[实用新型]往复机械活塞环摩擦磨损试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机的性能测试装置的结构设计技术领域，尤指一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置。

背景技术

斯特林发动机是一种外部供热(或燃烧)的活塞式发动机，它以气体作为工质，按闭式回热循环的方式进行工作，主要由外部供热(燃烧)系统、工作循环系统(热能-机械能转换系统)、传动系统(机械能输出系统)、辅助系统及监控系统组成。

其中，活塞环摩擦磨损是影响斯特林发动机性能和可靠性的关键技术之一。斯特林发动机的缸套-活塞环摩擦副属于无油润滑，在工质气体(一般是氢气或氦气)氛围下，活塞环依靠工质气体交变压力贴紧缸套(产生密封作用)，并在传动机构的作用下按一定规律运动。因此，斯特林发动机中的缸套-活塞环摩擦副与其他类型的原动机存在较大区别，一般摩擦磨损试验台不能模拟斯特林发动机活塞环的工作条件，例如工质环境、交变压力和交变速度等，也就无法测试出斯特林发动机中活塞环的摩擦磨损状况。

因此，本申请人致力于提供一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，其能够测量斯特林发动机的缸套-活塞环的摩擦耗功及磨损率，从而测试出斯特林活塞环在工况下的摩擦磨损性能，具有测量精度高、可以模拟多种工况等特点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，包括机架、驱动装置、监控装置，还包括：单缸机，包括飞轮、与所述飞轮连接的曲轴、与所述曲轴连接的连杆活塞杆组件、与所述连杆活塞杆组件连接的活塞、安装在所述活塞的外周壁上的活塞环、用于安装所述活塞的缸套，以及设置在所述缸套外部的水套，所述活塞环与所述缸套的内壁组成缸套-活塞环摩擦副，所述缸套与水套之间具有空腔，所述空腔用于冷却介质流通；工质系统，与所述单缸机连接，用于向所述单缸机的缸套中提供所需压力的工质气体。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，所述的监控装置与所述单缸机、工质系统、冷却系统及驱动装置连接，用于对试验装置进行驱动、控制和参数测量，包括：冷却介质检测仪，与所述缸套与水套之间的空腔连接，用于监测冷却介质的温度和流量；压力传感器，与所述缸套的内腔连接，用于监测所述缸套内的气体压力；测功仪，与所述驱动装置连接，串联在电机和单缸机之间，用于测量所述驱动装置的输出功。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，所述单缸机的缸套上设有孔道，且所述孔道与所述活塞的中间腔连通，所述孔道还与所述压力传感器连接，所述压力传感器用于监测所述活塞的中间腔内的气体压力。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，所述缸套内的所述缸套-活塞环摩擦副的上、下腔的死容积之比为工作压比，所述工作压比为所述缸套的上、下腔中的最大工作压力与最小工作压力的比值。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，所述驱动装置包括电机、联轴器及变频器，所述联轴器的两端分别与所述电机的输出端和所述单缸机中的飞轮连接，所述变频器与所述电机连接。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，还包括机架，所述机架用于安装所述单缸机、工质系统、驱动装置及监控装置；减震器，与所述机架连接，用于减少所述机架的振动。

优选地，上述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，还包括报警装置，与所述监控装置连接，用于在所述监控装置获取到工作参数出现异常时发出报警信息。

本实用新型的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置可以实现以下至少一种有益效果。

1、本实用新型的试验装置通过驱动装置驱动单缸机运转，再通过工质系统向单缸机中充放工质气体，从而模拟出单缸机中缸套-活塞环摩擦副的实际工作条件(包括工质环境、交变压力、交变速度等)，单缸机在运行时，缸套和水套之间的空腔中有冷却介质通过，冷却介质对缸套进行降温，在单缸机运行的过程中，监控装置分别获取单缸机、工质系统及驱动装置的工作参数，通过这些工作参数可以计算得出缸套-活塞环摩擦副的摩擦耗功，同时，结合测量得到的活塞环磨损量就能够评价出缸套-活塞环摩擦副的磨损性能。

2、本实用新型的试验装置中的监控装置通过冷却介质检测仪监测缸套与水套之间的冷却介质，并获取其温度和流量，通过压力传感器获取缸套内气体的压力，通过测功仪测量驱动装置的输出功，通过这些参数可以精确计算出缸套-活塞环摩擦副的摩擦耗功。