雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種帶彈性元件的閥體結(jié)構(gòu)在熱態(tài)環(huán)境下的耐久性檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機，用于檢測雙模態(tài)消聲器內(nèi)部閥體結(jié)構(gòu)在實際工作狀態(tài)下的耐久性，其包括機架、設(shè)置于所述機架上用于對所述閥體結(jié)構(gòu)加熱的加熱系統(tǒng)、設(shè)置于所述機架上用于固定所述閥體結(jié)構(gòu)的夾緊裝置、用于驅(qū)動所述閥體結(jié)構(gòu)的閥門開閉的機械連桿傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制整個熱疲勞試驗機工作的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的熱疲勞試驗機能夠準確模擬汽車排氣系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)變化的排氣溫度以及閥體結(jié)構(gòu)的頻繁開啟關(guān)閉動作，檢測雙模態(tài)消聲器內(nèi)部閥體結(jié)構(gòu)在實際工作中多種工況下的耐久性，從而使得雙模態(tài)消聲器的耐久性得以保證。
【專利說明】雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶彈性元件的閥體結(jié)構(gòu)在熱態(tài)環(huán)境下的耐久性檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機。
【背景技術(shù)】
[0002]雙模態(tài)消聲器可以有效的降低汽車排氣噪聲，同時可以減小汽車排氣消聲器的容積以及排氣背壓，在汽車排氣系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景(參見文獻:龐劍.汽車噪聲與振動:理論與應(yīng)用，北京:北京理工大學(xué)出版社，2006)。雙模態(tài)消聲器的核心部件為閥體結(jié)構(gòu)，閥體結(jié)構(gòu)在高溫排氣氣流的作用下開啟和關(guān)閉，改變氣流通過路徑以及內(nèi)部消聲結(jié)構(gòu)從而實現(xiàn)排氣背壓的降低以及排氣噪聲的消減。閥體結(jié)構(gòu)主要由閥殼、閥門、芯軸以及扭簧等部件組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而閥體結(jié)構(gòu)的耐久性決定了雙模態(tài)消聲器的耐久性，因此需要對閥體結(jié)構(gòu)進行耐久性試驗，保證雙模態(tài)消聲器的質(zhì)量和品質(zhì)。
[0003]目前市場上并沒有針對雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)熱疲勞試驗的設(shè)備，相關(guān)專利也僅限于金屬材料和彈簧的熱疲勞試驗設(shè)備。如專利CN2731439Y公布了一種彈簧熱疲勞試驗機，此種彈簧熱疲勞試驗機主要用于螺旋彈簧的熱疲勞測試，其用電阻爐加熱，用電磁線圈進行驅(qū)動，最高能進行200攝氏度下的熱疲勞試驗。但是這種試驗機沒法進行閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞測試，不能設(shè)定汽車所特有的工作循環(huán)工況，同時試驗的最高溫度不能滿足閥體結(jié)構(gòu)測試的要求。專利CN176970A公布了一種熱疲勞試驗機，此種試驗機主要用于金屬材料的熱疲勞試驗。試驗機采用升降系統(tǒng)控制金屬材料在加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中的停留時間對金屬材料樣件進行熱疲勞測試。但是這種試驗機沒法進行閥體結(jié)構(gòu)在冷熱交替環(huán)境中的開閉疲勞實驗。專利CN102507352A公布了一種扭簧疲勞試驗機，此種試驗機主要用于常溫情況下的扭簧的疲勞測試，但沒法進行冷熱交變環(huán)境下的疲勞測試。
