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      發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置的制作方法

      文檔序號:5888745閱讀:312來源:國知局
      專利名稱:發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置的制作方法
      技術(shù)領域
      本實用新型涉及一種發(fā)動機實驗設備,尤其是一種發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置。
      背景技術(shù)
      活塞是內(nèi)燃機的關(guān)鍵部件之一,它的工作情況直接關(guān)系到內(nèi)燃機工作的可靠性。 活塞工作環(huán)境惡劣,不僅承受很大的機械負荷,頂面還受高溫燃氣周期性加熱作用。高溫、 高負荷、高運動速度、潤滑不良和冷卻困難等,使其成為發(fā)動機中故障較多的零件之一?;?塞缸套間的間隙隨溫度升高而減小,因而必需合理控制活塞溫度,防止活塞溫度過高而卡 死于缸套中。另外,如果活塞的溫度超過了活塞材料所能承受的極限,將大大降低活塞材料 的強度,嚴重時還可能會使活塞燒毀。此外,如果活塞側(cè)面溫度過高,還會使?jié)櫥桶l(fā)生變 質(zhì)而結(jié)膠,致使活塞環(huán)卡死?;钊麩嶝摵珊蜔釓姸葐栴}的解決常常是提高整機技術(shù)水平的 關(guān)鍵,直接影響內(nèi)燃機工作可靠性和耐久性。因此活塞冷卻成為柴油機設計的一項關(guān)鍵措 施,而在高強化發(fā)動機上,采用在冷卻腔中噴入機油的方式對活塞進行冷卻效果較好,也是 高強化發(fā)動機活塞冷卻的最佳方案?;钊麌娪屠鋮s試驗是通過模擬活塞噴油冷卻過程的機油流動狀態(tài),分析活塞冷卻 腔內(nèi)機油流場,為活塞溫度場的研究奠定基礎。目前,發(fā)動機活塞噴油冷卻實驗臺都是把活 塞固定在活塞的某個行程,然后測量穩(wěn)定狀態(tài)下噴入活塞冷卻腔內(nèi)的機油流量。實際上發(fā) 動機活塞冷卻腔內(nèi)機油是隨著活塞的上下運動而發(fā)生強烈振蕩,如果不考慮活塞運動對冷 卻腔內(nèi)機油流動的影響,將很難準確的獲取發(fā)動機活塞冷卻腔的機油流量。
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種能夠準確獲取發(fā)動機 活塞冷卻腔的機油流量,綜合考慮的發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置。為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用下述技術(shù)方案一種發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,包括缸體和活塞,活塞設置于缸體內(nèi),活塞通 過連桿與曲軸連接,曲軸一端與動力輸入裝置連接;活塞冷卻腔入口對應設置有噴油裝置, 活塞冷卻腔出口連接一機油收集裝置。所述曲軸的兩端通過主軸承固定。所述動力輸入裝置包括電動機,電動機輸出軸通過襯套與曲軸一端連接,電動機 輸出軸上設有轉(zhuǎn)速傳感器及計數(shù)器,電動機與變頻器連接,變頻器與電源連接。所述機油收集裝置包括金屬短管、軟管、電磁換向閥和油缸,金屬短管一端與活塞 冷卻腔的出口連接,另一端與軟管一端連接,軟管另一端與電磁換向閥連接,電磁換向閥的 兩個出口分別連通到油箱A和油箱B內(nèi)。本實用新型通過電動機帶動曲軸按固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),帶動活塞的上下運動,模擬 發(fā)動機在固定轉(zhuǎn)速下活塞上下運動過程。通過變頻器控制電動機的轉(zhuǎn)速,從而可以模擬不
      3同轉(zhuǎn)速下活塞的運動過程。采用真實發(fā)動機上安裝的噴油裝置將冷卻機油由活塞冷卻腔入口持續(xù)噴入,模擬 發(fā)動機在實際工作時的活塞噴油冷卻過程。為了獲取活塞冷卻腔內(nèi)機油流量,在冷卻腔出口處連接一金屬短管,金屬短管外 再接一根軟管。活塞冷卻腔流出的機油首先進入金屬短管,再進入軟管。另外,活塞在運動 過程中,由于軟管的柔韌性,活塞的運動狀態(tài)不受到外接管道的影響。在軟管出口處安裝一個電磁換向閥,通過換向閥將機油分別引入兩個油箱(A和 B)。