反冲启动器环境疲劳试验装置及方法

文献发布时间：2023-06-19 16:12:48

技术领域

本发明涉及到小型或微型汽柴油发动机反冲启动器生产技术，特别涉及到一种反冲启动器环境疲劳试验装置及方法。

背景技术

反冲启动器是小型或微型汽柴油发动机的关键零部件，其作用是通过快速拉动反冲启动器的拉绳，使得汽柴油发动机的飞轮快速旋转，从而带动发动机曲轴旋转。对于柴油发动机而言，飞轮的快速旋转使得发动机气缸内的压缩比达到柴油爆燃点，从而实现气缸内柴油的爆燃，进而实现柴油发动机的正常运行；对于汽油发动机而言，在飞轮快速旋转的同时开启点火装置，进而实现汽油发动机的正常运行的正常运行。在汽柴油发动机启动运行前后，反冲启动器的拉绳都是通过卷簧卷绕在反冲启动器内部的，拉绳被快速拉出后，需要卷绕收回到反冲启动器内，以便下一次拉动。反冲启动器通常包括罩体、轮盘、转动轴、卷簧、拉绳和棘爪等零部件；所述罩体为圆盘形结构，罩体的一侧与风扇罩连接，另一侧与发动机主体连接。所述轮盘设置在罩体内侧，在轮盘边缘设置有卷绕拉绳的拉绳槽，在轮盘的中部设置有安装卷簧的圆形凹台阶，在轮盘的中心设置有转动轴，轮盘可以沿转动轴旋转。当拉动拉绳启动发动机时，轮盘正向旋转(此时卷簧逆绕向旋转)，同时，带动发动机惰轮旋转；当发动机点火成功后，轮盘逆向旋转(此时卷簧顺绕向旋转，为轮盘逆向旋转的动力)，将拉绳卷绕回拉绳槽中，同时，断开轮盘与发动机惰轮的连接。为实现上述功能，在转动轴端头两侧设置有一对棘爪及对应的传动组件，当拉绳带动轮盘正向转动时，棘爪在传动组件的驱动下向外伸出，卡在设置在轮盘上的与棘爪相对的限位台阶上，使得轮盘与转动轴一同旋转，从而带动发动机惰轮旋转。当发动机点火成功后，转动轴与惰轮的连接被断开，棘爪向内收回，卷簧驱动轮盘逆向旋转，从而将拉绳收回到轮盘的拉绳槽中(参见附图1，图中，a为罩体，b为轮盘，c为转动轴，d为棘爪，e为拉绳槽)。

显然，棘爪的向外伸出或向内收回关系到反冲启动器能否正常工作，是反冲启动器的重要考核指标。对于疲劳试验，通常的要求是在按照设定频次和负荷反复拉动设定次数后，将拉绳拉出设定长度，观察棘爪是否同步向外伸出、伸出的长度和长度差等是否满足设计要求。对于盐雾环境试验，在设定的环境条件下静置设定时间，检查相关零部件表面的浸蚀情况。对于尘埃和泥浆环境试验，则是在设定的环境条件下，按照设定频次和负荷反复拉动设定次数后，将拉绳拉出设定长度，观察棘爪是否同步向外伸出、伸出的长度和长度差等是否满足设计要求。

现有技术反冲启动器的环境疲劳试验没有统一标准和要求，也没有相应的试验装置。最简单就是采用人工反复拉动拉绳，达到设定次数后，对棘爪向外伸出情况进行检测；或者，在容器中配制盐溶液，将反冲启动器浸入溶液中，浸泡设定时间后，对其表面进行观察；如此等等。显然，这样的试验方法无法保证试验条件的一致性和科学性，也无法保证试验结果的可靠性和真实性。

显然，现有技术反冲启动器的环境疲劳试验方法存在着无法保证试验条件的一致性和科学性，也无法保证试验结果的可靠性和真实性等问题。

发明内容

为解决现有技术反冲启动器的环境疲劳试验方法存在的无法保证试验条件的一致性和科学性，也无法保证试验结果的可靠性和真实性等问题，本发明提出一种反冲启动器环境疲劳试验装置及方法。

