[发明专利]内燃机活塞喷油冷却试验测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机活塞喷油冷却技术领域，具体涉及一种内燃机活塞喷油冷却试验测量装置。 

技术背景

随着高速增压柴油机的发展，柴油机活塞结构强度面临着日益增高的机械负荷和热负荷等极端条件的挑战，其中高热负荷是造成活塞变形失效的主要原因之一。过高的活塞热负荷会造成活塞材料蠕变、活塞变形，引起润滑油变性造成活塞环磨损甚至卡死。 

为解决高速高增压内燃机活塞热负荷过大的问题,现代高速柴油机往往采用对活塞内流道冷却油腔喷油的冷却方法，即通过向活塞顶部环形冷却油腔喷入高速冷却机油，冷却机油在冷却腔内震荡吸热以冷却活塞。 

为测量机油冷却效果，现实中多采用发动机活塞喷油冷却试验台装置，即通过检测单位时间内流入活塞冷却腔内冷却机油的流量来间接的测量喷油装置对活塞的冷却效果，通过计算的方法推导冷却机油参数来衡量活塞喷油装置的冷却效果，其中喷入冷却腔的冷却机油的流量、压力和温度越精确则试验的结果越精确。 

中国专利文献CN101793607A中公开了一种发动机活塞冷却测量装置，其包括缸体和活塞，活塞设置于缸体内，活塞通过连杆与曲轴连接，曲轴一端与动力输入装置连接；活塞冷却腔入口对应设置有喷油装置，活塞冷却腔出口连接一机油收集装置。其工作原理为启动试验装置，待机油流动状态稳定后，读取动力装置主轴上的转速传感器及计数器初值，与此同时读取机油收集装置中机油的体积。其效果为能获得静态和低速状态下一定循环下喷入活塞冷却腔内冷却机油的流量。 

但是，因为该装置试验未能解决试验装置在高转速工况下的振动问题，而且由于喷油装置、冷却腔出口软管与连杆在活塞的同一个方向，空间狭小，而且并 未能设计附属喷油装置。这三个缺点造成在试验过程中试验平台振动过大，试验活塞冷却腔出口软管容易脱落，冷却机油容易飞溅导致试验失败，而且收集装置布置不易,试验过程中喷油流量压力和温度无法精确控制，从而导致冷却计算结果不够准确。 

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种能准确获取内燃机的活塞冷却腔的机油流量，特别是高转速高供油压力条件下冷却腔内实时流量的发动机活塞喷油冷却试验测量装置，其旨在通过引入平衡轴装置、模拟活塞出口倒置结构和配套的冷却机油产生装置，由此解决目前冷却试验测量装置中试验台架振动、试验测量装置布置空间不足的问题，从而可提供可控状态的冷却机油，实现冷却效果的准确测量。 

为实现上述发明目的，本发明提供一种内燃机活塞喷油冷却的试验测量装置，通过对模拟的内燃机活塞的冷却油腔中所喷入的冷却油量的测量，获得内燃机活塞喷油冷却效果，其特征在于，该测量装置包括： 

与内部设有冷却腔的活塞通过一连杆连接的曲轴，该曲轴端部与一主轴电机动力相连，通过其驱动曲轴并从而带动活塞运动以模拟内燃机运行； 

量筒，设置在活塞相对曲轴的另一端面，其通过一导管与活塞冷却腔连通，喷入冷却腔中的冷却油通过该导管流入量筒以用于测量； 

平衡组件，其与所述曲轴连接，其在曲轴转动中产生与其相反的转动惯量，从而实现两相反转动惯量的抵消，实现平衡； 

测量时，主轴电机驱动曲轴转动并进而带动活塞运动，喷入活塞冷却腔中的冷却油流入量筒中，获得冷却油量，从而完成测量。 

本发明中，以曲轴活塞连杆装置为主体的试验装置架设在主机架上，以主轴电机为主体的动力系统安装在主机架的动力平台上并通过联轴器与试验主体装置相连，供油系统安装在主机架旁并通过标准管路与试验主体装置连接，测控装置布置在整个试验装置的各个部分。 

本发明的试验装置主机架可通过地脚螺栓固定在地面。 

本发明的试验主体装置由曲轴活塞连杆部件、平衡轴系、试验主体机箱和散热器组成，曲轴活塞连杆部件通过机箱内部主轴承座固定。平衡轴系通过机 箱内部附属轴承座固定，通过齿轮传动系与曲轴活塞连杆部件连接。散热器与试验主体机箱连接。 

本发明的动力系统包括主轴电机及其附属的离合器、变速箱、控制系统，主轴电机输出轴通过变速箱和离合器与曲轴一端相连，电机与变频器相连，变频器与电源相连。 

本发明的供油系统包括低压油箱、高压油泵、高压油箱、喷射装置，低压油箱架设在试验机架的底部，高压油泵通过管路和阀门与低压油箱相连，高压油箱通过管路与高压油泵相连，喷射装置管路一端与高压油箱相连，另一端与电磁换向阀相连，电磁换向阀分别连通到低压油箱和试验主体装置底部。