[0004]在汽車加速減速過程中，排氣系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會有200°C左右的變化，另外閥體結(jié)構(gòu)也會在變化氣流的作用下不斷改變開啟角度。另外，汽車在冷態(tài)起動過程中，排氣系統(tǒng)會遭受較大的熱沖擊，系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會從常溫迅速增加到400°C飛00°C。因而雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境不僅有溫度的循環(huán)變化，還有閥體結(jié)構(gòu)的頻繁開啟關(guān)閉動作，這對閥體結(jié)構(gòu)的耐久性是一個極大的考驗，而現(xiàn)有的疲勞試驗機都沒法滿足雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)耐久性測試的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機，包括機架、設(shè)置于所述機架上用于對所述閥體結(jié)構(gòu)加熱的加熱系統(tǒng)、設(shè)置于所述機架上用于固定所述閥體結(jié)構(gòu)的夾緊裝置、用于驅(qū)動所述閥體結(jié)構(gòu)的閥門開閉的機械連桿傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制整個熱疲勞試驗機工作的控制系統(tǒng)，所述機械連桿傳動系統(tǒng)包括固定設(shè)置在所述機架上的電機、與所述電機相連并由所述電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的飛輪、一端與所述飛輪相連并由所述飛輪帶動運動的拉桿及由所述拉桿帶動做往復(fù)運動的并用于推動所述閥體結(jié)構(gòu)上的閥門開閉的驅(qū)動組件；
所述冷卻系統(tǒng)包括用于冷卻所述驅(qū)動組件的軸冷卻組件、用于冷卻所述閥體結(jié)構(gòu)以模擬汽車加減速過程中排氣溫度的循環(huán)變化的噴霧管；
所述控制系統(tǒng)包括用于反饋所述閥體結(jié)構(gòu)的工作溫度以控制所述閥體結(jié)構(gòu)疲勞試驗的循環(huán)工況的熱電偶、與所述電機相連用于調(diào)節(jié)所述電機轉(zhuǎn)速的變頻器、設(shè)置在所述機架上并用于計算所述閥門開閉的次數(shù)的傳感器、工控機，所述工控機具有輸入輸出控制面板、電機調(diào)速控制電路、循環(huán)計數(shù)電路、溫度調(diào)控電路、冷卻水循環(huán)控制電路、報警電路。
[0007]所述機架包括下基座板、中基座板、連接所述下基座板和所述中基座板的多個立柱、上基座板、位于所述中基座板和所述上基座板之間的多塊殼板,所述多塊殼板、所述中基座板、所述下基座板共同圍成一空腔。
[0008]所述機械連桿傳動系統(tǒng)還包括固定設(shè)置在所述上基座板上的軸承座組件，所述驅(qū)動組件包括穿過所述軸承座組件且一端與所述拉桿的另一端相連的驅(qū)動軸、一端與所述驅(qū)動軸的另一端相連并用于推動所述閥門開閉的驅(qū)動件。
[0009]所述飛輪上設(shè)有用于調(diào)整所述拉桿的一端在所述飛輪上的偏心距的調(diào)整板。
[0010]所述上基座板開設(shè)有安裝口，所述加熱系統(tǒng)設(shè)置在所述空腔內(nèi)并穿出所述安裝口，所述加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在所述空腔內(nèi)的內(nèi)部保溫罩、設(shè)置在所述內(nèi)部保溫罩上方的加熱密封座、設(shè)置在所述內(nèi)部保溫罩內(nèi)部并與所述內(nèi)部保溫罩之間形成有間隙的加熱內(nèi)膽、設(shè)置在所述加熱內(nèi)膽內(nèi)的電熱絲，在所述間隙內(nèi)填充有保溫材料，所述內(nèi)部保溫罩與所述加熱密封座之間設(shè)置有用于安裝所述內(nèi)部保溫罩、所述加熱密封座、所述加熱內(nèi)膽的加熱安裝板。
