发动机高可靠性验证装置和方法与流程

本发明涉及发动机测试，具体而言，涉及一种发动机高可靠性验证装置和方法。

背景技术：

1、为了确保车辆的发动机在实际运行中具有更高的可靠性，进行台架试验是必不可少的。然而，目前的台架试验过程并未完全考虑对发动机的实际运行状态的评估，这就导致了无法完全规避发动机实际运行过程中存在的风险。

2、以矿车为例，在实际运行中，矿车会长时间在上下坡环境中工作，但是台架试验中发动机会一直在水平平稳状态运行，未考虑上下坡及不同状态切换的情况。在上下坡运行时，发动机会产生一定的倾角，由于发动机自身倾斜及前后端连接负载，会导致发动机曲轴系产生一定的轴向力，若轴向力过大，就会导致止推片发生磨损、化瓦等严重故障，同时也会导致为曲轴轴向位移增大。

3、化瓦：当止推片发生磨损后，曲轴会因轴向位移过大而使曲轴轴径与支撑轴径的滑动轴承（又称轴瓦）异常接触，导致轴瓦剥落，严重者甚至可能导致整个轴瓦内表面的合金层全部剥落或抱死曲轴，最终导致发动机报废。

4、轴向位移：由曲轴宽度、主轴承盖宽度、止推片厚度决定，曲轴与止推片为摩擦副，曲轴轴向位移增大可能原因是止推片磨损，理论上不允许轴向位移大于理论值，如果超出理论值，需要判断止推片是否磨损（应变是否增大）。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种发动机高可靠性验证装置和方法，以解决现有技术中的发动机的台架试验过程并未完全考虑对发动机的实际运行状态的评估的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发动机高可靠性验证装置，包括：第一支座和第二支座，第一支座设置在支撑基面上，第二支座位于第一支座的远离支撑基面的一侧；安装部，安装部设置在第二支座上，安装部用于安装待测发动机；安装部的至少部分可运动地设置且与待测发动机的曲轴驱动连接，以驱动曲轴转动；倾角调节部，倾角调节部的至少部分可运动地设置在第一支座和第二支座之间，以带动第二支座相对于第一支座运动；控制部，控制部与安装部电连接，以通过控制安装部来调节曲轴的转速；控制部与倾角调节部电连接，以通过控制倾角调节部的运动来调节第二支座的实时倾角；应变检测部件，应变检测部件设置于待测发动机的止推片，以检测止推片的实时应变，控制部与应变检测部件电连接，以接收和记录应变检测部件的第一检测信号，以判断待测发动机是否正常运行。

3、进一步地，待测发动机包括机体、曲轴、轴承、主轴承盖和两个止推片，轴承安装在曲轴上，主轴承盖和机体共同围成用于安装轴承的安装孔，两个止推片分别安装在主轴承盖的相对两侧；应变检测部件包括两个应变片组，两个应变片组与两个止推片一一对应地设置，各个应变片组均设置在相应的止推片上且位于相应的止推片的靠近主轴承盖的一侧，各个应变片组均包括至少一个应变片。

4、进一步地，发动机高可靠性验证装置还包括位移检测部件，位移检测部件设置在曲轴上，以检测曲轴相对于待测发动机的机体或主轴承盖的实时轴向位移；其中，控制部与位移检测部件电连接，以接收和记录应变检测部件的第二检测信号，以判断待测发动机是否正常运行。

5、进一步地，待测发动机包括机体、曲轴、轴承、主轴承盖和两个止推片，轴承安装在曲轴上，主轴承盖和机体共同围成用于安装轴承的安装孔，两个止推片分别安装在主轴承盖的相对两侧；位移检测部件包括两个位移检测组，两个位移检测组均设置在曲轴上且分别位于主轴承盖的相对两侧，各个位移检测组均包括至少一个位移传感器。

6、进一步地，安装部包括：第一连接端和第二连接端，第一连接端和第二连接端位于第二支座的远离第一支座的一侧且沿预定方向间隔设置在第二支座上；发动机驱动件，发动机驱动件设置在第一连接端且与曲轴的第一端固定连接，曲轴的第二端可转动地安装在第二连接端，控制部与发动机驱动件电连接，以通过控制发动机驱动件来调节曲轴的转速。

7、进一步地，倾角调节部包括多个液压支腿，多个液压支腿间隔设置在第一支座和第二支座之间；各个液压支腿至少包括底座、套筒和液压缸，底座安装在第一支座上，套筒安装在第二支座上液压缸的缸体与底座固定连接，液压缸的活塞杆插设在套筒内且与套筒固定连接。

8、进一步地，倾角调节部包括液压驱动件，控制部与液压驱动件电连接，液压驱动件与各个液压支腿之间均通过液压油路连通，控制部用于控制液压驱动件向各个液压支腿提供液压油。

