[發(fā)明專利]一種可變曲柄半徑的內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711021865.6
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108051219B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷基林;鄧晰文;楊海翔;陳康;賈德文;申立中
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種可變曲柄半徑的往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)，屬于內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。其包括曲柄長度調(diào)節(jié)裝置以及可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動以及曲柄長度調(diào)節(jié)；含安裝平臺的頂桿，用于復(fù)制連桿小頭運(yùn)動規(guī)律至試件安裝平臺；包括頂桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的機(jī)架，用于支撐各個部件；動力裝置，包括伺服電機(jī)及配套設(shè)備，用于提供動力。本往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)通過電機(jī)帶動可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，最終帶動頂桿機(jī)構(gòu)上下往復(fù)運(yùn)動。本發(fā)明仿真精度高，通用性強(qiáng)，能動態(tài)模擬內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部高速往復(fù)運(yùn)動，為內(nèi)燃機(jī)活塞相關(guān)研究提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可變曲柄半徑的內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)，屬于內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著近年來內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)爆發(fā)壓力和升功率不斷提高，內(nèi)燃機(jī)活塞所受熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷大大增加。為了預(yù)防活塞失效，保證活塞和柴油機(jī)的可靠性和耐久性，必須控制活塞最高溫度在允許值以下。因此需要對活塞進(jìn)行有效的冷卻，而目前在高負(fù)荷活塞上得到廣泛應(yīng)用的冷卻方式是內(nèi)冷油道強(qiáng)制振蕩冷卻。無論測量活塞溫度分布或是研究內(nèi)冷油腔流動傳熱，都需要一種能準(zhǔn)確模擬內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動裝置的機(jī)構(gòu)，即提供往復(fù)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。

目前尚無較為通用的內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)能方便準(zhǔn)確的模擬往復(fù)運(yùn)動。

往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)的研制實(shí)例有：中國專利申請200910047582.8中公開了一種活塞振蕩冷卻仿真實(shí)驗裝置及其實(shí)驗方法。其通過電機(jī)帶動回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)盤與連桿鉸接，再通過連桿帶動托架在導(dǎo)軌的限制下模擬內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動。

但是該裝置曲柄半徑無法無級調(diào)節(jié)，通用性較小；往復(fù)機(jī)構(gòu)使用的導(dǎo)軌，導(dǎo)致其他實(shí)驗附屬裝置布置困難，如噴油冷卻時的機(jī)油收集裝置布置困難，使得機(jī)油入口處機(jī)油四處飛濺，無法收集；另外，該裝置并未考慮導(dǎo)軌、高速往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的潤滑，也未考慮高轉(zhuǎn)速動不平衡導(dǎo)致的振動問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種可變曲柄半徑的內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu)，其可以準(zhǔn)確的模擬內(nèi)燃機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動；具有較強(qiáng)的通用性，即可以模擬一定尺寸范圍內(nèi)曲柄連桿運(yùn)動；還要便于機(jī)油收集裝置等附屬裝置的布置和運(yùn)動機(jī)構(gòu)的潤滑；其可以通用、準(zhǔn)確、方便地模擬內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種可變曲柄半徑的內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動模擬機(jī)構(gòu),包括機(jī)架1、曲柄長度調(diào)節(jié)裝置2、試件安裝平臺3、頂桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5、連桿6、可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7、頂桿4、動力裝置8、右主軸頸9；

機(jī)架1的左側(cè)、右側(cè)、上部均開設(shè)有安裝孔，曲柄長度調(diào)節(jié)裝置2穿過機(jī)架1的左側(cè)的安裝孔后與機(jī)架1內(nèi)部的可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7的左側(cè)連接，右主軸頸9穿過機(jī)架1右側(cè)的安裝孔后與可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7的右側(cè)連接，右主軸頸9由機(jī)架1軸向固定，動力裝置8與右主軸頸9連接，機(jī)架1上方的安裝孔處設(shè)有頂桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5，試件安裝平臺3固定在機(jī)架1的正上方，頂桿4的上端與試件安裝平臺3連接，下端穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5后與機(jī)架1內(nèi)部的連桿6的上端連接，連桿6的下端與可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7的上端連接，動力裝置8通過右主軸頸9帶動可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)而可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7帶動連桿6上下往復(fù)運(yùn)動，曲柄長度調(diào)節(jié)裝置2用于實(shí)現(xiàn)可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7的長度調(diào)節(jié)。

所述的曲柄長度調(diào)節(jié)裝置2包括手輪17、滑動螺桿18、螺母19、軸承15、止推擋圈或雙螺母固定標(biāo)準(zhǔn)件16、套筒14；套筒14安裝在機(jī)架1的左側(cè)的安裝孔內(nèi)，軸承15安裝在套筒14內(nèi)部，螺母19安裝于軸承15內(nèi)圈，并軸向固定，止推擋圈或雙螺母固定標(biāo)準(zhǔn)件16固定在螺母19上，滑動螺桿18與螺母19內(nèi)壁螺紋連接，滑動螺桿18左端與與手輪17連接，右端與可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7的左端連接，通過轉(zhuǎn)動手輪17，改變滑動螺桿18的軸向位置，從而推動可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7運(yùn)動。

所述的可變曲柄連桿機(jī)構(gòu)7包括左曲柄13、連桿軸頸12、右曲柄11，左曲柄13的左端與曲柄長度調(diào)節(jié)裝置2連接，左曲柄13的右端與連桿軸頸12的左端連接，連桿軸頸12的右端與右曲柄11的左端連接，右曲柄11的右端與右主軸頸9連接，連桿軸頸12的中部與上方的連桿6連接。