[发明专利]一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置及其使用方法，属于柴油机技术领域，其装置包括套接在单缸柴油机缸套外壁的冷却套，所述冷却套设有上层冷却腔和下层冷却腔，且上层冷却腔和下层冷却腔之间不连通，所述上层冷却腔和所述下层冷却腔接入不同温度的冷却介质，用以实现所述单缸柴油机缸套轴向温度场的控制。本发明可明显降低柴油机全行程的摩擦功耗，增加输出功率和热效率。提高柴油机的燃油经济性、可靠性与寿命。

技术领域

本发明属于柴油机技术领域，具体地说是一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置及其使用方法。

背景技术

近年来，柴油机的强化指标不断提高，缸套活塞环组摩擦副受到的机械载荷和热负荷随之不断增加，对柴油机缸套进行合理温度场控制十分必要。传统的柴油机缸套冷却采用整体式的无差别的风冷或水冷结构。实际上，从内燃机摩擦学角度考虑，缸套-活塞环组摩擦副在行程不同位置处于不同的润滑状态，上止点附近位置为混合润滑甚至边界润滑状态，行程中段及下止点附近位置为流体润滑状态。因此，期望在上止点附近位置控制较低温度，使得润滑油粘度更高，成膜能力更强，减少微凸体接触摩擦；而在行程中段及下止点附近位置，控制较高温度，使得润滑油粘度维持较低状态，从而减少流体剪切摩擦，在整个工作循环内降低摩擦功，提高柴油机热效率。目前已有的冷却结构与方法无法满足上述使用要求。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置及其使用方法。本发明采用的技术手段如下：

一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置，包括套接在单缸柴油机缸套外壁且与所述单缸柴油机缸套相匹配的冷却套，所述冷却套设有上层冷却腔和下层冷却腔，且上层冷却腔和下层冷却腔之间不连通，所述上层冷却腔靠近所述单缸柴油机缸套的上止点，所述下层冷却腔靠近所述单缸柴油机缸套的下止点，所述上层冷却腔上具有进水口Ⅰ和出水口Ⅰ，所述下层冷却腔上具有进水口Ⅱ和出水口Ⅱ；所述上层冷却腔和所述下层冷却腔内分别通过所述进水口Ⅰ和进水口Ⅱ接入不同温度及不同流量的冷却介质，并通过所述出水口Ⅰ和出水口Ⅱ循环冷却介质，用以实现所述单缸柴油机缸套轴向温度场的控制。

所述冷却套的轴线与所述单缸柴油机缸套的轴线重合，且所述上层冷却腔和所述下层冷却腔的轴线均与所述冷却套的轴线重合。

所述冷却套的底部设有多个力传感器安装槽，且所述力传感器安装槽中安装有测量单缸柴油机缸套与单缸柴油机活塞环组之间摩擦力的力传感器。

多个所述力传感器安装槽围绕所述冷却套的轴线均匀分布。

所述冷却套上设有多组围绕所述冷却套的轴线均匀分布的温度传感器组，且所述每组温度传感器组均包括设置在所述冷却套顶部外壁并测量所述单缸柴油机缸套顶部外表面温度的温度传感器、设置在所述冷却套底部外壁并测量所述单缸柴油机缸套底部外表面温度的温度传感器和设置在所述冷却套在所述上层冷却腔和所述下层冷却腔之间的外壁上并测量此位置缸套外表面温度的温度传感器。即每组温度传感器分为上、中、下三个温度传感器。

所述冷却套与所述单缸柴油机缸套之间为过盈配合，所述冷却套的上部设有多个限位顶丝。

所述下层冷却腔的高度与所述上层冷却腔的高度比为2:1。

一种用于控制单缸柴油机缸套温度场的装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：通过所述顶丝将所述冷却套套接在所述单缸柴油机缸套上，并与所述单缸柴油机缸套过盈配合，所述进水口Ⅰ、所述出水口Ⅰ、所述进水口Ⅱ和所述出水口Ⅱ分别和具有冷却介质的恒温箱连接，所述力传感器与所述单缸柴油机连接；

S2：启动单缸柴油机，直至所述单缸柴油机稳定运行；