本发明反冲启动器环境疲劳试验装置，包括，外箱体、内箱体、拉动气缸、阻尼机构、泥浆系统、盐雾系统和控制器；所述外箱体为长方体箱体，其正面设置有可开启的门；所述内箱体为长方体箱体，其体积较外箱体小且设置在外箱体内部右上侧；在内箱体内侧壁上设置有呈圆周均布的六根固定柱，其均布圆周的大小和固定柱端头的直径大小与反冲启动器罩体上与发动机主体连接的通孔相匹配；在圆周均布的固定柱的中心设置有从阻尼机构延伸进来的旋转轴，在旋转轴的端头设置有与反冲启动器转动轴卡合的卡口；在内箱体的底面设置有向泥浆箱体输送泥浆的泥浆口及泥浆塞、向盐雾箱输送盐液体的盐雾口及盐雾塞和排除清洗液的清洗口及清洗塞和截止阀；所述拉动气缸设置在外箱体后侧，包括汽缸体、活塞和拉绳；所述气缸体固定在机架上，活塞套装在气缸体内，拉绳的一端连接在活塞端头，另一端与反冲启动器拉绳相连接；所述阻尼机构设置在外箱体背侧，包括，基座、支座、摩擦盘、旋转轴、阻尼座、摩擦片和调节螺栓；所述基座固定在矩形框架上；所述支座为两个，对称设置在基座上，在支座的上端面固定安装有轴承座；所述摩擦盘固定在旋转轴上，所述旋转轴通过轴承固定在轴承座上；所述旋转轴的一端穿过内箱体和外箱体的内侧壁延伸至圆周均布的固定柱的中心；所述阻尼座为具有中间矩形开口的立方体，固定在转轴一侧，且摩擦盘正处于矩形开口的中间；所述摩擦片为两块，分别设置在阻尼座矩形开口的两内侧壁；所述调节螺栓设置在摩擦片与阻尼座侧壁之间，用于调节摩擦片与摩擦盘之间的距离；所述泥浆系统设置在外箱体内侧底部左侧，包括，泥浆喷头、泥浆管路、泥浆泵、泥浆搅拌器和泥浆箱体；所述泥浆喷头设置在内箱体内侧壁上的固定柱的正上方；所述泥浆管路从内箱体外侧连接在泥浆泵和泥浆喷头之间，并在其管路上设置有泥浆电磁阀；所述泥浆泵固定在泥浆箱体上部；所述泥浆搅拌器固定在泥浆箱体中部；所述泥浆箱体固定在外箱体内侧底部左侧；所述盐雾系统设置在外箱体内侧底部泥浆箱体的右侧，包括，盐雾管路、盐雾泵、盐雾搅拌器、加热测温组件和盐雾箱体；所述盐雾管路从内箱体外侧连接在盐雾泵和盐雾输出口之间，并在其管路上设置有盐雾电磁阀，其盐雾输出口设置在内箱体内侧上方；所述盐雾泵固定在盐雾箱体上部；所述盐雾搅拌器固定在盐雾箱体中部；所述加热测温组件为设置在内箱体内侧底部角落；所述盐雾箱体固定在外箱体内侧底部泥浆箱体的右侧；所述控制器分别与拉动气缸、泥浆泵、泥浆搅拌器、泥浆电磁阀、盐雾泵、盐雾搅拌器、盐雾电磁阀和加热测温组件电连接，并控制上述各零部件协调工作。

进一步的，所述反冲启动器环境疲劳试验装置还包括沙尘系统，所述沙尘系统固定在内箱体右外侧上部，包括，沙尘箱体、鼓风机、搅拌电机、搅拌螺旋和集尘盘；所述沙尘箱体固定在内箱体右外侧上部，在沙尘箱体和内箱体的连接处，设置有沙尘风口；在沙尘箱体的中部设置有隔板，将沙尘箱体分隔成鼓风机腔体和沙尘腔体；所述鼓风机安装在鼓风机腔体内，其鼓风口穿过隔板正对搅拌螺旋；所述搅拌电机固定在沙尘箱体右侧，其转动轴穿过箱体壁与所述搅拌螺旋固定连接；所述搅拌螺旋设置在沙尘腔体的几何中部；所述集尘盘为带翻边的矩形盘，其矩形底部的形状和大小与内箱体底部相匹配，其翻边的形状和大小与内箱体中部横截面相匹配；当所述集尘盘水平放置在内箱体内部时，翻边刚好搭接在内箱体中下部的台阶上；在集成盘的中部对称设置搬运把手；所述鼓风机和搅拌电机与控制器电连接。

