一種大功率船用柴油機(jī)排氣閥試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種試驗(yàn)裝置，具體地說是柴油機(jī)試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]排氣閥及其控制系統(tǒng)是大功率船用二沖程低速柴油機(jī)的重要組成部分，通過控制排氣閥打開時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的進(jìn)氣、排氣過程，從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。在瓦錫蘭和曼恩公司的RT-Flex系列和ME系列低速機(jī)上均使用液壓驅(qū)動(dòng)的排氣閥機(jī)構(gòu)，利用VCU (Valve Control Unit)控制來自伺服油共軌內(nèi)伺服油，實(shí)現(xiàn)對排氣閥的開啟和關(guān)閉。
[0003]在專利CN 103953427A、CN10395341A上介紹了電液驅(qū)動(dòng)排氣機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)壓力可變增壓式排氣機(jī)構(gòu)，通過一級增壓器上的一級活塞與二級活塞對初級增壓腔內(nèi)的液壓油進(jìn)行增壓，從而實(shí)現(xiàn)在排氣閥開啟和維持過程中以不同的增壓壓力驅(qū)動(dòng)和維持，有利于降低驅(qū)動(dòng)液壓油的供油壓力。國內(nèi)在排氣閥結(jié)構(gòu)方面的專利為數(shù)不少，但在排氣閥試驗(yàn)裝置方面的專利還鮮有遇到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供能夠模擬排氣閥打開時(shí)刻真實(shí)的缸內(nèi)工作條件的一種大功率船用柴油機(jī)排氣閥試驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明一種大功率船用柴油機(jī)排氣閥試驗(yàn)裝置，其特征是:包括排氣閥部分、氣缸部分、液壓部分、供氣系統(tǒng)、壓力溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；排氣閥部分包括排氣閥上體、排氣閥下體、排氣閥桿、排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞、排氣閥桿壓緊體、壓緊體壓緊彈簧，排氣閥上體安裝在排氣閥下體上，排氣閥上體和排氣閥下體內(nèi)設(shè)置相互連通的空腔，排氣閥桿設(shè)置在排氣閥上體和排氣閥下體的空腔里，排氣閥桿頂端和排氣閥上體之間設(shè)置排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞，排氣閥桿上自上而下依次套有中間塊、壓緊體壓緊彈簧、排氣閥桿壓緊體，排氣閥桿壓緊體分別與排氣閥上體和排氣閥下體固定連接，壓緊體壓緊彈簧壓在排氣閥桿壓緊體上，中間塊、排氣閥桿壓緊體以及排氣閥上體內(nèi)壁構(gòu)成空氣彈簧腔；氣缸部分包括氣缸體，氣缸體安裝在排氣閥下體下方，氣缸體與排氣閥下體的空腔通過排氣閥桿端部的排氣閥閥座連通或隔斷，氣缸體里布置溫度傳感器和壓力傳感器；液壓部分包括伺服油箱、伺服油泵、排氣控制單元體，伺服油箱通過低壓伺服進(jìn)油管連通伺服油軌，低壓伺服進(jìn)油管上安裝伺服油泵，伺服油軌通過伺服油回油管連通伺服油箱，排氣控制單元體的一端通過二位三通電磁閥和伺服油軌連通或斷開，另一端通過高壓伺服油進(jìn)油管與排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞上的油腔相連通；供氣系統(tǒng)包括空氣瓶，空氣瓶通過空氣進(jìn)氣管連通空氣彈簧腔，空氣進(jìn)氣管上安裝第一壓力調(diào)節(jié)閥；壓力溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括氮?dú)馄?，氮?dú)馄客ㄟ^氮?dú)膺M(jìn)氣管連通氣缸體，氮?dú)膺M(jìn)氣管上安裝第二壓力調(diào)節(jié)閥，氣缸體內(nèi)壁上設(shè)置連接溫度控制柜的加熱電阻絲。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、氣缸體上安裝背壓調(diào)節(jié)閥，低壓伺服油進(jìn)油管上安裝單向閥，伺服油回油管上安裝軌壓調(diào)節(jié)閥。