缸体是发动机的基础部件，运行中主要承受气体爆发压力和连杆曲轴运动系统对其施加的载荷。因此，在发动机设计中，不仅要求缸体具有足够的刚度和强度，而求为了保证缸体的使用寿命，对疲劳强度也有较高的要求，对缸体必须进行常规的机械性能检验和疲劳性能试验。
常规的机械性能检验很容易实现；疲劳性能试验则需要模拟实际工况，才能获得可靠的数据。为了评定缸体在发动机工作状况下的可靠性，需要模拟实际工况对缸体施加一定的脉动载荷进行缸体疲劳试验。缸体疲劳试验机就是实现该功能的设备，通过液压伺服技术实现实际工况的模拟，能够完成发动机缸体、缸盖的疲劳试验。
一、发动机缸体疲劳试验机简介
目前国内还没有专门生产缸体疲劳试验设备的厂家。相关的试验设备就功能而言基本上都是简单模拟工况，达不到预期的效果。图1为广州澳金工业最新研发的ZGP型缸体疲劳试验机，能够方便地实现模拟实际工况、测试缸体、缸盖疲劳强度。该试验机主要由主机、液压站、电控系统等组成。缸体安装于工作台上。为防止缸体、缸盖断裂液压油溢出，在主机外围安装防护罩，防护罩可有按钮控制自动升降。另外，溢出的液压油通过循环泵自动抽回邮箱。计算机软件可实时监测试验状态，对数据进行自动处理，并输出试验结果，打印试验报告。
2.1 发动机缸体疲劳试验机性能参数
试验通道：6路，可用于6缸以下发动机缸体；
脉动压力：低压型：0~22MPa;高压型：0~32MPa；
工作频率：1~5Hz；
油源压力：低压型：28MPa，高压型：45MPa；
油源流量：120L/min；
油源功率：60kW；
试验机油压控制精度：±2％试验值；
残余压力：小于4％试验压力；
计算机软件：WINDOWS软件平台，实时显示压力时间动态曲线、自动控制数据处理、打印报告。
2.2 发动机缸体疲劳试验机组成
2.2.1 主机
如图2所示。主机最核心的技术难点在于转阀的设计。转阀采用静压支撑技术，活塞(转阀体)整体悬浮于缸桶内。转阀采用6路输出，考虑到发动机实际工作过程中个缸点火顺序不同，转阀在转动过程中也按一定顺序输出压力，更接近发动机缸体实际工况。通过改变转速来模拟实际缸体不同工况。防护罩用来防止缸体、缸盖断裂液压油溢出。防护罩升降机构用来自动升降防护罩，便于装卸试件。操作台用来承载试件，并且其外围布置集邮箱，用来收集从溢流阀或缸体、缸盖断裂时溢出的油，并通过循环泵自动抽回邮箱。在缸体各路压力油入口安装溢流阀，用于防止压力过高损坏缸体。
2.2.2 液压站
如图3所示。液压站用来为主机（转阀机构）提供动力。其压力通过比例溢流阀进行调节，以满足不同的试验要求。液压站启动时，为了避免对周围电网的影响，采用降压启动。液压站邮箱还用来收集从主机集邮箱抽回的油。液压站配置有超温、低液位、滤芯堵塞、电机过载等多项保护功能。各种报警功能均在电控单元（计算机软件）中体现。液压站冷却采用板式换热器，通过连接循环水大道控温作用。
2.2.3 电控系统
如图4，用于油源及转阀的控制及数据采集处理等。电控单元由强电控制单元和计算机单元组成，相互间可通讯，故系统压力、缸体各通道实际压力、温度、液位、急停等状态信息在软件界面中都可以实现。油源启停，防护罩升降，溢出油的回收及转阀旋转均由强电控制单元实现。
ZGP型缸体疲劳试验机的研制成功，使缸体、缸盖疲劳试验能够简单、方便地实现。现已有3台该型号订单产品研制成型并投入使用，均达到了期望的试验要求，为相关企业研发生产发动机提供了有价值的参考数据。 |