本发明反冲启动器环境疲劳试验方法，采用本发明反冲启动器环境疲劳试验装置对反冲启动器的耐久性、耐泥浆性、耐盐雾性和耐沙尘性进行试验；包括以下步骤：

S1、耐久性试验

S101、将反冲启动器罩体上与发动机主体连接的通孔套装在内箱体内侧壁上的固定柱上，并用螺帽锁紧；此时，反冲启动器的转动轴正好与从阻尼机构延伸进来的旋转轴卡合；

S102、通过阻尼机构的调节螺栓，调节摩擦片与摩擦盘之间的距离；使得摩擦盘的阻力在300N±50N的范围内；

S103、开启拉动气缸，使拉动气缸以15次/分钟的速度往复拉动气缸，且每次拉动的距离不小于500mm；

S104、连续往复拉动≥4000次；

S105、取下反冲启动器；

S106、将带有棘爪一面向上平置在台面上；将反冲启动器拉绳拉出150mm，仔细观察两个棘爪是否同步向外伸出，且伸出的长度差是否≤1mm，是则，合格；否则，不合格；

S2、耐泥浆性试验

S201、在泥浆箱体中，以铸造砂∶河砂∶田土∶水＝1∶1∶1∶10重量比的比例配制泥浆，开启泥浆搅拌将泥浆溶液搅拌均匀；

S202、按照步骤S101和S102所述方式固定好反冲启动器、调节好阻力；

S203、将内箱体底部的泥浆塞打开，将盐雾塞和清洗塞插紧；开启泥浆泵将泥浆喷淋在反冲启动器上，喷淋2分钟后，关闭泥浆泵；

S204、开启拉动气缸1分钟，使拉动气缸以15次/分钟的速度往复拉动气缸，且每次拉动的距离不小于500mm；

S205、顺序重复步骤S203和S204共10次；取下反冲启动器，在60℃环境中干燥30分钟；

S206、按照步骤S106所述的步骤和标准，对反冲启动器进行检测；

S3、耐盐雾性试验

S301、在盐雾箱体中，以5％NaCl的比例配制NaCl溶液，开启盐雾搅拌器将NaCl溶液搅拌均匀；

S302、将内箱体底部的盐雾塞、泥浆塞和清洗塞插紧；开启盐雾泵，NaCl溶液经过盐雾管路输送到内箱体内；由于内箱体底部的盐雾塞、泥浆塞和清洗塞均已插紧，内箱体实际上成为一个容器；所述内箱体内NaCl溶液的输送量以反冲启动器水平放置在内箱体内侧底部刚好被淹没为准；

S303、开启加热测温组件对内箱体内的NaCl溶液进行加热，使其保温在35±2℃，且PH＝6.5～7.2之间；

S304、对于蓝锌白镀件，浸泡48小时后取出，在60℃环境中干燥30分钟；观察镀件表面有缺陷的面积是否大于等于总面积的1％；是则，不合格；否则，合格；对于三价彩镀件，除浸泡时间为72小时外，其他的检测方式和标准与蓝锌白镀件相同；对于涂装漆的零部件，在浸入NaCl溶液前，先在任意涂装平面上用尖利物划一道划痕；浸泡300小时后取出，在60℃环境中干燥30分钟；观察划痕两侧各2mm的范围外是否有起泡或漆皮脱落现象；是则，不合格；否则，合格；

S4、耐沙尘性试验

S401、将河沙和铸造沙在60℃环境中干燥300分钟；按照河沙∶铸造沙＝2∶1的比例将河沙和铸造沙混合均匀后，放置在沙尘系统沙尘腔体中；

S402、按照步骤S101和S102所述方式固定好反冲启动器、调节好阻力；

S403、将集尘盘水平放置在内箱体内部，使集尘盘翻边搭接在内箱体中下部的台阶上；

S403、开启拉动气缸2分钟，使拉动气缸以15次/分钟的速度往复拉动气缸，且每次拉动的距离不小于500mm；

S404、在开启拉动气缸的同时开启沙尘系统的搅拌电机和鼓风机，使搅拌螺旋扬起的沙尘内鼓风机吹到反冲启动器上方，且持续到拉动气缸关闭；

S405、顺序重复步骤S403和S404共10次，取下反冲启动器；

S406、按照步骤S106所述的步骤和标准，对反冲启动器进行检测。

本发明反冲启动器环境疲劳试验装置及方法的有益技术效果是能够用同一个装置对反冲启动器的耐久性、耐泥浆性、耐盐雾性和耐沙尘性进行试验；且保证了试验条件的一致性和科学性，保证了试验结果的可靠性和真实性。

