一種內燃機活塞表面油膜檢測試驗臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種內燃機活塞表面油膜檢測試驗臺，本實用新型可檢測內燃機活塞表面潤滑油膜排布情況和活塞缸套間的摩擦情況，適用于各種內燃機如汽油機、柴油機。
【背景技術】
[0002]內燃機是汽車的動力源，也是汽車有害廢氣排放的主源。內燃機燃燒能量中有10%?20%消耗在機械損失，而機械損失中有45%?65%能量消耗在活塞、活塞環與氣缸的摩擦副中。潤滑油膜運動是研究活塞與氣缸套間摩擦機制的關鍵，當油膜運動被完全了解時，就能得出活塞形狀設計的優化規律。影響潤滑油膜運動的因素為活塞形狀和活塞環條件，而油膜厚度和速度是研究活塞油膜行程和運動的最重要因素。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種內燃機活塞表面油膜檢測試驗臺，本實用新型能檢測活塞缸套間的摩擦力和潤滑油膜厚度，得出活塞形狀設計的優化規律。通過還原活塞在內燃機中工作狀態，設定曲軸轉速和活塞頂部壓力，以實現活塞在標定工況下的運行，使活塞與缸套間摩擦力的檢測和油膜厚度的觀察更接近內燃機實際工況。為各種新型活塞和缸套間的潤滑效果、摩擦狀況以及由此引發內燃機性能變化的檢測，提供了技術支持。
[0004]本實用新型是由油箱、連桿、拉力傳感器、活塞、銷軸、缸套、立柱、彈簧、壓力傳感器、壓力表、測厚儀、PC機、變頻電機、溫度傳感器、曲軸和加熱器構成，活塞位于缸套中，活塞通過銷軸鉸接連桿，連桿的下端與曲軸連接，曲軸位于油箱中，油箱中具有加熱器，拉力傳感器設置在連桿上，活塞上方固定立柱，彈簧套在立柱上，壓力傳感器設置在立柱頂部，壓力傳感器與壓力表連接，拉力傳感器與PC機連接;溫度傳感器設置在油箱中，溫度傳感器與PC機連接;測厚儀設置在缸套外壁，測厚儀與PC機連接;變頻電機帶動曲軸轉動，變頻電機與PC機連接并由PC機控制，曲軸沉沒在油箱的潤滑油中。
[0005]本實用新型的有益效果是:
[0006]本實用新型通過控制曲軸轉速和活塞頂部壓力，來實現活塞與缸套間在標定工況下的模擬運行。通過對潤滑油加熱來實現其材料屬性與實車一致。故所檢測到的活塞與缸套間的摩擦力更加接近實車運行。透明缸套可以更準確的觀察到活塞在不同工況下與缸套間潤滑油膜的厚度。從而為各種新型活塞形狀設計的優化提供了試驗基礎。
[0007]本實用新型對內燃機中活塞與缸套間的摩擦和潤滑情況檢測全面、精度高，數據采集簡便、易整理，可完全了解油膜運動情況，能得出活塞形狀設計的優化規律。為各種新型活塞和缸套間的潤滑效果、摩擦狀況以及由此引發內燃機性能變化的檢測，提供了技術支持。
[0008]本實用新型可應用于各種內燃機中如汽油機、柴油機。具體尺寸根據活塞裙尺寸大小進行調整。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0010]圖中:1-潤滑油;2-油箱;3-連桿;4-拉力傳感器;5-活塞;6-銷軸;7_缸套;8-立柱；9-彈簧；I O-壓力傳感器；11-壓力表；12-測厚儀；13-PC機；14-變頻電機；15-溫度傳感器；16-曲軸；17-加熱器。