一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置及方法

专利检索2026-08-11  18


本发明属于发动机检测,具体涉及一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置及方法。


背景技术:

1、转子发动机和与传统往复式发动机均是依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力,不同的是,传统往复式发动机中,产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞,机械力被传给连杆,从而带动曲轴转动;而转子发动机中,膨胀压力作用在转子的侧面,从而推动转子转动。因此,与传统往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,如此,在同样功率条件下,转子发动机的尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。

2、但是,由于转子发动机的运转模式特殊,其摩擦与密封的问题始终难以从根本上解决,转子发动机使用一段时间后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,大幅增加油耗与污染。而且,转子发动机可能在出厂时就因为加工精度、尺寸等问题导致漏气。因此,有必要对转子发动机进行漏气检测而确定其是否能够满足使用要求。然而,目前市面上缺少针对转子发动机漏气量检测的设备,且传统往复式发动机汽缸的漏气检测设备并不适用转子发动机。因此,有必要设计一种适用于转子发动机的密封性检测设备。


技术实现思路

1、本发明意在提供一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,以解决目前缺少转子发动机密封性检测设备的问题。

2、为了达到上述目的,本发明的方案为:一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,包括检测台,所述检测台上设有压缩机和用于探入转子发动机的进气总管内的输气管,所述输气管上安装有控制阀门,输气管外螺纹连接有密封板,密封板上设有橡胶密封圈,橡胶密封圈的外径沿远离进气总管的方向逐渐增大,输气管远离进气总管的一端连接有输气软管,输气软管远离输气管的一端与压缩机的出气口连接;所述检测台上安装有转矩测功机,所述转矩测功机用于测量转子发动机的扭矩和/或转速。

3、本方案的工作原理及有益效果在于:本方案中,压缩机将一定压力的压缩开空气经输气软管和输气管输送至转子发动机的缸内,驱动转子转动,过程中由转矩测功机测量转子的转矩和/或转速,待转矩稳定后记录数据t和/或待转速稳定后记录数据n。以不漏气转子发动机为测试对象按照同样的方法测试测得转矩t标和/或n标,若t<t标,则转子发动机漏气,并且,转矩t越小,说明转子发动机漏气情况越严重,密封性越不好;若n<n标,则转子发动机漏气,并且,转速n越小,说明转子发动机漏气情况越严重,密封性越不好。本方案实现了对转子发动机密封性的测试,填补了转子发动机密封性检测设备的空白。

4、可选地,所述输气管包括输气一段管和输气二段管,所述密封板螺纹连接于输气一段管上,所述输气软管与输气二段管连接;所述输气一段管和输气二段管之间设有贯通式丝杆步进电机,贯通式丝杆步进电机的丝杆的内部开设有轴向通气通道,轴向通气通道的一端与输气一段管连通,轴向通气通道的另一端与输气二段管连通,贯通式丝杆步进电机的螺母固定连接有传动杆,所述密封板上开设有供传动杆穿入的盲道。

5、本方案中,利用贯通式丝杆步进电机驱动密封板转动,从而使得橡胶密封圈沿输气管的轴向移动,进而封堵转子发动机的进气总管,避免检测人员手动控制橡胶密封圈的轴向移动,提高装置的自动化程度,缩短了检测所需时间。

6、可选地,所述检测台上设有控制器,橡胶密封圈的外侧壁上设有压力传感器,压力传感器将检测到的压力信息传送至所述控制器,控制器根据接收到的压力信息控制贯通式步进电机工作。

7、本方案中,利用压力传感器检测橡胶密封圈与进气总管之间的密封压力,并将压力信息传送至控制器,控制器根据接收到的压力信息控制贯通式丝杆步进电机正转或者反转,从而在密封压力不足时自动正转增加密封压力,确保检测过程中的密封性。并在检测结束后,实现橡胶密封圈的自动退出。