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:1、本發(fā)明的一種船用低速柴油機(jī)排氣閥試驗(yàn)裝置可以為大功率船用低速柴油機(jī)配機(jī)的排氣閥改進(jìn)、新型排氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)驗(yàn)證裝置；2、該排氣閥試驗(yàn)臺(tái)通過對排氣閥氣缸體內(nèi)的溫度和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)和設(shè)定，允許開展排氣閥打開時(shí)刻氣缸體內(nèi)不同的溫度和壓力對排氣閥開啟特性和關(guān)閉特性的試驗(yàn)研宄；3、利用該排氣閥試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對排氣閥工作過程仿真模型進(jìn)行校核與驗(yàn)證，有利于后期開展排氣閥仿真計(jì)算研宄，探索排氣閥結(jié)構(gòu)參數(shù)對排氣閥工作響應(yīng)特性的影響規(guī)律；4、基于該排氣閥試驗(yàn)臺(tái)，可以對排氣閥控制系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研宄，優(yōu)化出合理的排氣閥工作行程、排氣閥打開時(shí)刻，有利于對船用低速柴油機(jī)進(jìn)、排氣過程進(jìn)行優(yōu)化研宄，進(jìn)而改善柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低有害物的排放。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0012]結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種大功率船用柴油機(jī)排氣閥試驗(yàn)裝置由排氣閥部分A、氣缸部分B、液壓部分C、供氣系統(tǒng)D、壓力和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)E組成。
[0013]排氣閥部分A包括排氣閥上體1、排氣閥桿2、排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞3、中間塊4、排氣閥桿壓緊體5、壓緊體壓緊彈簧6、空氣彈簧腔7、排氣閥下體8、排氣閥閥座9、位移傳感器10組成，其特征是，排氣閥桿2位于排氣閥上體I內(nèi)，排氣閥上體插入到排氣閥下體8內(nèi)，排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞3位于排氣閥上體I內(nèi)，用來驅(qū)動(dòng)排氣閥桿2的運(yùn)動(dòng)，中間塊4位于排氣閥上體I內(nèi)，套在排氣閥桿2上，該中間塊4和排氣閥上體I之間的間隙僅為幾個(gè)微米，為精密接觸，排氣閥桿壓緊體5為一環(huán)形體，套在排氣閥桿2上，和排氣閥上體1、排氣閥下體8固定連接，防止氣缸內(nèi)的燃油通過排氣閥桿2和排氣閥下體8之間的間隙進(jìn)入到排氣閥上體I內(nèi)，壓緊體壓緊彈簧6為蝶形彈簧，位于排氣閥壓緊體5的上面，用來壓緊排氣閥桿壓緊體5，防止排氣閥壓緊體5在排氣閥下體8的軸向上運(yùn)動(dòng)，中間塊4、排氣閥桿壓緊體5和排氣閥上體I之間形成了空氣彈簧腔7，所形成的空氣彈簧保證排氣閥桿2排氣閥功不工作時(shí)和排氣閥閥座9緊密貼合，以防止氣缸內(nèi)的高溫高壓燃?xì)獾沽鞯脚艢忾y桿2和排氣閥下體9之間形成的空腔，位移傳感器10位于排氣閥上體內(nèi)部，垂直于排氣閥閥桿2安裝，用來測量排氣閥閥桿的位移。
[0014]氣缸部分B包括氣缸體11、加熱層12、溫度傳感器13、壓力傳感器14、背壓調(diào)節(jié)閥15，其特征是，氣缸體為圓柱形厚壁筒，在排氣閥下體8的下面，和排氣閥下體8緊密貼合，保證不漏氣，在氣缸體11的內(nèi)表面布置有加熱層12，加熱層12是由多組加熱電阻絲纏繞在氣缸體11的內(nèi)表面上形成的，用來加熱氣缸體11內(nèi)的氣體，在氣缸體11的不同位置上布置有多個(gè)溫度傳感器13和壓力傳感器14，用來監(jiān)測氣缸體11內(nèi)不同位置氣體的溫度和壓力，保證氣缸體11內(nèi)的壓力和溫度均勻分布后進(jìn)行排氣閥相關(guān)試驗(yàn)，背壓調(diào)節(jié)閥15為手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥，通過用來調(diào)節(jié)氣缸體11內(nèi)的氣體壓力，保證氣體壓力在設(shè)定范圍內(nèi)。
[0015]液壓部分C包括伺服油箱16、伺服油過濾器17、伺服油泵18、單向閥19、低壓伺服油進(jìn)油管20、伺服油軌21、軌壓傳感器22、軌壓調(diào)節(jié)閥23、伺服油回油管24、排氣控制單元體25、高壓伺服油進(jìn)油管26，其特征是，伺服油過濾器17位于伺服油箱16內(nèi)，用來給伺服油過濾，伺服油過濾器17的上面為伺服油泵18，伺服油泵18的上面為單向閥19，低壓伺服油進(jìn)油管20將單向閥19和伺服油軌21相連通，伺服油軌21為一雙層厚壁圓柱形儲(chǔ)油容器，軌壓傳感器22位于伺服油軌21的上面，用來檢測伺服油軌內(nèi)伺服油的油壓，軌壓調(diào)節(jié)閥23為電控電磁閥，該閥通過向伺服油回油管24溢流的形式調(diào)節(jié)伺服油軌21內(nèi)伺服油的油壓，滿足排氣閥系統(tǒng)所需要的驅(qū)動(dòng)油壓的要求，排氣控制單元體25為帶有電控二位三通電磁閥的單元體，排氣控制單元體25的一端通過二位三通電磁閥和伺服油軌21連通或是斷開，另一端和高壓伺服油進(jìn)油管26連通，高壓伺服油進(jìn)油管26將排氣控制單元體25和排氣閥上體I的排氣閥運(yùn)動(dòng)活塞3上的油腔相連通。
