Testing Method And Device For Assembled Interface In Engine Camshaft

Abstract

“高档数控机床与基础制造装备”为国家科技重大专项之一，发动机构件技术的变革为重要支持方向。其中，装配式凸轮为全新概念，即首先制备凸轮、轴等专用构件，然后在高效装配设备上通过界面连接技术将二者组合。本论文以此为背景，以建立凸轮装配界面的构效关系为总体目标，开展了凸轮界面性能试验方法及装置的系列研究。 静态试验针对轮轴界面静态结合性能。论文对夹持机构进行精细设计，突破静态扭转技术瓶颈，成功地抑制了轴管变形、凸轮扭裂等普遍存在的问题。试验装置主要参数为扭矩500Nm、夹持长度超过300mm、扭转速度低至0.05°/min，具有转角和扭矩两种程控模式。进一步对模型构件和工程构件进行比较性试验，确认试验系统各单元匹配性佳，扭矩-转角曲线重现性好，所有受扭单元的扭矩-转角型线均符合理论解；所得界面扭脱试验曲线的置信度高，可作为标准数据使用；所开展的有限元分析也建立了界面扭转的初步理论基础。集成出的凸轮专用扭转试验装置通过工程验证。 动态试验针对凸轮长时服役行为，包括轮/轴界面以及凸轮机构界面行为。通过对典型发动机结构分析、工程简化以及试验系统的多学科设计，集成出全结构动态冷试装置一台。该装置保持发动机凸轮的力学传递链，与标准受力状态偏差不超过10%。试验系统经热、振动、噪音等运行参数监控，按照发动机热机可靠性试验规范，进行交变速度、混合速度和恒速三工况运行，通过了100小时长时运行试验。该装置有较好的环境开放性，具有动态扭矩测试单元，凸轮磨损在线监测单元等多功能接口。 论文通过凸轮基本参数计算、有限元模拟分析、CAD结构设计、装置集成及测试验证，提供了针对发动机凸轮界面性能研究的一整套试验方法及装置，包括静态和动态两种方法，可以用于真实构件的综合性能考察