[0011]所述加熱系統(tǒng)還包括用于防止熱量從所述加熱系統(tǒng)頂端散失的外部保溫罩，所述外部保溫罩上安裝有用于觀察熱疲勞實驗情況的石英玻璃。
[0012]所述夾緊裝置設(shè)置在所述加熱系統(tǒng)內(nèi)，其包括設(shè)置在所述加熱密封座上的裝夾定位板、設(shè)置在所述裝夾定位板的二側(cè)并用于夾緊所述閥體結(jié)構(gòu)的裝夾卡鉗。
[0013]所述下基座板、所述中基座板均由厚度大于3mm的厚鋼板制成，所述立柱由厚度大于3mm的厚壁鋼管制成。
[0014]所述噴霧管上在靠近所述閥體結(jié)構(gòu)的一側(cè)分布有均勻分布的多個孔以形成均勻噴霧。
[0015]所述加熱系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)。
[0016]由于上述技術(shù)方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明的熱疲勞試驗機，能夠?qū)椥栽拈y體結(jié)構(gòu)進行熱疲勞測試。熱疲勞試驗機上的機械連桿傳動系統(tǒng)推動閥體結(jié)構(gòu)上的閥門進行開啟和關(guān)閉動作，加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)配合工作，可形成冷熱交替循環(huán)工況，準確模擬汽車加速以及啟停過程中排氣系統(tǒng)中溫度變化及閥體結(jié)構(gòu)上的閥門開啟角度的變化，從而以接近實際工況的冷熱及閥門開閉循環(huán)去測試閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞耐久性。
[0017](2)本發(fā)明的熱疲勞試驗機的控制系統(tǒng)采用了可編程智能控制系統(tǒng)，在輸入輸出控制面板上輸入?yún)?shù)，試驗機就能自動完成具有復(fù)雜循環(huán)工況的閥體結(jié)構(gòu)熱疲勞測試。同時，還配有報警電路，如果試驗機工作異常，則會自動斷電，并通過報警來提示測試人員接觸故障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明熱疲勞試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明熱疲勞試驗機中機架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明熱疲勞試驗機中加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3中A-A向剖視圖；
圖5為本發(fā)明熱疲勞試驗機中機械連桿傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明熱疲勞試驗機中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明熱疲勞試驗機中控制系統(tǒng)功能模塊示意圖；
圖中:1、機架；11、下基座板；12、立柱；13、中基座板；14、殼板；15、上基座板；16、安裝口 ；2、加熱系統(tǒng)；21、內(nèi)部保溫罩；22、加熱安裝板；23、加熱密封座；24、外部保溫罩；25、電熱絲；26、加熱內(nèi)膽；27、保溫材料；28、石英玻璃；3、控制系統(tǒng)；31、霍爾傳感器；32、變頻器；33、熱電偶；34、工控機；4、夾緊裝置；41、裝夾定位板；42、裝夾卡鉗；5、冷卻系統(tǒng)；51、噴霧管；52、軸冷卻組件；6、機械連桿傳動系統(tǒng)；61、電機支架；62、電機；63、驅(qū)動軸；64、軸承座組件；65、拉桿；66、飛輪；67、調(diào)整板；68、驅(qū)動件。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0020]如附圖1飛所示，本發(fā)明的雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機包括機架1、設(shè)置于機架I上用于對閥體結(jié)構(gòu)迅速加熱的加熱系統(tǒng)2、設(shè)置于機架I上用于固定閥體結(jié)構(gòu)的夾緊裝置4、用于驅(qū)動閥體結(jié)構(gòu)的閥門開閉的機械連桿傳動系統(tǒng)6、冷卻系統(tǒng)5、控制整個熱疲勞試驗機工作的控制系統(tǒng)3。