附图说明

附图1为反冲启动器的三维示意图；

附图2为本发明反冲启动器环境疲劳试验装置的三维示意图；

附图3为本发明反冲启动器环境疲劳试验装置的内部三维示意图；

附图4为本发明阻尼机构的三维示意图；

附图5为本发明内箱体内部的三维示意图；

附图6为本发明外箱体内部的三维示意图；

附图7为本发明沙尘系统沙尘箱体的三维示意图；

附图8为本发明沙尘系统集尘盘的三维示意图；

附图9为本发明沙尘系统工作状态的三维示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明反冲启动器环境疲劳试验装置及方法作进一步的说明。

具体实施方式

附图2为本发明反冲启动器环境疲劳试验装置的三维示意图，附图3为本发明反冲启动器环境疲劳试验装置的内部三维示意图，附图4为本发明阻尼机构的三维示意图，附图5为本发明内箱体内部的三维示意图，附图6为本发明外箱体内部的三维示意图；图中，1为外箱体，2为内箱体，2-1为固定柱，2-2为旋转轴，2-3为泥浆口，2-3-1为泥浆塞，2-4为盐雾口，2-4-1盐雾塞，2-5为清洗口，2-5-1为清洗塞，2-6为截止阀；3为拉动气缸，3-1为汽缸体，3-2为活塞，3-3为拉绳，4为阻尼机构，4-1为基座，4-2为支座，4-3为摩擦盘，4-4为旋转轴，4-5为阻尼座，4-6为摩擦片，4-7为调节螺栓，5为泥浆系统，5-1为泥浆喷头，5-2为泥浆管路，5-3为泥浆泵，5-4为泥浆搅拌器，5-5为泥浆箱体，6为盐雾系统，6-1为盐雾管路，6-2为盐雾泵，6-3为盐雾搅拌器，6-4为盐雾箱体，7为控制器，A为反冲启动器。由图可知，本发明反冲启动器环境疲劳试验装置，包括，外箱体1、内箱体2、拉动气缸3、阻尼机构4、泥浆系统5、盐雾系统6和控制器7；所述外箱体1为长方体箱体，其正面设置有可开启的门；所述内箱体2为长方体箱体，其体积较外箱体小且设置在外箱体内部右上侧；在内箱体内侧壁上设置有呈圆周均布的六根固定柱2-1，其均布圆周的大小和固定柱端头的直径大小与反冲启动器罩体上与发动机主体连接的通孔相匹配；在圆周均布的固定柱的中心设置有从阻尼机构延伸进来的旋转轴2-2，在旋转轴的端头设置有与反冲启动器转动轴卡合的卡口；在内箱体的底面设置有向泥浆箱体输送泥浆的泥浆口2-3及泥浆塞2-3-1、向盐雾箱输送盐液体的盐雾口2-4及盐雾塞2-4-2和排除清洗液的清洗口2-5及清洗塞2-5-1和截止阀2-6；所述拉动气缸3设置在外箱体后侧，包括汽缸体3-1、活塞3-2和拉绳3-3；所述气缸体3-1固定在机架上，活塞3-2套装在气缸体内，拉绳3-3的一端连接在活塞端头，另一端与反冲启动器拉绳相连接；所述阻尼机构4设置在外箱体背侧，包括，基座4-1、支座4-2、摩擦盘4-3、旋转轴4-4、阻尼座4-5、摩擦片4-6和调节螺栓4-7；所述基座4-1固定在矩形框架上；所述支座4-2为两个，对称设置在基座上，在支座的上端面固定安装有轴承座；所述摩擦盘4-3固定在旋转轴上，所述旋转轴4-4通过轴承固定在轴承座上；所述旋转轴的一端穿过内箱体和外箱体的内侧壁延伸至圆周均布的固定柱的中心；所述阻尼座4-5为具有中间矩形开口的立方体，固定在转轴一侧，且摩擦盘正处于矩形开口的中间；所述摩擦片4-6为两块，分别设置在阻尼座矩形开口的两内侧壁；所述调节螺栓4-7设置在摩擦片与阻尼座侧壁之间，用于调节摩擦片与摩擦盘之间的距离；所述泥浆系统5设置在外箱体内侧底部左侧，包括，泥浆喷头5-1、泥浆管路5-2、泥浆泵5-3、泥浆搅拌器5-4和泥浆箱体5-5；所述泥浆喷头5-1设置在内箱体内侧壁上的固定柱的正上方；所述泥浆管路5-2从内箱体外侧连接在泥浆泵和泥浆喷头之间，并在其管路上设置有泥浆电磁阀(图中未示出)；所述泥浆泵5-3固定在泥浆箱体上部；所述泥浆搅拌器5-4固定在泥浆箱体中部；所述泥浆箱体5-5固定在外箱体内侧底部左侧；所述盐雾系统6设置在外箱体内侧底部泥浆箱体的右侧，包括，盐雾管路6-1、盐雾泵6-2、盐雾搅拌器6-3、加热测温组件(图中未示出)和盐雾箱体6-4；所述盐雾管路6-1从内箱体外侧连接在盐雾泵和盐雾输出口之间，并在其管路上设置有盐雾电磁阀(图中未示出)，其盐雾输出口设置在内箱体内侧上方；所述盐雾泵6-2固定在盐雾箱体上部；所述盐雾搅拌器6-3固定在盐雾箱体中部；所述加热测温组件为设置在内箱体内侧底部角落(图中未示出)；所述盐雾箱体6-4固定在外箱体内侧底部泥浆箱体的右侧；所述控制器7分别与拉动气缸、泥浆泵、泥浆搅拌器、泥浆电磁阀、盐雾泵、盐雾搅拌器、盐雾电磁阀和加热测温组件电连接，并控制上述各零部件协调工作。本发明反冲启动器环境疲劳试验装置采用拉动气缸拉动反冲启动器拉绳，保证了拉动频率和力度的准确、可靠性。采用阻尼机构对反冲启动器轮盘转动设置阻力且阻力可调，保证了试验时反冲启动器的整个受力更接近于实际使用状态，还能够满足多种规格反冲启动器试验。将反冲启动器的耐久性、耐泥浆性和耐盐雾性试验融合在一个装置中进行，既保证了试验质量，又充分利用了试验装置。