8、可选地,所述检测台上设有三维运动安装台,所述三维运动安装台包括纵移板、横移板和竖移板,且纵移板、横移板和竖移板均通过旋转电机和滚珠丝杠副实现移动。

9、本方案中,三维运动安装台能够实现转子发动机在横向、纵向和竖向上的移动,从而使得转子发动机的转轴与转矩测功机的转轴同轴连接。

10、可选地,所述检测台上设有对中组件,所述对中组件包括对中盒ⅰ和对中盒ⅱ,所述对中盒ⅰ固定安装于转子发动机的转轴上,对中盒ⅰ内设有竖向轴,竖向轴的顶端呈圆球状,竖向轴的顶端配合有磁铁指针,磁铁指针的中心部位设有供竖向轴顶端陷入的圆凹槽,竖向轴的顶端与磁铁指针的中心部位磁性相吸,对中盒ⅰ内还设有用于检测磁铁指针指向的检测器,检测器与所述控制器连接,控制器根据检测器传送而来的信息控制旋转电机工作;所述对中盒ⅱ固定安装于转矩测功机的转轴上,对中盒ⅱ内设有磁性吸引磁铁指针的磁铁块。

11、本方案中,利用对中盒ⅱ内的磁铁块对对中盒ⅰ内的磁铁指针施加磁性吸附力,当磁铁指针水平且磁铁指针的针尖正向指向磁铁块时,说明转子发动机的转轴与转矩测功机的转轴对中,且对中情况由检测器检测,控制器根据检测器传送而来的信息控制旋转电机工作,从而实现自动对中,避免检测人员手动调试转子发动机的位置,提高装置的自动化程度,同时增加了轴连接的精度,减小了因位置产生的不必要的能量损失以及对机器的磨损。

12、可选地,所述检测器为距离传感器或图像采集器。

13、本方案中,当检测器为距离传感器时,以检测到的距离信息为准,判断磁铁指针的针尖是否正向指向磁铁块;当检测器为图像采集器时,以检测到的图像信息为准,判断磁铁指针的针尖是否正向指向磁铁块。

14、可选地,所述输气软管与压缩机之间设有稳压腔,压缩机的出气口通过管道与稳压腔连通,输气软管远离输气管的一端与稳压腔连通。

15、本方案中,一定压力的压缩空气预先在稳压腔内存放,控制阀门打开后,稳压腔内的压缩空气冲入缸内并冲击转子,使得转子转动。如此,本方案中使用定量的、初始压力相同的压缩空气冲击转子进行测试。

16、本发明还提供一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试方法,所述方法采用如权利要求1-7中任一项所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置进行,方法包括以下步骤:

17、s1、将转矩测功机的转轴与转子发动机的转轴相连,再将转子发动机的转子旋转到位置a;将输气管的出气端探入转子发动机的进气总管内,利用橡胶密封圈密封进气总管;

18、s2、调节压缩机输出的压缩空气的压力为p,控制阀门开启,压缩空气通入转子发动机内,驱动转子转动,转矩测功机测量转子的转矩,待转矩稳定后记录数据t;

19、s3、以同规格不漏气转子发动机为测试对象按照相同方法测得的转矩t标与步骤s2中的转矩t相比,若t<t标,则转子发动机漏气。

20、本方案的工作原理及有益效果在于:本方案以上述气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置为基础,通过测定转子的转矩t,将t与t标相比,实现转子发动机的密封性测试,填补了转子发动机密封性检测方法的空白。

21、可选地,在步骤s2中,转矩测功机测量转子的转速,待转速稳定后记录数据n;

22、在步骤s3中,以同规格不漏气转子发动机为测试对象按照相同方法测得的转速n标与步骤s2中的转速n相比,若n<n标,则转子发动机漏气。

23、本方案中,以转速n为指标进行对比,得出转子发动机是否漏气的结论,并且,n越小,说明转子发动机的漏气情况越严重。

24、可选地,在步骤s2中,转矩测功机测量转子的转矩以及转速,待转矩以及转速稳定后记录数据t和n;

25、在步骤s3中,以同规格不漏气转子发动机为测试对象按照相同方法测得的转矩t标以及转速n标与步骤s2中的转矩t以及转速n相比,若t<t标,且n<n标,则转子发动机漏气。