[0016]供氣系統(tǒng)D包括空氣瓶27、壓力調(diào)節(jié)閥28、壓力表29、空氣進(jìn)氣管30，其特征是，空氣瓶27內(nèi)充有高壓壓縮空氣，壓力調(diào)節(jié)閥28包括一級減壓閥和二級調(diào)壓閥，用來對高壓壓縮空氣進(jìn)行二級減壓輸出，壓力表29為精密壓力表，用來讀取二級減壓后的充氣壓力，減壓后的壓縮空氣通過空氣進(jìn)氣管30進(jìn)入到排氣閥上體I內(nèi)的空氣彈簧腔7內(nèi)。
[0017]壓力和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)E包括氮?dú)馄?1、壓力調(diào)節(jié)閥32、壓力表33、氮?dú)膺M(jìn)氣管34、加熱電阻絲組成的加熱層12、壓力傳感器14、溫度傳感器13、溫度控制柜35、采集及控制單元36，其特征是，氮?dú)馄?1內(nèi)裝有高壓液態(tài)氮?dú)?，壓力調(diào)節(jié)閥32為電控調(diào)節(jié)閥，用來進(jìn)行二級減壓的氮?dú)鈮毫Φ恼{(diào)節(jié)，壓力表33為精密壓力表，用來檢測減壓后的氮?dú)鈮毫Φ綒飧左w11內(nèi)的充氣壓力，加熱層12由多組加熱電阻絲組成，布置在氣缸體的內(nèi)表面，加熱電阻絲的加熱量由溫度控制柜35進(jìn)行溫度設(shè)定控制，溫度控制柜35設(shè)置有溫度自恒定加熱功能，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值后，自動(dòng)啟動(dòng)溫度自恒定加熱功能，對溫度進(jìn)行微調(diào)保證缸內(nèi)溫度始終在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，通過布置在氣缸體11上不同位置的多個(gè)溫度傳感器13獲得氣缸體11內(nèi)的各點(diǎn)溫度，采集及控制單元36溫度傳感器13和壓力傳感器14獲得氣缸內(nèi)11內(nèi)的溫度和壓力，根據(jù)所要求達(dá)到的溫度和壓力，對溫度控制柜35和電控壓力調(diào)節(jié)閥32進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0018]本發(fā)明的具體工作原理如下:在進(jìn)行排氣閥試驗(yàn)前，調(diào)節(jié)供氣系統(tǒng)的空氣壓力調(diào)節(jié)閥28，調(diào)節(jié)通過空氣進(jìn)氣管30進(jìn)入到排氣閥空氣彈簧腔7內(nèi)的空氣壓力，通過精密壓力表29，讀取二級減壓后空氣的壓力，保證排氣閥桿2和排氣閥下體8上的排氣閥閥座9緊密貼合。根據(jù)排氣閥測試試驗(yàn)要求，計(jì)算出在排氣閥打開時(shí)刻氣缸體11內(nèi)的壓力和溫度，利用壓力和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)E進(jìn)行氣缸體11內(nèi)壓力和溫度的設(shè)置和調(diào)節(jié)，首先，進(jìn)行氣缸體11內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)氮?dú)馄?1上的壓力調(diào)節(jié)閥32，觀察到壓力表33上顯示的進(jìn)氣壓力，并通過布置在氣缸體11上不同位置的壓力傳感器14時(shí)刻監(jiān)測缸內(nèi)各處壓力，當(dāng)氣缸體11內(nèi)模擬的壓力達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉氮?dú)馄?1上的壓力調(diào)節(jié)閥32，開始進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。在溫度控制柜35上設(shè)定所需要加熱的溫度，并啟動(dòng)溫度自恒定功能，均勻布置在氣缸體11內(nèi)表面的加熱電阻絲組成的加熱層12對氣缸內(nèi)的氣體進(jìn)行加熱，在加熱過程中，通過布置在氣缸體11上的溫度傳感器13進(jìn)行缸內(nèi)溫度測量，當(dāng)缸內(nèi)加熱溫度達(dá)到規(guī)定溫度后，溫度自恒定功能打開，保證氣缸體11內(nèi)氣體溫度在規(guī)定溫度范圍內(nèi)波動(dòng)，滿足試驗(yàn)條件的要求。當(dāng)缸內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度和壓力后，并且溫度和壓力在1-2個(gè)小時(shí)內(nèi)變化量不超過5%，此時(shí)開始進(jìn)行排氣閥