[0021]如附圖2所示，本發(fā)明熱疲勞試驗機中機架I的結(jié)構(gòu)示意圖。機架I包括下基座板11、中基座板13、連接下基座板11和中基座板13的多個立柱12、上基座板15、位于中基座板13和上基座板15之間的多塊殼板14，多塊殼板14、中基座板13、下基座板11共同圍成一空腔。其中下基座板11、中基座板13均由厚度大于3_的厚鋼板制成，而立柱12由六根厚度大于3mm的厚壁鋼管組成，均勻分布在下基座板11、中基座板13之間，由厚鋼板制成的下基座板11和中基座板13以及由厚鋼管組成的立柱12增加了機架I底座的重量和剛度，減小了由于機械連桿傳動系統(tǒng)6的工作而產(chǎn)生的震動。本例中，殼板14設(shè)有4塊,4塊殼板14、上基座板15及中基座板13共同圍成一個空腔,用于安裝加熱系統(tǒng)2和冷卻系統(tǒng)5,一方面起骨架支撐作用，另一方面將加熱系統(tǒng)2與外界環(huán)境隔離，防止對操作者造成傷害。
[0022]如附圖3?4所示，為本發(fā)明熱疲勞試驗機中加熱系統(tǒng)2、冷卻系統(tǒng)5、夾緊裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖。上基座板15開設(shè)有安裝口 16，加熱系統(tǒng)2設(shè)置在空腔內(nèi)并穿出安裝口 16，力口熱系統(tǒng)2包括設(shè)置在空腔內(nèi)的內(nèi)部保溫罩21、設(shè)置在內(nèi)部保溫罩21上方的加熱密封座23、設(shè)置在內(nèi)部保溫罩21內(nèi)部并與內(nèi)部保溫罩21之間形成有間隙的加熱內(nèi)膽26及設(shè)置在加熱內(nèi)膽26內(nèi)的電熱絲25，在間隙內(nèi)填充有保溫材料27，內(nèi)部保溫罩21與加熱密封座23之間設(shè)置有用于安裝內(nèi)部保溫罩21、加熱密封座23、加熱內(nèi)膽26的加熱安裝板22，加熱系統(tǒng)2還包括用于防止熱量從加熱系統(tǒng)2頂端散失的外部保溫罩24，外部保溫罩24上安裝有用于觀察熱疲勞實驗情況的石英玻璃28。
[0023]冷卻系統(tǒng)5和加熱系統(tǒng)2設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，其包括用于冷卻驅(qū)動組件的軸冷卻組件52、用于冷卻閥體結(jié)構(gòu)以模擬汽車加減速過程中排氣溫度的循環(huán)變化的噴霧管51。其中，軸冷卻組件52主要由冷卻水管、水槽1、出水管等部件組成，目的是通過流動的冷水冷卻驅(qū)動軸組件，防止熱量通過驅(qū)動組件傳遞到軸承座組件64和拉桿65，損壞機械連桿傳動系統(tǒng)6 ;噴霧管51上在靠近閥體結(jié)構(gòu)的一側(cè)分布由均勻分布的多個孔以形成均勻噴霧，從而迅速降低閥體結(jié)構(gòu)的溫度，該孔為細孔。
[0024]夾緊裝置4設(shè)置在加熱系統(tǒng)2內(nèi)，其包括設(shè)置在加熱密封座23上的裝夾定位板41、設(shè)置在裝夾定位板41的二側(cè)并用于夾緊閥體結(jié)構(gòu)的裝夾卡鉗42。其中，裝夾定位板41用于定位閥體結(jié)構(gòu)，同時裝夾定位板41設(shè)有水槽2和回水管路，便于噴霧管51噴出的多余的水回流，裝夾定位板41為可拆卸結(jié)構(gòu)，可用于不同的閥體結(jié)構(gòu)；裝夾卡鉗42為可拆卸結(jié)構(gòu)，可通過加減墊片調(diào)整高度，從而適用于裝夾不同的閥體結(jié)構(gòu)。