9、进一步地，发动机高可靠性验证装置包括：倾角传感器，倾角传感器安装在第二支座且位于第二支座的下方，以用于检测第二支座的实时倾角；控制部与倾角传感器连接，以用于接收并记录第二支座的实时倾角，以根据实时倾角控制倾角调节部运动，以将实时倾角调整为预设倾角。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种发动机高可靠性验证方法，适用于上述的发动机高可靠性验证装置，发动机高可靠性验证方法包括：控制发动机高可靠性验证装置的安装部启动，以使待测发动机的曲轴以预设转速转动；控制发动机高可靠性验证装置的倾角调节部运动，以将第二支座的实时倾角调整为预设倾角；获取待测发动机的止推片的实时应变，并将实时应变与止推片的材料强度许用值进行比较；当实时应变小于止推片的材料强度许用值时，判断待测发动机正常运行；当实时应变大于止推片的材料强度许用值时，判断待测发动机出现问题。

11、进一步地，在获取待测发动机的止推片的实时应变之前，发动机高可靠性验证方法还包括：获取待测发动机的曲轴相对于机体或主轴承盖的实时轴向位移，并将实时轴向位移与曲轴相对于机体或主轴承盖的理论位移进行比较；当实时轴向位移小于理论位移时，判断待测发动机正常运行；当实时轴向位移大于理论位移时，执行以获取待测发动机的止推片的实时应变为开始的步骤。

12、应用本发明的技术方案，本发明的发动机高可靠性验证装置包括：第一支座和第二支座，第一支座设置在支撑基面上，第二支座位于第一支座的远离支撑基面的一侧；安装部，安装部设置在第二支座上，安装部用于安装待测发动机；安装部的至少部分可运动地设置且与待测发动机的曲轴驱动连接，以驱动曲轴转动；倾角调节部，倾角调节部的至少部分可运动地设置在第一支座和第二支座之间，以带动第二支座相对于第一支座运动；控制部，控制部与安装部电连接，以通过控制安装部来调节曲轴的转速；控制部与倾角调节部电连接，以通过控制倾角调节部的运动来调节第二支座的实时倾角；应变检测部件，应变检测部件设置于待测发动机的止推片，以检测止推片的实时应变，控制部与应变检测部件电连接，以接收和记录应变检测部件的第一检测信号，以判断待测发动机是否正常运行。这样，本发明的发动机高可靠性验证装置通过设置安装部和倾角调节部来对发动机的实际运行状态进行较为近似的模拟，并通过设置应变检测部件来检测待测发动机在相应的状态下是否能够正常运行，解决了现有技术中的发动机的台架试验过程并未完全考虑对发动机的实际运行状态的评估的问题，避免造成止推片异常磨损、化瓦等重大故障，从而提高了发动机的可靠性。

技术特征：

1.一种发动机高可靠性验证装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，所述发动机高可靠性验证装置还包括位移检测部件，所述位移检测部件设置在所述曲轴（12）上，以检测所述曲轴（12）相对于所述待测发动机的机体（11）或主轴承盖（13）的实时轴向位移；其中，所述控制部与所述位移检测部件电连接，以接收和记录所述应变检测部件的第二检测信号，以判断所述待测发动机是否正常运行。

4.根据权利要求3所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，所述安装部（3）包括：

6.根据权利要求1所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，所述倾角调节部（4）包括多个液压支腿（7），所述多个液压支腿（7）间隔设置在所述第一支座（1）和所述第二支座（2）之间；各个所述液压支腿（7）至少包括底座、套筒和液压缸，所述底座安装在所述第一支座（1）上，所述套筒安装在所述第二支座（2）上所述液压缸的缸体与所述底座固定连接，所述液压缸的活塞杆插设在所述套筒内且与所述套筒固定连接。

7.根据权利要求6所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，所述倾角调节部（4）包括液压驱动件，所述控制部与所述液压驱动件电连接，所述液压驱动件与各个所述液压支腿（7）之间均通过液压油路连通，所述控制部用于控制所述液压驱动件向各个所述液压支腿（7）提供液压油。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机高可靠性验证装置，其特征在于，所述发动机高可靠性验证装置包括：

9.一种发动机高可靠性验证方法，其特征在于，适用于权利要求1至8中任一项所述的发动机高可靠性验证装置，所述发动机高可靠性验证方法包括：

10.根据权利要求9所述的发动机高可靠性验证方法，其特征在于，在所述获取所述待测发动机的止推片（14）的实时应变之前，所述发动机高可靠性验证方法还包括：

技术总结
本发明提供了一种发动机高可靠性验证装置和方法，发动机高可靠性验证装置包括：第一支座和第二支座，第一支座设置在支撑基面上，第二支座位于第一支座上方；安装部，设置在第二支座上以安装待测发动机；安装部的至少部分与待测发动机的曲轴驱动连接；倾角调节部，设置在第一支座和第二支座之间以带动第二支座相对于第一支座运动；控制部，与安装部和倾角调节部均电连接；应变检测部件，设置于待测发动机的止推片以检测止推片的实时应变，控制部与应变检测部件电连接，以接收和记录应变检测部件的第一检测信号，以判断待测发动机是否正常运行，以解决现有技术中的发动机的台架试验过程并未完全考虑对发动机的实际运行状态的评估的问题。

技术研发人员：王经,李成艳,韩景峰,乔芳
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12