驱动电机连接，所述第一同步轮位于驱动轮的侧上方，所述第二同步轮位于驱动轮与第一同步轮之间且第二同步轮的上缘高于第一同步轮的下缘，所述皮带轮位于第一同步轮的上侧；所述皮带依次绕驱动轮的下缘、第二同步轮的上缘、第一同步轮的下缘和皮带轮的上缘设置。

进一步的是，所述皮带传动机构外罩设有透明罩壳。

进一步的是，所述传动轴通过扭矩传感器与第一联轴器连接，再与驱动电机传动连接。

进一步的是，所述第一联轴器外罩设有保护罩。

进一步的是，所述监控系统还包括设置在机座架的架顶板上的压力传感器和温度传感器、以及设置在传动轴上的转速传感器和扭矩传感器，所述压力传感器、温度传感器、转速传感器和扭矩传感器分别与控制器电性连接。

进一步的是，所述轮系载荷装置还包括设置在设备机架上的安装立板，所述伸缩部件包括设置在安装立板上的丝杆螺母、螺纹安装在丝杆螺母内的滚珠丝杆以及与滚珠丝杆的一端传动连接的载荷电机，所述载荷电机与控制器电性连接；所述滚珠丝杆的另一端与伸缩杆平动连接。

进一步的是，所述载荷电机通过第二联轴器与滚珠丝杆连接。

进一步的是，所述载荷系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置的出气口与外界大气连通，所述抽真空装置的抽气口用于与汽车发动机凸轮轴的端部封闭连接形成真空负载。

本实用新型的有益效果是：该模拟台架设备主要由设备机架、凸轮轴安装组件、驱动装置、载荷系统、供油系统和监控系统构成，与现有的装配发动机后的试验台架相比，成本较低；通过凸轮轴安装组件能够安装放置汽车发动机凸轮轴，通过驱动装置能够驱使汽车发动机凸轮轴转动，以模拟凸轮轴的扭转载荷，通过载荷系统的轮系载荷装置能够施加载荷，以有效模拟凸轮轴的弯矩载荷，通过供油系统能够向凸轮轴外罩内提供润滑液压油，因此可以有效对汽车发动机凸轮进行疲劳破坏模拟，以准确地评估汽车发动机凸轮轴的耐磨性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的实施结构示意图；

图2是图1的右视结构示意图；

图中标记为：设备机架100、凸轮轴安装组件200、机座架210、架顶板211、架底板212、左立板213、右立板214、凸轮轴安装座220、凸轮轴外罩230、驱动装置300、驱动电机310、传动轴311、第一联轴器312、保护罩313、皮带传动机构320、皮带321、驱动轮322、第一同步轮323、第二同步轮324、皮带轮325、轮系载荷装置400、伸缩部件410、伸缩杆411、丝杆螺母412、滚珠丝杆413、载荷电机414、第二联轴器415、张紧轮420、安装立板430、供油系统500、液压润滑站510、力传感器610、扭矩传感器620、抽真空装置700、汽车发动机凸轮轴800。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

结合图1和图2所示，汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，包括设备机架100、凸轮轴安装组件200、驱动装置300、载荷系统、供油系统500和监控系统；

所述凸轮轴安装组件200包括设置在设备机架100上的机座架210、设置在机座架210的架顶板211上的凸轮轴安装座220以及罩设在机座架210的架顶板211上并将凸轮轴安装座220罩住的凸轮轴外罩230，所述凸轮轴安装座220上设置有用于与汽车发动机凸轮轴800传动连接的皮带轮325；

所述驱动装置300包括驱动电机310和皮带传动机构320；所述驱动电机310通过皮带传动机构320与凸轮轴安装座220上的皮带轮325传动连接；

所述载荷系统包括轮系载荷装置400，所述轮系载荷装置400包括伸缩部件410及可转动地设置在伸缩部件410的伸缩杆411端部上的张紧轮420，所述张紧轮420抵在皮带传动机构320的皮带321上；

所述供油系统500包括循环油管和液压润滑站510，所述液压润滑站510通过循环油管与凸轮轴安装组件200上的进油口和出油口循环连接；

所述监控系统包括控制器、显示器和设置在伸缩杆411上的力传感器610，所述驱动电机310、液压润滑站510、力传感器610和显示器分别与控制器电性连接。

其中，设备机架100为该模拟台架设备的安装载体，主要用于其他零部件的安装设置；设备机架100可以为多种，例如：矩形架、筒形架等；优选的，设备机架100包括上架板、设置在上架板下侧的下架板、四条呈矩形分布设置于上架板下侧的支腿以及设置在支腿下端的可调支脚。

