[发明专利]一种模拟并测定内燃机活塞真实温度场的全自动实验系统

说明书

本发明的目的在于提供一种模拟并测定内燃机活塞真实温度场的全自动实验系统，包括模块A、模块B，模块B安装于模块A之上，模块A里固定有活塞座，测试活塞安装于活塞座里，模块B里设置直线运行模块，活塞连接直线运行模块并在直线运行模块的带动下，沿上下方向移动。本发明利用在活塞表面燃烧乙炔与氧气混合气的方式，通过冷却系统对活塞进行冷却，准确模拟实际工况下的活塞温度场分布，为其它实验提供准确数据。本发明采用模块化、标准化设计，极大地减少了零部件的数量，可以实现快速安装，方便装置的安装与维修，以及后期的改进优化。

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机实验系统，具体地说是内燃机活塞实验系统。

背景技术

随着科学技术的快速发展，近年来内燃机在运输、农业、能源等重要领域的应用也越来越广泛，而内燃机技术的发展也取得了不小的进步。内燃机在近年来不断呈现出高速化、高功率密度、低耗能、高增压和智能化的发展趋势，所承受的热负荷和机械负荷也在不断地提高，并有可能损害缸内组件，从而导致内燃机的可靠性性能、耐久性能和经济性能降低。

作为柴油机的重要部件，活塞是内燃机工作环境最恶劣、工作条件最严苛的零部件之一。一方面，活塞顶部直接受到高温燃气周期性的加热，使得活塞平均温度和温度梯度不断增大，从而产生了极大的局部热应力和热形变；另一方面，由于高温高压燃气的巨大冲击、活塞往复运动所产生的惯性、活塞与气缸之间的摩擦等，活塞同时也存在较大的机械负荷。因此，对活塞的可靠性、耐久性和经济性的研究具有较大的意义。然而，只有准确地测定活塞的温度场分布，才能为活塞的诸多分析提供充足的数据，从而为活塞的设计优化，加强活塞的可靠性，保障发动机的正常运行打下基础。

发明内容

本发明的目的在于提供可模拟正常工况下内燃机燃烧室的燃烧过程，使活塞的受热和散热情况与实际情况一致，从而在静态的实验条件下得到活塞的真实温度场分布，进而对数据进行标定，为活塞的热机耦合分析、热流固耦合分析、热疲劳分析以及优化设计提供准确数据的一种模拟并测定内燃机活塞真实温度场的全自动实验系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种模拟并测定内燃机活塞真实温度场的全自动实验系统，其特征是：包括模块A、模块B，模块B安装于模块A之上，模块A里固定有活塞座，测试活塞安装于活塞座里，模块B里设置直线运行模块，活塞连接直线运行模块并在直线运行模块的带动下，沿上下方向移动。

本发明还可以包括：

1、模块B里还设置角度运动模块、喷枪，喷枪的喷口面向测试活塞方向，喷枪分别连接直线运行模块和角度运动模块，并随直线运行模块沿上下方向移动，随角度运动模块调整喷口位置。

2、测试活塞外部设置空气通道，空气通道设置进风口和出风口，进风口设置吹风扇。

3、空气通道里设置3层分流叶片。

4、测试活塞外壁设置活塞支撑管，活塞支撑管的入口位于测试活塞上部，活塞支撑管的出口位于测试活塞下部。

本发明的优势在于：

1、本发明利用在活塞表面燃烧乙炔与氧气混合气的方式，通过冷却系统对活塞进行冷却，准确模拟实际工况下的活塞温度场分布，为其它实验提供准确数据。

2、本发明采用模块化、标准化设计，极大地减少了零部件的数量，可以实现快速安装，方便装置的安装与维修，以及后期的改进优化。

3、本发明采用全自动一体化方案，由PLC控制器控制、调节燃气系统，机械运动、冷却系统，可以在较大范围内实现温度的稳定调节，适应多工况的实验研究。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为PLC控制器反馈图；

图3为燃气系统控制图；