一种大功率船用柴油机排气阀试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种试验装置，具体地说是柴油机试验装置。
【背景技术】
[0002]排气阀及其控制系统是大功率船用二冲程低速柴油机的重要组成部分，通过控制排气阀打开时刻和关闭时刻实现柴油机的进气、排气过程，从而实现柴油机较好的燃油经济性和排放性。在瓦锡兰和曼恩公司的RT-Flex系列和ME系列低速机上均使用液压驱动的排气阀机构，利用VCU (Valve Control Unit)控制来自伺服油共轨内伺服油，实现对排气阀的开启和关闭。
[0003]在专利CN 103953427A、CN10395341A上介绍了电液驱动排气机构和驱动压力可变增压式排气机构，通过一级增压器上的一级活塞与二级活塞对初级增压腔内的液压油进行增压，从而实现在排气阀开启和维持过程中以不同的增压压力驱动和维持，有利于降低驱动液压油的供油压力。国内在排气阀结构方面的专利为数不少，但在排气阀试验装置方面的专利还鲜有遇到。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供能够模拟排气阀打开时刻真实的缸内工作条件的一种大功率船用柴油机排气阀试验装置。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:
[0006]本实用新型一种大功率船用柴油机排气阀试验装置，其特征是:包括排气阀部分、气缸部分、液压部分、供气系统、压力温度调节系统；排气阀部分包括排气阀上体、排气阀下体、排气阀杆、排气阀运动活塞、排气阀杆压紧体、压紧体压紧弹簧，排气阀上体安装在排气阀下体上，排气阀上体和排气阀下体内设置相互连通的空腔，排气阀杆设置在排气阀上体和排气阀下体的空腔里，排气阀杆顶端和排气阀上体之间设置排气阀运动活塞，排气阀杆上自上而下依次套有中间块、压紧体压紧弹簧、排气阀杆压紧体，排气阀杆压紧体分别与排气阀上体和排气阀下体固定连接，压紧体压紧弹簧压在排气阀杆压紧体上，中间块、排气阀杆压紧体以及排气阀上体内壁构成空气弹簧腔；气缸部分包括气缸体，气缸体安装在排气阀下体下方，气缸体与排气阀下体的空腔通过排气阀杆端部的排气阀阀座连通或隔断，气缸体里布置温度传感器和压力传感器；液压部分包括伺服油箱、伺服油泵、排气控制单元体，伺服油箱通过低压伺服进油管连通伺服油轨，低压伺服进油管上安装伺服油泵，伺服油轨通过伺服油回油管连通伺服油箱，排气控制单元体的一端通过二位三通电磁阀和伺服油轨连通或断开，另一端通过高压伺服油进油管与排气阀运动活塞上的油腔相连通；供气系统包括空气瓶，空气瓶通过空气进气管连通空气弹簧腔，空气进气管上安装第一压力调节阀；压力温度调节系统包括氮气瓶，氮气瓶通过氮气进气管连通气缸体，氮气进气管上安装第二压力调节阀，气缸体内壁上设置连接温度控制柜的加热电阻丝。
[0007]本实用新型还可以包括:
[0008]1、气缸体上安装背压调节阀，低压伺服油进油管上安装单向阀，伺服油回油管上安装轨压调节阀。
[0009]本实用新型的优势在于:1、本实用新型的一种船用低速柴油机排气阀试验装置可以为大功率船用低速柴油机配机的排气阀改进、新型排气阀结构设计提供试验验证装置；
2、该排气阀试验台通过对排气阀气缸体内的温度和压力进行调节和设定，允许开展排气阀打开时刻气缸体内不同的温度和压力对排气阀开启特性和关闭特性的试验研宄；3、利用该排气阀试验台的试验数据，可以对排气阀工作过程仿真模型进行校核与验证，有利于后期开展排气阀仿真计算研宄，探索排气阀结构参数对排气阀工作响应特性的影响规律；4、基于该排气阀试验台，可以对排气阀控制系统的控制策略进行研宄，优化出合理的排气阀工作行程、排气阀打开时刻，有利于对船用低速柴油机进、排气过程进行优化研宄，进而改善柴油机的燃油经济性和降低有害物的排放。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述:
[0012]结合图1，本实用新型的一种大功率船用柴油机排气阀试验装置由排气阀部分A、气缸部分B、液压部分C、供气系统D、压力和温度调节系统E组成。
[0013]排气阀部分A包括排气阀上体1、排气阀杆2、排气阀运动活塞3、中间块4、排气阀杆压紧体5、压紧体压紧弹簧6、空气弹簧腔7、排气阀下体8、排气阀阀座9、位移传感器10组成，其特征是，排气阀杆2位于排气阀上体I内，排气阀上体插入到排气阀下体8内，排气阀运动活塞3位于排气阀上体I内，用来驱动排气阀杆2的运动，中间块4位于排气阀上体I内，套在排气阀杆2上，该中间块4和排气阀上体I之间的间隙仅为几个微米，为精密接触，排气阀杆压紧体5为一环形体，套在排气阀杆2上，和排气阀上体1、排气阀下体8固定连接，防止气缸内的燃油通过排气阀杆2和排气阀下体8之间的间隙进入到排气阀上体I内，压紧体压紧弹簧6为蝶形弹簧，位于排气阀压紧体5的上面，用来压紧排气阀杆压紧体5，防止排气阀压紧体5在排气阀下体8的轴向上运动，中间块4、排气阀杆压紧体5和排气阀上体I之间形成了空气弹簧腔7，所形成的空气弹簧保证排气阀杆2排气阀功不工作时和排气阀阀座9紧密贴合，以防止气缸内的高温高压燃气倒流到排气阀杆2和排气阀下体9之间形成的空腔，位移传感器10位于排气阀上体内部，垂直于排气阀阀杆2安装，用来测量排气阀阀杆的位移。
