气门落座接触刚度试验方法研究.pdf

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1、第32卷第4期2015年8月内燃机与动力装置I．C．E＆PowerplantV01．32No．4Aug．2015【试验研究】气门落座接触刚度试验方法研究傅瑜杭1，陈庆华2。刘忠民1(1．杭州电子科技大学机械工程学院，浙江杭州310018；2．浙江三田滤清器有限公司，浙江丽水323700)摘要：为分析气门实际落座过程中的刚度问题，用气门落座接触试验，分别测量气门静态接触刚度、模拟气门落座碰撞过程动态刚度和实际配气机构工作过程中动态刚度。试验结果表明气门落座过程是一个非线性过程，气门与座圈接触刚度不是定常值，而是随落座速度增大而增大。关键

2、词：气门；刚度；落座速度中图分类号：TK407文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)04—0001—04StudyonTestMethodsofContactStiffnessofValveCrashingSeatFUYu—han91，CHENQing—hua2，LIUZhong—minl(1．SchoolofMechanicalEngineering，HangzhouDianziUniversity．，Hangzhou，310018，China；2．ZhejiangSantianFilterCo．，Ltd．，Lish

3、ui，323700，China)Abstract：Toanalyzetheproblemofcontactstiffne§sofactualvalvecrashingseat，thisstudydidthevalvecontacttests，measuringthestaticcontactstiffnessofvalves，andsimulatingthedy—namicstiffnessintheprocessofvalvescrashingseataswellastheactualvalvetiming．Thetestsshow

4、thattheactionofvalvecrashingseatislinearandthatthecontactstiffnessbetweenthevalveandthevalveseatisnotstable，butwillbeupgradedwiththeseatingspeed．KeyWords：Valve；Stiffness；ValveCrashSpeed引言在发动机配气机构中，气门落座过程是一个复杂的非线性过程。所以用定刚度、定阻尼的动力学模型落座速度计算结果与试验结果差别较大¨≈J。由于气门制造存在一定量的误差，所以气

5、门落座不是真正的正落座，而是有一定程度的偏落座口J。这就说明气门落座是个复杂的过程。气门落座时，气门和气门座圈之间的点接触在极短时间内过渡到线接触。因此，通过设计气门落座试验，分别测量气门落座接触静态刚度、测量模拟气门落座碰撞过程的动态刚度和测量实际配气机构工作过程中动态刚度。通过三次气门接触刚度的试验，采用不同的方法分析处理试验数据，得出气门的落座刚度随气门载荷和落座速度的变化情况，来准确研究气门在落座过程中气门接触刚度情况。1气门接触静态刚度试验1．1试验方法和装置本试验针对某小型汽油机配气机构进行，试验过程中去除气门弹簧，气门锁

6、夹和气门弹簧垫圈，保证在加载前气门与气门座圈之间不受弹簧预紧力M。5J。静态接触刚度测试单元是由装载杆、千分表、应变仪组成。试验采取加砝码测变量的方法进基金项目：国家科技支撑计划项目(2012BAG02800)作者简介：傅瑜杭(1991一)，女，浙江金华人，研究生，主要从事发动机性能研究。收稿日期：2015—05—08‘．内燃机与动力装置2015年8月行测量配气机构的气门与气门座圈接触刚度，为了保证试验精度要求，千分表的磁性基座安装在配气机构上，以此来消除配气机构变形的影响，将千分表放置在气门轴的顶端，试验装置如图1所示：图1气门静态

7、接触刚度试验装置1．2静态接触刚度试验结果在静态试验中，在气门底部通过杠杆施加静态载荷，测量气门杆顶部伸缩变形量，得到配气机构气门与气门座圈接触刚度。由气门加载数据可以看出，在整个气门落座过程中，气门刚接触到气门座圈时，气门刚度很小，这是因为气门偏落座引起的，所以在前期加载荷时气门接触刚度较小；而当加载到一定程度的时候，气门接触刚度基本保持恒定，这是因为气门与气门座圈全部落座，气门和座圈完全接触，此时刚度即为气门与座圈接触刚度。将试验数据采用最小二乘法进行二次曲线拟合，然后对拟合二次曲线求导，即为气门落座刚度变化值曲线。图2是气门在一

8、个完整的加载过程的进、排气门刚度随载荷的变化情况。图2气门接触刚度随加载的变化通过数次试验加载测量结果来看，气门接触变形量随加载变化而变化。由图3计算结果分析得出：试验静态接触刚度随载荷增加而增加，但并非线性变化，排气门