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實施例是由油箱2、連桿3、拉力傳感器4、活塞5、銷軸6、缸套7、立柱8、彈簧9、壓力傳感器10、壓力表11、測厚儀12、PC機13、變頻電機14、溫度傳感器15、曲軸16和加熱器17構成，活塞5位于缸套7中，活塞5通過銷軸6鉸接連桿3，連桿3的下端與曲軸16連接，曲軸16位于油箱2中，油箱2中具有加熱器17，拉力傳感器4設置在連桿3上，活塞5上方固定立柱8，彈簧9套在立柱8上，壓力傳感器10設置在立柱8頂部，壓力傳感器10與壓力表11連接，拉力傳感器4與PC機13連接;溫度傳感器15設置在油箱2中，溫度傳感器15與PC機13連接;測厚儀12設置在缸套7外壁，測厚儀12與PC機13連接;變頻電機14帶動曲軸16轉動，變頻電機14與PC機13連接并由PC機13控制，曲軸16沉沒在油箱2的潤滑油I中。
[0012]本實用新型的工作過程和原理:
[0013]采用加熱器17對潤滑油I進行加熱，溫度控制在內燃機正常運行時潤滑油的溫度范圍內。由變頻電機14控制曲軸16旋轉，調節彈簧9對活塞5頂部的壓力以模擬內燃機燃氣壓力，選取幾種內燃機標定工況使曲軸16轉速和活塞5頂部壓力符合各工況要求，該控制過程均通過拉力傳感器4和壓力傳感器10反應給PC機13，以便進行數據采集和準確調控。缸套
7、活塞5、曲軸16和連桿3均可隨意更換，以便對不同類型的內燃機進行潤滑油膜檢測和研究。當缸套7為正常尺寸時，本實用新型可檢測活塞環摩擦力；當缸套7為配合裙部尺寸加工時，本實用新型可檢測活塞裙部摩擦力。當缸套7更換為透明材質時，可通過測厚儀12檢測活塞5裙部和活塞環油膜厚度及排布情況。
【主權項】
1.一種內燃機活塞表面油膜檢測試驗臺，其特征在于:是由油箱(2)、連桿(3)、拉力傳感器(4)、活塞(5)、銷軸(6)、缸套(7)、立柱(8)、彈簧(9)、壓力傳感器(10)、壓力表(11)、測厚儀(12)、PC機(13)、變頻電機(14)、溫度傳感器(15)、曲軸(16)和加熱器(17)構成，活塞(5)位于缸套(7)中，活塞(5)通過銷軸(6)鉸接連桿(3)，連桿(3)的下端與曲軸(16)連接，曲軸(16)位于油箱(2)中，油箱(2)中具有加熱器(17)，拉力傳感器(4)設置在連桿(3)上，活塞(5)上方固定立柱(8)，彈簧(9)套在立柱(8)上，壓力傳感器(10)設置在立柱(8)頂部，壓力傳感器(10)與壓力表(11)連接，拉力傳感器(4)與PC機(13)連接;溫度傳感器(15)設置在油箱(2)中，溫度傳感器(15)與PC機(13)連接;測厚儀(12)設置在缸套(7)外壁，測厚儀(12)與PC機(13)連接;變頻電機(14)帶動曲軸(16)轉動，變頻電機(14)與PC機(13)連接并由PC機(13)控制，曲軸(16)沉沒在油箱(2)的潤滑油(I)中。
【專利摘要】本實用新型公開了一種內燃機活塞表面油膜檢測試驗臺，其活塞位于缸套中，活塞通過銷軸鉸接連桿，連桿的下端與曲軸連接，曲軸位于油箱中，油箱中具有加熱器，拉力傳感器設置在連桿上，活塞上方固定立柱，彈簧套在立柱上，壓力傳感器設置在立柱頂部，壓力傳感器與壓力表連接，拉力傳感器與PC機連接；溫度傳感器設置在油箱中，溫度傳感器與PC機連接；測厚儀設置在缸套外壁，測厚儀與PC機連接；變頻電機帶動曲軸轉動，變頻電機與PC機連接并由PC機控制，曲軸沉沒在油箱的潤滑油中。本實用新型對內燃機中活塞與缸套間的摩擦和潤滑情況檢測全面、精度高，數據采集簡便、易整理，可完全了解油膜運動情況，能得出活塞形狀設計的優化規律。
【IPC分類】G01M15/05
【公開號】CN205300933
【申請號】
【發明人】吳波, 楊利, 王征, 金紹江, 王洪臣, 劉洋, 劉旦, 于春燕, 閆偉
【申請人】長春工程學院
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月19日