[0025]如附圖5所示，為本發(fā)明熱疲勞試驗機中機械連桿傳動系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)示意圖。機械連桿傳動系統(tǒng)6包括固定設(shè)置在機架I的下基座板11上的電機62、與電機62相連并由電機62驅(qū)動轉(zhuǎn)動的飛輪66、一端與飛輪66相連并由飛輪66帶動運動的拉桿65、由拉桿65帶動做往復(fù)運動的并用于驅(qū)動閥體結(jié)構(gòu)上的閥門開閉的驅(qū)動組件、固定設(shè)置在上基座板15的軸承座組件64，電機62通過電機支架61固定設(shè)置在下基座板11上，驅(qū)動組件包括穿過軸承座組件64且一端與拉桿65的另一端相連的驅(qū)動軸63、一端與驅(qū)動軸63的另一端相連并用于推動閥門開閉的驅(qū)動件68。本例中，驅(qū)動軸63為曲軸結(jié)構(gòu)，驅(qū)動件68為彎鉤狀結(jié)構(gòu)，當驅(qū)動軸63往復(fù)運動時，彎鉤狀的驅(qū)動件68的另一端可以推動閥門開閉。
[0026]在飛輪66上設(shè)有用于調(diào)整拉桿65的一端在飛輪66上的偏心距的調(diào)整板67，飛輪66通過調(diào)整板67帶動拉桿65擺動，而拉桿65在垂直方向的擺動帶動驅(qū)動軸63往復(fù)運動，進而帶動驅(qū)動件68推動閥門開閉。當通過調(diào)整調(diào)整板67而改變拉桿65的一端在飛輪66上的偏心距時，會改變拉桿65在垂直方向擺動的距離，繼而改變驅(qū)動軸63往復(fù)運動的角度，從而改變驅(qū)動件68推動閥門開啟的角度。
[0027]如附圖6所示，為本發(fā)明熱疲勞試驗機中控制系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)示意圖?？刂葡到y(tǒng)3為可編程智能控制系統(tǒng)，其包括用于反饋閥體結(jié)構(gòu)的工作溫度以便于控制閥體結(jié)構(gòu)疲勞試驗的循環(huán)工況的熱電偶33、與電機62相連用于調(diào)節(jié)電機62轉(zhuǎn)速的變頻器32、設(shè)置在機架I上并用于計算閥門開閉的次數(shù)的傳感器31、工控機34，其中，熱電偶33固定設(shè)置在殼板14上，并穿過加熱密封座23，位于閥體結(jié)構(gòu)的正下方，用于測量閥體結(jié)構(gòu)的溫度；變頻器32固定在電機62的末端，主要用于控制電機62的轉(zhuǎn)速，從而控制閥門開閉的頻率；傳感器31采用霍爾傳感器，并固定設(shè)置在殼板14接近拉桿65的位置，當拉桿65在豎直方向擺動時，拉桿65與霍爾傳感器31的距離會產(chǎn)生交替變化，從而使霍爾傳感器31產(chǎn)生周期性的電壓脈動，對周期性的電壓脈動進行處理，即可得到閥門開閉的頻率；工控機34固定設(shè)置在與拉桿65不同側(cè)的殼板14上，具有輸入輸出控制面板、電機調(diào)速控制電路、循環(huán)計數(shù)電路、溫度調(diào)控電路、冷卻水循環(huán)控制電路、報警電路，具體實施時，工控機34設(shè)有電子控制單元、交流接觸器、水流控制閥門、晶閘管調(diào)壓器等元器件，工控機34的機箱壁上安裝有觸摸屏、起停開關(guān)、報警燈等元器件，工控機34用于輸入試驗循環(huán)參數(shù)、顯示試驗進行參數(shù)、報警、采集霍爾傳感器31和熱電偶33數(shù)據(jù)、控制電機62轉(zhuǎn)速、控制電熱絲25發(fā)熱功率以及控制水流控制閥門等。工控機34是整個試驗機的控制核心，實現(xiàn)閥體結(jié)構(gòu)熱疲勞試驗的自動化和智能化。
[0028]如附圖7所示，為本發(fā)明熱疲勞試驗機控制系統(tǒng)3的功能模塊示意圖。疲勞試驗機的控制系統(tǒng)3的電路按功能可分為上層控制電路和下層執(zhí)行電路。上層控制電路為弱電電路，下層執(zhí)行電路為強電電路，上層控制電路和下層執(zhí)行電路之間采用光電隔離控制，從而消除弱電電路和強電電路之間的影響。
[0029]上層控制電路的核心為電子控制單元(E⑶)，主要完成傳感器信號的接收、信號的處理和計算、控制信號的輸出三大功能，并能與觸摸屏進行信息交互，接收試驗設(shè)定參數(shù)及發(fā)送當前試驗狀態(tài)信息。
