[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

本實用新型屬于內燃機測試技術領域，并公開了一種內燃機活塞環?缸套摩擦磨損性能測試平臺。該平臺中試驗臺主體為發動機原件，活塞環與活塞配合安裝在缸套內形成活塞環?缸套摩擦副；試驗臺基座用于安裝支撐試驗臺主體；傳動控制系統通過曲柄連桿機構為活塞往復運動提供動力；氣動加載系統用于控制缸內氣體壓力和溫度；溫度控制系統用于調節缸套壁溫并保持恒定；潤滑供油系統為測試臺摩擦副提供滑油；膜厚測量系統用于測試活塞環與缸套間的油膜厚度；數據采集系統用于測量試驗臺轉速、溫度和壓力。本實用新型在不點火情況下可模擬缸內工作環境，進行活塞環?缸套摩擦性能測試，具有較高的工況還原度，且操作簡單、試驗成本低，測試數據穩定可靠。

技術領域

本實用新型屬于內燃機測試技術領域，更具體地，涉及一種內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺。

背景技術

內燃機是當今社會最為重要的動力裝置。自19世紀中期問世以來，經過一個多世紀的發展，已廣泛應用于交通運輸、農業機械、工程機械、發電等社會各行各業。隨著全球能源和環境問題逐漸被世界所重視，內燃機中的節能與減排技術也越來越受到關注。

內燃機結構復雜，系統中存在著多種形式的運動摩擦副。其中，活塞環-缸套是內燃機中最為重要和關鍵的摩擦副，其工作可靠性將直接影響到內燃機整機的性能與使用壽命。內燃機工作過程中，缸內活塞環處于高溫、高速、高載及化學腐蝕等運行環境，工作條件極其惡劣，導致其潤滑性能較差。研究表明，內燃機能量消耗中摩擦損耗所占比例高達48％。其中，活塞、活塞環與氣缸套之間的摩擦功耗約占總摩擦功耗的65％左右。由此可見，改善內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能對提高內燃機效率，減少摩擦損失，延長使用壽命都具有非常重要的意義。

目前，內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能試驗方法主要有試樣試驗法和實機試驗法。試樣試驗法截取活塞環、缸套試樣，并將缸內活塞環-缸套摩擦運動簡化為試樣間簡單往復摩擦，缺乏對實際工況的反映；而實機試驗法則直接在內燃機上進行點火試驗，可獲得真實工況條件下的測試數據，但測試困難，操作繁瑣，試驗成本高，周期較長。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，其中通過缸套、活塞環、活塞及曲柄連桿結構搭建了試驗臺主體，并通過多個控制系統模擬內燃機實際運行工況。相應地，可有效解決活塞環-缸套摩擦磨損性能測試過程中不能反應真實工況或操作繁瑣的問題。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種內燃機活塞環-缸套摩擦磨損性能測試平臺，該平臺包括試驗臺主體、試驗臺基座、傳動控制系統、氣動加載系統、溫度控制系統、潤滑供油系統、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、活塞、活塞環和曲柄連桿機構，所述活塞環與活塞配合安裝在所述缸套內形成活塞環-缸套摩擦副，所述曲柄連桿機構與所述活塞連接，帶動所述活塞與活塞環進行往復運動；

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、活塞環和活塞組成密閉的氣缸；

所述傳動控制系統與所述曲柄連桿機構連接，為所述活塞與活塞環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與活塞環施加載荷模擬實際工作環境；

所述溫度控制系統安裝在所述缸套外側，用于控制該缸套的壁面溫度并使其保持恒定；

所述潤滑供油系統對所述活塞環-缸套摩擦副和曲柄連桿機構噴潤滑油進行潤滑；

所述膜厚測量系統設置在所述缸套外側，利用超聲波測試所述活塞環與所述缸套之間的油膜厚度；

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