凸轮轴安装组件200主要用于安装放置汽车发动机凸轮轴800，以模拟汽车发动机凸轮轴800在汽车发动机内的工作环境；机座架210为凸轮轴安装组件200的支撑载体，主要用于支撑凸轮轴安装座220和凸轮轴外罩230；机座架210的结构可以为多种，优选如图1所示，所述机座架210包括设置在设备机架100顶面上的架底板212、间隔设置在架底板212上的左立板213和右立板214、以及设置在左立板213和右立板214上端的架顶板211。凸轮轴安装座220主要用于装配汽车发动机凸轮轴800，其上设有与汽车发动机凸轮轴800相配合的结构；凸轮轴外罩230主要用于罩封住安装在凸轮轴安装座220上的汽车发动机凸轮轴800，以便注入润滑液压油；凸轮轴外罩230通常与机座架210的架顶板211密封连接。

驱动装置300为驱使汽车发动机凸轮轴800转动的部件，其由驱动电机310提供动力，通过皮带传动机构320传输动力并承载由轮系载荷装置400施加的载荷。驱动电机310一般通过防振垫设置在机座架210上；驱动电机310可以为多种，优选为变频电机。皮带传动机构320可以为多种结构，一般主要由多个转轮和绕设在各转轮上的皮带321构成。

优选的，如图2所示，所述皮带传动机构320还包括分别可转动地设置在机座架210的右立板214上的驱动轮322、第一同步轮323和第二同步轮324；所述驱动轮322通过传动轴311与驱动电机310连接，所述第一同步轮323位于驱动轮322的侧上方，所述第二同步轮324位于驱动轮322与第一同步轮323之间且第二同步轮324的上缘高于第一同步轮323的下缘，所述皮带轮325位于第一同步轮323的上侧；所述皮带321依次绕驱动轮322的下缘、第二同步轮324的上缘、第一同步轮323的下缘和皮带轮325的上缘设置。

为了对皮带传动机构320进行保护，并便于观察传动部件，通常在皮带传动机构320外罩设有透明罩壳。

具体的，所述传动轴311通过扭矩传感器620与第一联轴器312连接，再与驱动电机310传动连接。为了进行保护，通常在第一联轴器312外罩设有保护罩313。

载荷系统中的轮系载荷装置400主要通过伸缩部件410驱使张紧轮420向皮带321施加荷载。伸缩部件410可以为多种，例如：气缸、液压缸、活塞缸、曲柄连杆机构等。

为了提高施加荷载的精确度，再如图2所示，所述轮系载荷装置400还包括设置在设备机架100上的安装立板430，所述伸缩部件410包括设置在安装立板430上的丝杆螺母412、螺纹安装在丝杆螺母412内的滚珠丝杆413以及与滚珠丝杆413的一端传动连接的载荷电机414，所述载荷电机414与控制器电性连接；所述滚珠丝杆413的另一端与伸缩杆411平动连接。平动连接是指伸缩杆411与滚珠丝杆413连接后能够随其轴向运动，但不随其转动；平动连接方式可以为多种，例如：伸缩杆411与滚珠丝杆413的另一端可转动连接，并设置限位件或导向结构限制伸缩杆411转动。

具体的，所述载荷电机414通过第二联轴器415与滚珠丝杆413连接。载荷电机414可以为多种，优选为变频电机。

载荷系统通常还包括抽真空装置700，所述抽真空装置700的出气口与外界大气连通，所述抽真空装置700的抽气口用于与汽车发动机凸轮轴800的端部封闭连接形成真空负载。工作时，抽真空装置700能够对汽车发动机凸轮轴800的端部抽真空，以模拟凸轮轴的真空载荷。抽真空装置700可以为多种，优选为真空泵。

监控系统主要用于监控汽车发动机凸轮轴800试验过程中该模拟台架设备的工作参数，以便试验的顺利进行。显示器主要用于显示设备工作参数，以便控制调整；显示器可以为多种，优选为触控屏。力传感器610主要用于检测伸缩部件410对皮带321所施加的载荷力大小。为了保证设备安全运行，监控系统通常还包括有与控制器电性连接的急停开关。