[0030]下層執(zhí)行電路主要由交流接觸器、變頻器32、晶閘管調(diào)壓器及水流控制閥門組成。交流變觸器接收ECU發(fā)出的控制信號，斷開或接通各用電器的交流電；變頻器32接收ECU發(fā)出的控制信號，改變電機62的轉(zhuǎn)速；晶閘管調(diào)壓器接收ECU發(fā)出的控制信號，改變電熱絲25的功率，從而改變加熱溫度；水流控制閥門接收ECU發(fā)出的控制信號，接通或阻斷水流通過，控制噴霧管51噴霧的時間的長短，從而改變閥體結(jié)構(gòu)溫度循環(huán)變化的工況。
[0031]整個控制系統(tǒng)3為閉環(huán)控制，能夠精確閥體結(jié)構(gòu)試驗的溫度以及開閉的頻率，保證疲勞試驗的準確性。
[0032]下面結(jié)合附圖f 7詳細說明本發(fā)明熱疲勞試驗機的工作原理:
首先確定被測閥體結(jié)構(gòu)的類型，選定相應(yīng)的裝夾定位板41和裝夾卡鉗42。將被測的閥體結(jié)構(gòu)安裝到夾緊裝置4上，然后蓋上外部保溫罩24，手動調(diào)節(jié)調(diào)整板67，轉(zhuǎn)動飛輪66，使得測試閥門最大開啟角度滿足試驗要求。
[0033]將熱疲勞試驗機接上交流電源和水源，按下位于工控機34上的啟動按鈕給熱疲勞試驗機通電。通過工控機34上的觸摸屏設(shè)定試驗參數(shù)，主要設(shè)定的參數(shù)有變化溫度循環(huán)模式、閥門開閉頻率及閥門開閉次數(shù)。變化溫度循環(huán)模式主要設(shè)定各個溫度工況下的工作時長及相應(yīng)工況下的溫度目標值，并按一定的輸入范式輸入觸摸屏中。當參數(shù)輸入完畢后，在觸摸屏上進行確認，并開啟熱疲勞試驗機。然后觸摸屏上自動顯示當下的閥體結(jié)構(gòu)溫度、閥門開閉頻率及閥門累積開閉次數(shù)等信息。
[0034]當通過觸摸屏開啟疲勞試驗以后，工控機34中的ECU會發(fā)出信號控制交流接觸器動作，接通電機62及電熱絲25的交流電源。同時ECU發(fā)出信號控制變頻器32使電機62以設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，控制晶閘管調(diào)壓器根據(jù)設(shè)定的溫度與當下熱電偶33測量的實際閥體溫度的差值調(diào)整電熱絲25的發(fā)熱功率，使得閥體結(jié)構(gòu)溫度上升。電機62啟動后，帶動飛輪66旋轉(zhuǎn),通過調(diào)整板67帶動拉桿65擺動,然后拉桿65帶動驅(qū)動組件往復(fù)擺動，并推動閥門產(chǎn)生開閉動作。另外，ECU同步采集霍爾傳感器31的信號，用于計算閥門開閉頻率以及累積開閉次數(shù)；同步采集熱電偶33的信號，用于閥體結(jié)構(gòu)溫度的閉環(huán)控制。處理完的信號顯示在觸摸屏上。
[0035]當閥體結(jié)構(gòu)溫度達到設(shè)定溫度時，E⑶中的時鐘開始計時。當此溫度下的工作時長達到設(shè)定值時，如果下一個工作循環(huán)的溫度設(shè)定值低于當下溫度，E⑶會發(fā)出信號控制晶閘管調(diào)壓器，使電熱絲25停止工作，同時也發(fā)出信號控制水流控制閥門打開，使得冷卻水經(jīng)由噴霧管51噴出，降低閥體結(jié)構(gòu)的溫度。當閥體結(jié)構(gòu)的溫度降至設(shè)定的溫度值時，ECU控制水流控制閥門關(guān)閉，控制晶閘管調(diào)壓器使電熱絲25重新啟動，并根據(jù)熱電偶33反饋的溫度值閉環(huán)控制閥體結(jié)構(gòu)的溫度，直至下一設(shè)定溫度變化開始。如果下一個工作循環(huán)的溫度設(shè)定值高于當下溫度時，ECU會發(fā)出信號控制晶閘管調(diào)壓器加大電熱絲25的功率，讓溫度迅速升至設(shè)定值，然后通過熱電偶33閉環(huán)控制閥體結(jié)構(gòu)的溫度，直至下一設(shè)定溫度變化開始。該試驗機按照這樣的工作模式，根據(jù)設(shè)定的冷熱工作循環(huán)來模擬實際行車工況下循環(huán)變化的排氣溫度，從而有效的測試出閥體的熱疲勞性能。
[0036]在此溫度變化期間，電機62 —直工作推動閥門開閉，同時ECU —直采集霍爾傳感器31的電位變化，進行閥門開閉次數(shù)的累加。當閥門開閉次數(shù)累積到設(shè)定值時，ECU發(fā)出信號自動切斷電源停止試驗，保證測試的精確，同時也減少試驗機的能耗。