26、本方案中,以转矩t以及转速n为指标进行对比,得出转子发动机是否漏气的结论,并且,t或n越小,说明转子发动机的漏气情况越严重,两个指标进行比对,得出的漏气结论更为可信。


技术特征:

1.一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,包括检测台,其特征在于:所述检测台上设有压缩机和用于探入转子发动机的进气总管内的输气管,所述输气管上安装有控制阀门,输气管外螺纹连接有密封板,密封板上设有橡胶密封圈,橡胶密封圈的外径沿远离进气总管的方向逐渐增大,输气管远离进气总管的一端连接有输气软管,输气软管远离输气管的一端与压缩机的出气口连接;所述检测台上安装有转矩测功机,所述转矩测功机用于测量转子发动机的扭矩和/或转速。

2.根据权利要求1所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述输气管包括输气一段管和输气二段管,所述密封板螺纹连接于输气一段管上,所述输气软管与输气二段管连接;所述输气一段管和输气二段管之间设有贯通式丝杆步进电机,贯通式丝杆步进电机的丝杆的内部开设有轴向通气通道,轴向通气通道的一端与输气一段管连通,轴向通气通道的另一端与输气二段管连通,贯通式丝杆步进电机的螺母固定连接有传动杆,所述密封板上开设有供传动杆穿入的盲道。

3.根据权利要求2所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述检测台上设有控制器,橡胶密封圈的外侧壁上设有压力传感器,压力传感器将检测到的压力信息传送至所述控制器,控制器根据接收到的压力信息控制贯通式步进电机工作。

4.根据权利要求3所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述检测台上设有三维运动安装台,所述三维运动安装台包括纵移板、横移板和竖移板,且纵移板、横移板和竖移板均通过旋转电机和滚珠丝杠副实现移动。

5.根据权利要求4所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述检测台上设有对中组件,所述对中组件包括对中盒ⅰ和对中盒ⅱ,所述对中盒ⅰ固定安装于转子发动机的转轴上,对中盒ⅰ内设有竖向轴,竖向轴的顶端呈圆球状,竖向轴的顶端配合有磁铁指针,磁铁指针的中心部位设有供竖向轴顶端陷入的圆凹槽,竖向轴的顶端与磁铁指针的中心部位磁性相吸,对中盒ⅰ内还设有用于检测磁铁指针指向的检测器,检测器与所述控制器连接,控制器根据检测器传送而来的信息控制旋转电机工作;所述对中盒ⅱ固定安装于转矩测功机的转轴上,对中盒ⅱ内设有磁性吸引磁铁指针的磁铁块。

6.根据权利要求5所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述检测器为距离传感器或图像采集器。

7.根据权利要求3所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置,其特征在于:所述输气软管与压缩机之间设有稳压腔,压缩机的出气口通过管道与稳压腔连通,输气软管远离输气管的一端与稳压腔连通。

8.一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试方法,其特征在于:所述方法采用如权利要求1-7中任一项所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置进行,方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试方法,其特征在于:

10.根据权利要求8所述的气压驱动的转子发动机动态密封性能测试方法,其特征在于:


技术总结
本发明属于发动机检测技术领域,具体涉及一种气压驱动的转子发动机动态密封性能测试装置及方法,该装置包括检测台,检测台上设有压缩机和用于探入转子发动机的进气总管内的输气管,输气管上安装有控制阀门,输气管外螺纹连接有密封板,密封板上设有用于密封进气总管的橡胶密封圈,输气管连接有输气软管,输气软管与压缩机的出气口连接;检测台上安装有用于测量转子发动机的扭矩和/或转速的转矩测功机。该方法基于上述装置,利用压缩空气冲击转子转动,并利用转矩测功机测量转子的转矩和/或转速,通过与同规格不漏气转子发动机按照同样方法测得的转矩和/或转速相比,即可测试出转子发动机是否漏气。

技术研发人员:邓晰文,汤冯帅,雷基林,刘瑞
受保护的技术使用者:昆明理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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