优选的，所述监控系统还包括设置在机座架210的架顶板211上的压力传感器和温度传感器以及设置在皮带轮325上的转速传感器和扭矩传感器620，所述压力传感器、温度传感器、转速传感器和扭矩传感器620分别与控制器电性连接。该监控系统通过压力传感器和温度传感器可对凸轮轴外罩230内的润滑液压油的温度、压力进行实时监测，两者参数一旦超过设定值，控制器控制该模拟台架设备立即报警并且停机。通过转速传感器和扭矩传感器620可对汽车发动机凸轮轴800的转速和扭矩参数进行实时监测。压力参数、温度参数、压力参数、转速参数、扭矩参数等可通过显示器实时监控以便控制调整。

Claims (10)

1.汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：包括设备机架(100)、凸轮轴安装组件(200)、驱动装置(300)、载荷系统、供油系统(500)和监控系统；

所述凸轮轴安装组件(200)包括设置在设备机架(100)上的机座架(210)、设置在机座架(210)的架顶板(211)上的凸轮轴安装座(220)以及罩设在机座架(210)的架顶板(211)上并将凸轮轴安装座(220)罩住的凸轮轴外罩(230)，所述凸轮轴安装座(220)上设置有用于与汽车发动机凸轮轴(800)传动连接的皮带轮(325)；

所述驱动装置(300)包括驱动电机(310)和皮带传动机构(320)；所述驱动电机(310)通过皮带传动机构(320)与凸轮轴安装座(220)上的皮带轮(325)传动连接；

所述载荷系统包括轮系载荷装置(400)，所述轮系载荷装置(400)包括伸缩部件(410)及可转动地设置在伸缩部件(410)的伸缩杆(411)端部上的张紧轮(420)，所述张紧轮(420)抵在皮带传动机构(320)的皮带(321)上；

所述供油系统(500)包括循环油管和液压润滑站(510)，所述液压润滑站(510)通过循环油管与凸轮轴安装组件(200)上的进油口和出油口循环连接；

所述监控系统包括控制器、显示器和设置在伸缩杆(411)上的力传感器(610)，所述驱动电机(310)、液压润滑站(510)、力传感器(610)和显示器分别与控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述机座架(210)包括设置在设备机架(100)顶面上的架底板(212)、间隔设置在架底板(212)上的左立板(213)和右立板(214)、以及设置在左立板(213)和右立板(214)上端的架顶板(211)。

3.如权利要求2所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述皮带传动机构(320)还包括分别可转动地设置在机座架(210)的右立板(214)上的驱动轮(322)、第一同步轮(323)和第二同步轮(324)；所述驱动轮(322)通过传动轴(311)与驱动电机(310)连接，所述第一同步轮(323)位于驱动轮(322)的侧上方，所述第二同步轮(324)位于驱动轮(322)与第一同步轮(323)之间且第二同步轮(324)的上缘高于第一同步轮(323)的下缘，所述皮带轮(325)位于第一同步轮(323)的上侧；所述皮带(321)依次绕驱动轮(322)的下缘、第二同步轮(324)的上缘、第一同步轮(323)的下缘和皮带轮(325)的上缘设置。

4.如权利要求3所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述皮带传动机构(320)外罩设有透明罩壳。

5.如权利要求3所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述传动轴(311)通过扭矩传感器(620)与第一联轴器(312)连接，再与驱动电机(310)传动连接。

6.如权利要求5所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述第一联轴器(312)外罩设有保护罩(313)。

7.如权利要求5所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述监控系统还包括设置在机座架(210)的架顶板(211)上的压力传感器和温度传感器、以及设置在传动轴(311)上的转速传感器和扭矩传感器(620)，所述压力传感器、温度传感器、转速传感器和扭矩传感器(620)分别与控制器电性连接。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述轮系载荷装置(400)还包括设置在设备机架(100)上的安装立板(430)，所述伸缩部件(410)包括设置在安装立板(430)上的丝杆螺母(412)、螺纹安装在丝杆螺母(412)内的滚珠丝杆(413)以及与滚珠丝杆(413)的一端传动连接的载荷电机(414)，所述载荷电机(414)与控制器电性连接；所述滚珠丝杆(413)的另一端与伸缩杆(411)平动连接。

9.如权利要求8所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述载荷电机(414)通过第二联轴器(415)与滚珠丝杆(413)连接。

10.如权利要求8所述的汽车发动机凸轮轴试验用模拟台架设备，其特征在于：所述载荷系统还包括抽真空装置(700)，所述抽真空装置(700)的出气口与外界大气连通，所述抽真空装置(700)的抽气口用于与汽车发动机凸轮轴(800)的端部封闭连接形成真空负载。

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