[0037]在該試驗機工作期間，如果發(fā)生異常，如溫度過高、電機62停止運轉(zhuǎn)或電熱絲25損壞無法升溫，則控制系統(tǒng)3會根據(jù)霍爾傳感器31和熱電偶33反饋的信息進行判斷，然后切斷電源，并發(fā)出警報。
[0038]綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的熱疲勞試驗機具有如下優(yōu)勢:
(I)本發(fā)明的熱疲勞試驗機能夠?qū)椥栽拈y體結(jié)構(gòu)進行熱疲勞測試。熱疲勞試驗機中的機械連桿傳動系統(tǒng)推動閥體結(jié)構(gòu)進行開啟和關(guān)閉動作，加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)配合工作，可形成冷熱交替循環(huán)工況，準確模擬汽車加減速及起停過程中排氣系統(tǒng)中溫度變化及閥體結(jié)構(gòu)上的閥門開啟角度的變化，從而以接近實際工況的冷熱及閥門開閉循環(huán)去測試閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞耐久性。
[0039](2)本發(fā)明的熱疲勞試驗機的機械連桿傳動系統(tǒng)中，通過簡單調(diào)整拉桿的一端在飛輪上的偏心距，改變驅(qū)動軸的往復(fù)運動角度，從而改變閥門的開啟角度；另外夾緊定位板為可拆卸結(jié)構(gòu)，可更換安裝各種不同形式的閥體結(jié)構(gòu)。這個兩個機構(gòu)相互配合，可有效的實現(xiàn)不同閥體結(jié)構(gòu)或者同一閥體不同開啟角度下的熱疲勞測試。
[0040](3)本發(fā)明的熱疲勞試驗機的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)采用一體式結(jié)構(gòu)形式，可以有效減小熱疲勞試驗機的體積。隔熱保溫材料、加熱密封座、內(nèi)部保溫罩和外部保溫罩的聯(lián)合使用，可以使閥體結(jié)構(gòu)溫度迅速上升，最高能達到500°C。冷卻系統(tǒng)采用噴霧管來冷卻閥體結(jié)構(gòu)，通過噴霧管的使用使得閥體結(jié)構(gòu)的溫度迅速降低，從而形成冷熱循環(huán)。
[0041](4)本發(fā)明的熱疲勞試驗機的控制系統(tǒng)采用了可編程智能控制系統(tǒng)，在控制面板上輸入?yún)?shù)，熱疲勞試驗機就能自動完成具有復(fù)雜循環(huán)工況的閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞測試。同時，還配有報警電路，如果試驗機工作異常，則會自動斷電，并通過報警來提示測試人員接觸故障。
[0042]以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，且本發(fā)明不限于上述的實施例，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.雙模態(tài)消聲器閥體結(jié)構(gòu)的熱疲勞試驗機，包括機架、設(shè)置于所述機架上用于對所述閥體結(jié)構(gòu)加熱的加熱系統(tǒng)、設(shè)置于所述機架上用于固定所述閥體結(jié)構(gòu)的夾緊裝置、用于驅(qū)動所述閥體結(jié)構(gòu)的閥門開閉的機械連桿傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制整個熱疲勞試驗機工作的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述機械連桿傳動系統(tǒng)包括固定設(shè)置在所述機架上的電機、與所述電機相連并由所述電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動的飛輪、一端與所述飛輪相連并由所述飛輪帶動運動的拉桿及由所述拉桿帶動做往復(fù)運動的并用于推動所述閥體結(jié)構(gòu)上的閥門開閉的驅(qū)動組件； 所述冷卻系統(tǒng)包括用于冷卻所述驅(qū)動組件的軸冷卻組件、用于冷卻所述閥體結(jié)構(gòu)以模擬汽車加減速過程中排氣溫度的循環(huán)變化的噴霧管； 