附图7为本发明沙尘系统沙尘箱体的三维示意图，附图8为本发明沙尘系统集尘盘的三维示意图，附图9为本发明沙尘系统工作状态的三维示意图；图中，1为外箱体，2为内箱体，8为沙尘系统，8-1为沙尘箱体，8-2为鼓风机，8-3为搅拌电机，8-4为搅拌螺旋，8-5为集尘盘，A为反冲启动器。由图可知，本发明反冲启动器环境疲劳试验装置还包括沙尘系统8，所述沙尘系统8固定在内箱体右外侧上部，包括，沙尘箱体8-2、鼓风机8-2、搅拌电机8-3、搅拌螺旋8-4和集尘盘8-5；所述沙尘箱体8-2固定在内箱体右外侧上部，在沙尘箱体和内箱体的连接处，设置有沙尘风口；在沙尘箱体的中部设置有隔板，将沙尘箱体分隔成鼓风机腔体和沙尘腔体；所述鼓风机8-2安装在鼓风机腔体内，其鼓风口穿过隔板正对搅拌螺旋；所述搅拌电机8-3固定在沙尘箱体右侧，其转动轴穿过箱体壁与所述搅拌螺旋固定连接；所述搅拌螺旋8-4设置在沙尘腔体的几何中部；所述集尘盘8-5为带翻边的矩形盘，其矩形底部的形状和大小与内箱体底部相匹配，其翻边的形状和大小与内箱体中部横截面相匹配；当所述集尘盘水平放置在内箱体内部时，翻边刚好搭接在内箱体中下部的台阶上；在集成盘的中部对称设置搬运把手；所述鼓风机和搅拌电机与控制器电连接。本发明反冲启动器环境疲劳试验装置在已有的耐久性、耐泥浆性和耐盐雾性试验的基础上，增加了耐沙尘性试验，几乎囊括了反冲启动器常规性的试验内容，做到了一机多用，且规范、可靠。

作为优选技术方案，本发明反冲启动器环境疲劳试验方法，采用本发明反冲启动器环境疲劳试验装置对反冲启动器的耐久性、耐泥浆性、耐盐雾性和耐沙尘性进行试验；包括以下步骤：