[發(fā)明專利]一種缸套-活塞環(huán)綜合性能分析的柴油機實機測試平臺及方法

在審

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• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111811826A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭智威;張學(xué)成;繆晨煒;饒響;袁成清
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發(fā)明公開了一種缸套?活塞環(huán)綜合性能分析的柴油機實機測試平臺及方法，所述測試平臺包括實驗臺基座、柴油機本體、負載模擬系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和計算機數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；所述柴油機輸出帶輪由帶傳動與負載模擬系統(tǒng)相連接。所述測控系統(tǒng)中的各類傳感器分別布置于柴油機各關(guān)鍵節(jié)點，各傳感器所得信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)據(jù)采集卡進入計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析。該測試平臺可在燃油負載工況下測試、分析缸套和活塞環(huán)的性能及其對柴油機綜合性能的影響，可廣泛應(yīng)用于實機工況下缸套?活塞環(huán)的綜合性能分析研究中，本發(fā)明通過調(diào)整模擬負載，使柴油機處于不同負載下，避免了單一工況，可實現(xiàn)一機多測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柴油機領(lǐng)域，涉及一種船舶柴油機性能模擬檢測技術(shù)，具體涉及一種缸套-活塞環(huán)綜合性能分析的柴油機實機測試平臺及方法，用于測試與分析實機工況下柴油機缸套-活塞環(huán)摩擦副綜合性能及其對整機的影響。

背景技術(shù)

柴油機因其功率范圍大、效率高、能耗低、使用維修方便而優(yōu)于蒸汽機、燃氣輪機等，在民用船舶和中小型艦艇推進裝置中確立了主導(dǎo)地位。船用柴油機的整體結(jié)構(gòu)及其零部件結(jié)構(gòu)不斷改進，特別是電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在柴油機上的應(yīng)用，使其各項技術(shù)指標不斷創(chuàng)新，市場上已有一批性能好、油耗低、功率范圍大、廢氣排放符合排放標準、可靠性高的產(chǎn)品。柴油機相對于汽油機的最大優(yōu)點在與高壓縮比。這使最大功率、熱消耗提高，油耗降低；發(fā)動機堅固、耐用，使用壽命變長。但柴油機的缺點在于比功率低于汽油機，對空氣利用率低，摩擦損失大。

缸套-活塞環(huán)組件是柴油機的主要摩擦副之一，其長期工作在高溫、高壓、高負荷的惡劣工作環(huán)境中，柴油機功耗中有較大比例被消耗于缸套-活塞環(huán)摩擦副的摩擦損失上，其摩擦功耗約占柴油機的25％-50％，在船舶摩擦損耗中占據(jù)較大的比例。缸套-活塞環(huán)嚴重的摩擦磨損現(xiàn)象不僅會降低自身使用壽命和運行可靠性，造成經(jīng)濟方面的損失，對柴油機也會產(chǎn)生巨大的影響，一方面使柴油機機械效率下降，柴油機機體振動增加，另一方面對燃燒室密封性能造成損壞，燃燒室內(nèi)氣體泄漏，燃料燃燒不充分，積碳、復(fù)燃等現(xiàn)象使船舶柴油機的經(jīng)濟性進一步下降。

因此，改善缸套-活塞環(huán)組件的摩擦學(xué)特性對柴油機的降耗減排、穩(wěn)定性能、經(jīng)濟性能和使用壽命有重大意義。目前改善缸套-活塞環(huán)摩擦副摩擦學(xué)特性的主要方法是使用新材料或新工藝、改進潤滑油和對摩擦副表面進行處理。相對來說，新材料或新工藝以及新型潤滑油的研發(fā)周期較長，減磨效果有限；而表面處理技術(shù)更加適合小批次減磨改進。常用的缸套-活塞環(huán)表面處理有改進表面織構(gòu)、離子注入、表面熔覆等。但目前各方學(xué)者所作研究仍停留在脫離實際工況的孤立研究，沒有進入實際檢測階段，并未深入探究實際工況中的減摩效果，缺乏模擬驗證環(huán)節(jié)。