[實用新型]一種內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺

有效

• 申請號: 201920376140.7
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN210571808U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 葉曉明;姜羽澤;朱世新;徐繼旺
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02;G01M15/04;G01D21/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，包括試驗臺主體、試驗臺基座、傳動控制系統、氣動加載系統、溫度控制系統(6)、潤滑供油系統(12)、膜厚測量系統和數據采集系統，其中：

所述試驗臺主體為發動機原件，其包括缸套(3)、活塞(4)、活塞環(5)和曲柄連桿機構(1)，所述活塞環(5)與活塞(4)配合安裝在所述缸套(3)內形成活塞環-缸套摩擦副，所述曲柄連桿機構(1)與所述活塞(4)連接，帶動所述活塞(4)與活塞環(5)進行往復運動；

所述試驗臺基座用于安裝并支撐所述試驗臺主體，同時與所述缸套(3)、活塞環(5)和活塞(4)組成密閉的氣缸；

所述傳動控制系統與所述曲柄連桿機構(1)連接，為所述活塞(4)與活塞環(5)進行往復運動提供動力；

所述氣動加載系統用于控制所述氣缸內氣體的壓力和溫度，從而通過對所述活塞(4)與活塞環(5)施加載荷模擬實際工作環境；

所述溫度控制系統(6)安裝在所述缸套(3)外側，用于控制所述缸套(3)的壁面溫度并使其保持恒定；

所述潤滑供油系統(12)對所述活塞環-缸套摩擦副和曲柄連桿機構(1)噴潤滑油進行潤滑；

所述膜厚測量系統設置在所述缸套(3)外側，利用超聲波測量原理測試所述活塞環(5)與所述缸套(3)之間的油膜厚度；

所述數據采集系統用于測量所述試驗臺的轉速、溫度和壓力，從而獲得所述活塞環-缸套摩擦副的工作數據。

2.如權利要求1所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述試驗臺基座包括依次連接的臺架基座(28)、機體支架(27)、固定卡槽底板(2)和固定卡槽頂板(13)，其中所述固定卡槽底板(2)和固定卡槽頂板(13)通過固定螺桿(15)連接，所述缸套(3)固定安裝在所述固定卡槽底板(2)和固定卡槽頂板(13)之間。

3.如權利要求2所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述傳動控制系統包括三相異步電動機(21)、聯軸器(22)、傳動軸(24)和變頻器(20)，其中所述三相異步電動機(21)作為動力源依次通過聯軸器(22)和傳動軸(24)與所述曲柄連桿機構(1)連接，從而帶動所述活塞(4)與活塞環(5)進行往復運動，所述變頻器(20)與所述三相異步電動機(21)連接，用于改變所述三相異步電動機(21)的轉速。

4.如權利要求3所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述氣動加載系統包括進氣口(9)、排氣口(11)和供氣裝置(10)，所述進氣口(9)和排氣口(11)分別設置在所述固定卡槽頂板(13)上，所述供氣裝置(10)包括依次連接的壓縮氣瓶、增壓模塊和加熱模塊，經過加熱加壓的氣體通過所述進氣口(9)進入所述氣缸中。

5.如權利要求4所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述溫度控制系統包括冷卻裝置和加熱裝置，所述冷卻裝置包括水泵、恒溫水箱和水道，所述水泵將恒溫水箱中的冷卻水送入水道，布置在所述缸套(3)外部水道中的冷卻水通過換熱降低所述缸套(3)的壁面溫度；所述加熱裝置包括環形恒溫加熱管套，其通過加熱提高所述缸套(3)的壁面溫度。

6.如權利要求5所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述潤滑供油系統(12)包括齒輪油泵、流量閥、分油模塊、恒溫油箱和噴油嘴，所述齒輪油泵從所述恒溫油箱中抽出潤滑油，潤滑油經過所述分油模塊分流至所述噴油嘴，并由所述流量閥測量并控制該潤滑油的噴射流量。

7.如權利要求6所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述膜厚測量系統包括信號發生器(17)、信號放大器(18)、超聲波探頭(14)和信號接收器(19)，所述信號發生器(17)發射信號，該信號經所述信號放大器(18)放大后進入所述超聲波探頭(14)產生超聲波，該超聲波到達所述缸套(3)并產生反射信號，所述反射信號由超聲波探頭(14)收集并傳遞至信號接收器(19)，從而獲得所述活塞環(5)與所述缸套(3)之間的油膜厚度。

8.如權利要求7所述的內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其特征在于，所述數據采集系統包括增量式角標編碼器(26)、扭矩傳感器(23)、溫度傳感器、壓力傳感器(8)和拉壓力傳感器(25)，其中所述增量式角標編碼器(26)安裝在所述曲柄連桿機構(1)內部，用于采集曲軸轉角信號，從而準確判斷曲軸轉角和活塞運動狀態；所述扭矩傳感器(23)與所述傳動軸(24)連接，用于測量所述傳動軸(24)傳遞的扭矩；所述溫度傳感器分別設置在所述缸套(3)的壁面、所述氣缸的內部和所述潤滑供油系統(12)的恒溫油箱內，用于測量各部件或位置的溫度；所述壓力傳感器(8)設置在所述氣缸的內部，用于測量氣缸內氣體的壓力；所述拉壓力傳感器(25)設置在所述缸套(3)的底端，用于測量所述活塞環-缸套摩擦副的摩擦力。