
二、儀器設備功能/作用介紹
氣門運動規律實驗臺是吉林大學汽車學院內燃機系設計研制的,主要完成人為姜北平,許允,袁兆成,蘇巖,方顯忠等 。其測量原理十分新穎,并獲得校級成果二等獎。
試驗臺主要功能為測定發動機配氣機構動力學內容,從而解決發動機配氣機構的設計問題,同時也能驗證氣門運動速度,升程等參數。開設實驗課名稱為“氣門運動規律測量試驗”。該試驗是發動機設計(專業必修課,課程代碼為08242307)的一門實驗課,授課對象為發動機專業本科生(大約120人/年),授課周期為一年一次兩學時。授課方式為理論與實踐相結合,學生先根據試驗指導書內容進行預習,然后老師講授內容與操作,最后讓學生動手操作并進行數據處理,提交試驗報告。
配氣機構的設計問題是發動機設計的一項重要內容,由于發動機配氣機構轉速很高,是曲軸轉速的一半,所以配氣機構會產生彈性變形,位于傳動鏈末端的氣門運動與理想的運動有很大的畸變,嚴重時造成運動件飛脫、氣門反跳、噪聲增加和零部件加速損壞,因此氣門運動規律的測定屬于動力學的測量問題 。
試驗臺主要試驗內容為測量內燃機各轉速(怠速、最大扭矩轉速、標定轉速)工況下,氣門運動的加速度信號、搖臂的應變信號測量及數據采集、分析。學生在拿到氣門加速度數據后,通過加速度積分得到速度,二次積分得到氣門運動的升程,從而得到氣門的實際運動規律,用它和理想運動規律比較分析他們不同的原因;第二是測量氣門搖臂的形變量并且觀察飛脫想象的發生。利用應變數據分析氣門運動的平穩性,寫出實驗報告。實現以下本科教學目的:
1. 學習發動機氣門運動規律的測量原理及試驗方法;
2. 測量氣門運動的加速度,計算氣門運動的速度,升程的大小;
3. 觀察搖臂受力產生的形變量,觀察飛脫現象的發生;
4. 學習發動機氣門運動規律的測量原理及試驗方法;
硬件安裝,加速度傳感器和氣門彈簧座之間采用過渡板連接,首先在過渡板上鉆孔以中孔定位,孔徑為1.1d,然后以中間孔定位在彈簧座上攻絲孔心距公差為±0.1mm,采用螺釘連接。與利用傳統儀器開發測試平臺相比,采用虛擬儀器技術開發測試平臺,簡化了開發過程、縮短了開發時間,許多需要我們自己設計的信號調理單元,數據采集的工作都可以由 采集系統實現,而高效的LabVIEW 虛擬儀器編程軟件,又給軟件編程提供了方便。更重要的是,依靠測試平臺具有的很強的靈活性,學生擺脫了功能單一、固定的現成測試儀器的束縛。試驗臺主要特點:
1.在LabVIEW中驅動數據采集卡;
2 .設計了軟件程序實現數據采集過程中采樣通道,時間和頻率的調整:
3.本系統允許用戶任意更改測試條件和選擇測試項目,對測量結果進行自動保存;
4.與以往試驗臺相比,這套虛擬儀器系統將測量的自動化程度提高,學生只需要點擊一個按鈕啟動測試過程,數秒種之后系統就能 給出所有測試項目的結果。
5 .在采集模塊中作者編制的消除趨勢項有效的提高了系統測量的精度,是本系統中的一大亮點;
作品名稱:氣門運動規律實驗臺
完成單位:吉林大學汽車學院