所述控制系統(tǒng)包括用于反饋所述閥體結(jié)構(gòu)的工作溫度以控制所述閥體結(jié)構(gòu)疲勞試驗的循環(huán)工況的熱電偶、與所述電機相連用于調(diào)節(jié)所述電機轉(zhuǎn)速的變頻器、設(shè)置在所述機架上并用于計算所述閥門開閉的次數(shù)的傳感器、工控機，所述工控機具有輸入輸出控制面板、電機調(diào)速控制電路、循環(huán)計數(shù)電路、溫度調(diào)控電路、冷卻水循環(huán)控制電路、報警電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述機架包括下基座板、中基座板、連接所述下基座板和所述中基座板的多個立柱、上基座板、位于所述中基座板和所述上基座板之間的多塊殼板，所述多塊殼板、所述中基座板、所述下基座板共同圍成一空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述機械連桿傳動系統(tǒng)還包括固定設(shè)置在所述上基座板上的軸承座組件，所述驅(qū)動組件包括穿過所述軸承座組件且一端與所述拉桿的另一端相連的驅(qū)動軸、一端與所述驅(qū)動軸的另一端相連并用于推動所述閥門開閉的驅(qū)動件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述飛輪上設(shè)有用于調(diào)整所述拉桿的一端在所述飛輪上的偏心距的調(diào)整板。.
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述上基座板開設(shè)有安裝口，所述加熱系統(tǒng)設(shè)置在所述空腔內(nèi)并穿出所述安裝口，所述加熱系統(tǒng)包括設(shè)置在所述空腔內(nèi)的內(nèi)部保溫罩、設(shè)置在所述內(nèi)部保溫罩上方的加熱密封座、設(shè)置在所述內(nèi)部保溫罩內(nèi)部并與所述內(nèi)部保溫罩之間形成有間隙的加熱內(nèi)膽、設(shè)置在所述加熱內(nèi)膽內(nèi)的電熱絲，在所述間隙內(nèi)填充有保溫材料，所述內(nèi)部保溫罩與所述加熱密封座之間設(shè)置有用于安裝所述內(nèi)部保溫罩、所述加熱密封座、所述加熱內(nèi)膽的加熱安裝板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的疲勞試驗機，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)還包括用于防止熱量從所述加熱系統(tǒng)頂端散失的外部保溫罩，所述外部保溫罩上安裝有用于觀察熱疲勞實驗情況的石英玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述夾緊裝置設(shè)置在所述加熱系統(tǒng)內(nèi)，其包括設(shè)置在所述加熱密封座上的裝夾定位板、設(shè)置在所述裝夾定位板的二側(cè)并用于夾緊所述閥體結(jié)構(gòu)的裝夾卡鉗。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述下基座板、所述中基座板均由厚度大于3mm的厚鋼板制成，所述立柱由厚度大于3mm的厚壁鋼管制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述噴霧管上在靠近所述閥體結(jié)構(gòu)的一側(cè)分布有均勻分布的多個孔以形成均勻噴霧。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱疲勞試驗機，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)設(shè)置為一體式結(jié) 構(gòu)。
【文檔編號】G01M13/00GK103471832SQ201310413355
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】鄭四發(fā), 鄧福新, 劉海濤, 蔡豐伶 申請人:華環(huán)（蘇州）汽車科技有限公司