汽车发动机气门弹簧拉力测试:
测试背景:某汽车发动机生产企业在研发一款新型发动机时,需要对气门弹簧进行拉力测试,以确保气门机构的正常工作和发动机的性能。
测试过程:
试样准备:选取了不同批次生产的气门弹簧作为试样,对其进行了严格的外观检查和尺寸精度测量,确保试样的一致性和可靠性。
测试设备与夹具:采用了一台具有高精度力传感器和位移测量系统的拉力试验机,量程为20kN。夹具根据气门弹簧的特殊形状和尺寸进行了定制设计,能够准确地固定弹簧,并保证拉力沿着弹簧的轴线方向施加。
参数设定:根据发动机的工作特性和气门弹簧的设计要求,采用静态加载和动态加载相结合的方式进行测试。静态加载时,加载速度为3mm/min,终止条件为弹簧伸长量达到其自由高度的 30% 或拉力达到 15kN。动态加载时,加载频率为2Hz,加载幅度根据气门的运动规律确定,终止条件为弹簧经过 50 万次循环加载后无明显疲劳现象。
测试执行:将气门弹簧安装在夹具上,按照设定的参数分别进行静态和动态拉力测试。在测试过程中,详细记录了各种数据,并对弹簧的力- 位移曲线、疲劳寿命等进行了分析。
结果与分析:
静态测试结果表明,气门弹簧的弹性系数和蕞大拉力均满足设计要求,但在动态测试中,发现有部分弹簧在经过约30万次循环加载后,出现了轻微的弹性下降现象。经过分析,发现是由于弹簧的内部应力分布不均匀导致的。
改进措施:发动机生产企业与弹簧供应商合作,对气门弹簧的制造工艺进行了优化,采用了更加精 确的加工工艺和热处理工艺,以改善弹簧的内部应力分布。经过改进后,进行拉力测试,气门弹簧的动态性能得到了明显改善,能够满足发动机在全寿命周期内的工作要求。