[發明專利]一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機

在審

• 申請號: 202010099168.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111257366A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 岳文;張治;唐云龍;田斌;康嘉杰;佘丁順;朱麗娜
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N3/56;G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機，屬于材料燒蝕磨損耦合試驗技術領域。本試驗機由燒蝕系統、摩擦磨損系統及控制系統組成，燒蝕系統包括一個火焰噴嘴、一個流量監視器以及氧氣瓶與燃氣氣瓶，摩擦磨損系統包括一個機架，機架內部設置有一個驅動軸，驅動軸鉸接著一根連桿，連桿與一個底盤相鉸接，底盤的上端面與一個分度盤連接在一起，機架上設置有一個壓桿，壓桿下端裝有對磨塊，機架上裝有一激光三維形貌儀，控制系統可對燒蝕系統及摩擦磨損系統進行控制。本發明集成了實驗、表征于一體，且避免高溫影響測試元件，操作簡單，方便快捷，解決了現有技術中無法實現燒蝕、磨損耦合試驗等技術問題。

技術領域

本發明涉及一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機。

背景技術

活塞是內燃機的核心組件之一，其工作環境相當惡劣。燒熔和磨損是活塞的主要失效形式，因此研究活塞材料的耐燒蝕、耐磨性能，一直是內燃機研發的重要課題。

為了研究發動機活塞材料的耐磨、耐燒蝕性能，往往是分別對其做燒蝕實驗及摩擦磨損實驗并研究其相關性。而事實上，活塞在工作時，燒蝕和摩擦磨損是一個耦合的過程，分別進行燒蝕、摩擦磨損實驗并不能很好的反應內燃機內的真實工作情況，而目前并沒有一款用于燒蝕、摩擦磨損耦合試驗的試驗機。因此，開發一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機成為必要。

發明內容

本發明是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機，本發明要解決的技術問題是：用一臺設備實現燒蝕、摩擦磨損的耦合試驗及其形貌表征，且避免高溫損傷摩擦磨損系統、形貌掃描系統元件。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種用于發動機活塞材料性能測試的燒蝕及摩擦磨損耦合試驗機由燒蝕系統31、摩擦磨損系統32及控制系統17組成，所述燒蝕系統31包括一個火焰噴嘴15，所述火焰噴嘴連接著一個流量監視器16，所述流量監視器16另一端連接著氧氣瓶18與燃氣氣瓶19，所述摩擦磨損系統32包括一個機架1，所述機架1內部設置有一個驅動軸2，所述驅動軸2上設置有能夠驅動該驅動軸2旋轉的驅動裝置25，所述驅動裝置25的旋轉速度受所述控制系統17控制，所述驅動軸2鉸接著一根連桿3，所述連桿3與一個底盤4相鉸接，所述底盤4與所述機架1之間有底盤導軌7，所述底盤4的上端面通過一個高精度步進電機6與一個分度盤5連接在一起，所述分度盤5頂端有一用來盛放樣品15的樣品槽8，所述樣品槽8內有鎖緊裝置，所述機架1上沿自身高度方向設置有一個壓桿9，所述壓桿9頂端裝有砝碼11，所述壓桿9下端裝有對磨塊10，所述對磨塊10工作時與所述樣品14接觸，所述機架1上且位于所述分度盤5的上方有一隔熱板12，所述機架1上裝有一形貌儀支架導軌24，所述形貌儀支架導軌24上裝有一激光三維形貌儀20，所述控制系統17包括溫控組件、傳感器、處理器及操作面板，可對所述燒蝕系統31及所述摩擦磨損系統32進行控制。

所述的步進電機6帶動所述分度盤5旋轉，所述高精度步進電機6受所述控制系統17控制，所述分度盤5每次旋轉120°。

如圖3所示，所述樣品槽8存在三個工作位置，其中工作位置一21位于所述壓桿9下方，工作位置二22正對著所述火焰噴嘴15，工作位置三23位于所述激光三維形貌儀20下方，所述控制系統17控制并記錄所述高精度步進電機6的旋轉角度進而控制所述樣品槽8的位置。

所述機架1在所述底盤4附近設置有速度傳感器26及位置傳感器27，所述速度傳感器26監測所述底盤4的瞬時速度及平均速度，所述位置傳感器27檢測所述底盤4所處的位置，所述速度傳感器26及所述位置傳感器27與所述控制系統17相連，并將所測得數據傳輸給所述控制系統17。

所述火焰噴嘴15上設置有打火機構29，所述打火機構29受所述控制系統17控制進行打火，所述流量監視器16內每根氣管上均設置有電磁閥33，所述電磁閥33開閉狀態及大小受所述控制系統17控制。·