[实用新型]一种内燃机活塞表面油膜检测试验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机活塞表面油膜检测试验台，本实用新型可检测内燃机活塞表面润滑油膜排布情况和活塞缸套间的摩擦情况，适用于各种内燃机如汽油机、柴油机。

背景技术

内燃机是汽车的动力源，也是汽车有害废气排放的主源。内燃机燃烧能量中有10%～20%消耗在机械损失，而机械损失中有45%～65%能量消耗在活塞、活塞环与气缸的摩擦副中。润滑油膜运动是研究活塞与气缸套间摩擦机制的关键，当油膜运动被完全了解时，就能得出活塞形状设计的优化规律。影响润滑油膜运动的因素为活塞形状和活塞环条件，而油膜厚度和速度是研究活塞油膜行程和运动的最重要因素。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种内燃机活塞表面油膜检测试验台，本实用新型能检测活塞缸套间的摩擦力和润滑油膜厚度，得出活塞形状设计的优化规律。通过还原活塞在内燃机中工作状态，设定曲轴转速和活塞顶部压力，以实现活塞在标定工况下的运行，使活塞与缸套间摩擦力的检测和油膜厚度的观察更接近内燃机实际工况。为各种新型活塞和缸套间的润滑效果、摩擦状况以及由此引发内燃机性能变化的检测，提供了技术支持。

本实用新型是由油箱、连杆、拉力传感器、活塞、销轴、缸套、立柱、弹簧、压力传感器、压力表、测厚仪、PC机、变频电机、温度传感器、曲轴和加热器构成，活塞位于缸套中，活塞通过销轴铰接连杆，连杆的下端与曲轴连接，曲轴位于油箱中，油箱中具有加热器，拉力传感器设置在连杆上，活塞上方固定立柱，弹簧套在立柱上，压力传感器设置在立柱顶部，压力传感器与压力表连接，拉力传感器与PC机连接；温度传感器设置在油箱中，温度传感器与PC机连接；测厚仪设置在缸套外壁，测厚仪与PC机连接；变频电机带动曲轴转动，变频电机与PC机连接并由PC机控制，曲轴沉没在油箱的润滑油中。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过控制曲轴转速和活塞顶部压力，来实现活塞与缸套间在标定工况下的模拟运行。通过对润滑油加热来实现其材料属性与实车一致。故所检测到的活塞与缸套间的摩擦力更加接近实车运行。透明缸套可以更准确的观察到活塞在不同工况下与缸套间润滑油膜的厚度。从而为各种新型活塞形状设计的优化提供了试验基础。

本实用新型对内燃机中活塞与缸套间的摩擦和润滑情况检测全面、精度高，数据采集简便、易整理，可完全了解油膜运动情况，能得出活塞形状设计的优化规律。为各种新型活塞和缸套间的润滑效果、摩擦状况以及由此引发内燃机性能变化的检测，提供了技术支持。

本实用新型可应用于各种内燃机中如汽油机、柴油机。具体尺寸根据活塞裙尺寸大小进行调整。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-润滑油；2-油箱；3-连杆；4-拉力传感器；5-活塞；6-销轴；7-缸套；8-立柱；9-弹簧；10-压力传感器；11-压力表；12-测厚仪；13-PC机；14-变频电机；15-温度传感器；16-曲轴；17-加热器。

具体实施方式

如图1所示，本实施例是由油箱2、连杆3、拉力传感器4、活塞5、销轴6、缸套7、立柱8、弹簧9、压力传感器10、压力表11、测厚仪12、PC机13、变频电机14、温度传感器15、曲轴16和加热器17构成，活塞5位于缸套7中，活塞5通过销轴6铰接连杆3，连杆3的下端与曲轴16连接，曲轴16位于油箱2中，油箱2中具有加热器17，拉力传感器4设置在连杆3上，活塞5上方固定立柱8，弹簧9套在立柱8上，压力传感器10设置在立柱8顶部，压力传感器10与压力表11连接，拉力传感器4与PC机13连接；温度传感器15设置在油箱2中，温度传感器15与PC机13连接；测厚仪12设置在缸套7外壁，测厚仪12与PC机13连接；变频电机14带动曲轴16转动，变频电机14与PC机13连接并由PC机13控制，曲轴16沉没在油箱2的润滑油1中。

本实用新型的工作过程和原理：

采用加热器17对润滑油1进行加热，温度控制在内燃机正常运行时润滑油的温度范围内。由变频电机14控制曲轴16旋转，调节弹簧9对活塞5顶部的压力以模拟内燃机燃气压力，选取几种内燃机标定工况使曲轴16转速和活塞5顶部压力符合各工况要求，该控制过程均通过拉力传感器4和压力传感器10反应给PC机13，以便进行数据采集和准确调控。缸套7、活塞5、曲轴16和连杆3均可随意更换，以便对不同类型的内燃机进行润滑油膜检测和研究。当缸套7为正常尺寸时，本实用新型可检测活塞环摩擦力；当缸套7为配合裙部尺寸加工时，本实用新型可检测活塞裙部摩擦力。当缸套7更换为透明材质时，可通过测厚仪12检测活塞5裙部和活塞环油膜厚度及排布情况。