[0014]气缸部分B包括气缸体11、加热层12、温度传感器13、压力传感器14、背压调节阀15，其特征是，气缸体为圆柱形厚壁筒，在排气阀下体8的下面，和排气阀下体8紧密贴合，保证不漏气，在气缸体11的内表面布置有加热层12，加热层12是由多组加热电阻丝缠绕在气缸体11的内表面上形成的，用来加热气缸体11内的气体，在气缸体11的不同位置上布置有多个温度传感器13和压力传感器14，用来监测气缸体11内不同位置气体的温度和压力，保证气缸体11内的压力和温度均匀分布后进行排气阀相关试验，背压调节阀15为手动压力调节阀，通过用来调节气缸体11内的气体压力，保证气体压力在设定范围内。
[0015]液压部分C包括伺服油箱16、伺服油过滤器17、伺服油泵18、单向阀19、低压伺服油进油管20、伺服油轨21、轨压传感器22、轨压调节阀23、伺服油回油管24、排气控制单元体25、高压伺服油进油管26，其特征是，伺服油过滤器17位于伺服油箱16内，用来给伺服油过滤，伺服油过滤器17的上面为伺服油泵18，伺服油泵18的上面为单向阀19，低压伺服油进油管20将单向阀19和伺服油轨21相连通，伺服油轨21为一双层厚壁圆柱形储油容器，轨压传感器22位于伺服油轨21的上面，用来检测伺服油轨内伺服油的油压，轨压调节阀23为电控电磁阀，该阀通过向伺服油回油管24溢流的形式调节伺服油轨21内伺服油的油压，满足排气阀系统所需要的驱动油压的要求，排气控制单元体25为带有电控二位三通电磁阀的单元体，排气控制单元体25的一端通过二位三通电磁阀和伺服油轨21连通或是断开，另一端和高压伺服油进油管26连通，高压伺服油进油管26将排气控制单元体25和排气阀上体I的排气阀运动活塞3上的油腔相连通。
[0016]供气系统D包括空气瓶27、压力调节阀28、压力表29、空气进气管30，其特征是，空气瓶27内充有高压压缩空气，压力调节阀28包括一级减压阀和二级调压阀，用来对高压压缩空气进行二级减压输出，压力表29为精密压力表，用来读取二级减压后的充气压力，减压后的压缩空气通过空气进气管30进入到排气阀上体I内的空气弹簧腔7内。
[0017]压力和温度调节系统E包括氮气瓶31、压力调节阀32、压力表33、氮气进气管34、加热电阻丝组成的加热层12、压力传感器14、温度传感器13、温度控制柜35、采集及控制单元36，其特征是，氮气瓶31内装有高压液态氮气，压力调节阀32为电控调节阀，用来进行二级减压的氮气压力的调节，压力表33为精密压力表，用来检测减压后的氮气压力到气缸体11内的充气压力，加热层12由多组加热电阻丝组成，布置在气缸体的内表面，加热电阻丝的加热量由温度控制柜35进行温度设定控制，温度控制柜35设置有温度自恒定加热功能，当温度达到设定值后，自动启动温度自恒定加热功能，对温度进行微调保证缸内温度始终在设定温度范围内，通过布置在气缸体11上不同位置的多个温度传感器13获得气缸体11内的各点温度，采集及控制单元36温度传感器13和压力传感器14获得气缸内11内的温度和压力，根据所要求达到的温度和压力，对温度控制柜35和电控压力调节阀32进行实时控制。
[0018]本实用新型的具体工作原理如下:在进行排气阀试验前，调节供气系统的空气压力调节阀28，调节通过空气进气管30进入到排气阀空气弹簧腔7内的空气压力，通过精密压力表29，读取二级减压后空气的压力，保证排气阀杆2和排气阀下体8上的排气阀阀座9紧密贴合。根据排气阀测试试验要求，计算出在排气阀打开时刻气缸体11内的压力和温度，利用压力和温度调节系统E进行气缸体11内压力和温度的设置和调节，首先，进行气缸体11内压力的调节，调节氮气瓶31上的压力调节阀32，观察到压力表33上显示的进气压力，并通过布置在气缸体11上不同位置的压力传感器14时刻监测缸内各处压力，当气缸体11内模拟的压力达到设定值后，关闭氮气瓶31上的压力调节阀32，开始进行温度调节。在温度控制柜35上设定所需要加热的温度，并启动温度自恒定功能，均匀布置在气缸体11内表面的加热电阻丝组成的加热层12对气缸内的气体进行加热，在加热过程中，通过布置在气缸体11上的温度传感器13进行缸内温度测量，当缸内加热温度达到规定温度后，温度自恒定功能打开，保证气缸体11内气体温度在规定温度范围内波动，满足试验条件的要求。当缸内温度达到设定的温度和压力后，并且温度和压力在1-2个小时内变化量不超过5