在電磁閥未通電時,冷卻腔流出的機油最終流入油箱A ;通電之后,機油最終流入油箱 B0在電動機的軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器及計數(shù)器,用于確定電動機的轉(zhuǎn)動速度及轉(zhuǎn)動次 數(shù)。啟動試驗裝置,待機油流動狀態(tài)穩(wěn)定后,讀取轉(zhuǎn)速傳感器及計數(shù)器初值。與此同 時,給電磁閥通電,將機油引入油箱B。經(jīng)過一定時間后,計取計數(shù)器終值并關(guān)閉電磁閥,測 量油箱B中的油量,即獲取一定循環(huán)下流入冷卻腔的機油流量。由于流場的流動參數(shù)很難通過實驗完全獲取,通常只能通過流動計算來獲取相關(guān) 的流動參數(shù)。而為了驗證流動計算的準確性,通常需要通過實驗測量流體的流量,使用實驗 獲取的流量值與流動計算獲取的流量值進行對比,如果誤差小于一定值,可以認為流動計 算是準確的,流動計算獲取的其它參數(shù)也可認為是較為真實的。目前,國內(nèi)的實驗裝置只能 獲取活塞在靜止時刻噴入冷卻腔的機油流量(與發(fā)動機實際工作情況嚴重不符),無法用 于驗證活塞噴油冷卻流場計算的準確性。而本實用新型可以獲取發(fā)動機活塞在高速運動時 噴入冷卻腔的流量,更接近發(fā)動機實際的工作狀況。因而,本實用新型獲取的流量結(jié)果能夠 驗證活塞噴油冷卻流場計算的準確性。

      圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是活塞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖;其中,1.缸體,2.活塞,3.連桿,4.軟管,5.電磁換向閥,6.油缸A,7.油缸B,8.主 軸承,9.曲軸,10.噴油裝置,11.襯套,12.計數(shù)器,13.轉(zhuǎn)速傳感器,14.電動機,15.變頻 器,16.電源,17.活塞冷卻腔入口,18.活塞冷卻腔出口,19.冷卻腔;20.金屬短管,21.噴 射的機油流動路線。
      具體實施方式
      以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、2所示,發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,包括缸體1和活塞2,活塞2設置于 缸體1內(nèi),活塞2通過連桿3與曲軸9連接,曲軸9 一端與動力輸入裝置連接;活塞2內(nèi)設 有冷卻腔19,活塞冷卻腔入口 17對應設置有噴油裝置10,活塞冷卻腔出口 18連接一機油 收集裝置。所述曲軸9的兩端通過主軸承8固定。所述動力輸入裝置包括電動機14,電動機輸出軸通過襯套11與曲軸9 一端連接,
      4電動機輸出軸上設有轉(zhuǎn)速傳感器13及計數(shù)器12,電動機14與變頻器15連接,變頻器15與 電源16連接。所述機油收集裝置包括金屬短管20、軟管4、電磁換向閥5和油缸,金屬短管20 — 端與活塞冷卻腔出口 18連接,另一端與軟管4 一端連接,軟管4另一端與電磁換向閥5連 接,電磁換向閥5的兩個出口分別連通到油箱A6和油箱B7內(nèi)。本實用新型通過電動機14帶動曲軸9按固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),帶動活塞2的上下運 動,模擬發(fā)動機在固定轉(zhuǎn)速下活塞2上下運動過程。通過變頻器15控制電動機14的轉(zhuǎn)速, 從而可以模擬不同轉(zhuǎn)速下活塞2的運動過程。采用真實發(fā)動機上安裝的噴油裝置將冷卻機油由活塞冷卻腔入口 17持續(xù)噴入, 模擬發(fā)動機在實際工作時的活塞噴油冷卻過程。為了獲取活塞冷卻腔內(nèi)機油流量,在活塞冷卻腔出口 18處連接一金屬短管20,金 屬短管20外再接一根軟管4?;钊鋮s腔流出的機油首先進入金屬短管20,再進入軟管4。 另外,活塞2在運動過程中,由于軟管4的柔韌性,活塞2的運動狀態(tài)不受到外接管道的影 響。在軟管出口處安裝一個電磁換向閥,通過換向閥將機油分別引入兩個油箱(A和 B)。在電磁閥未通電時,冷卻腔流出的機油最終流入油箱A ;通電之后,機油最終流入油箱 B0在電動機14的軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器13及計數(shù)器12,用于確定電動機14的轉(zhuǎn)動速 度及轉(zhuǎn)動次數(shù)。啟動試驗裝置,待機油流動狀態(tài)穩(wěn)定后,讀取轉(zhuǎn)速傳感器13及計數(shù)器12初值。與 此同時,給電磁換向閥5通電,將機油引入油箱B7。經(jīng)過一定時間后,計取計數(shù)器12終值并 關(guān)閉電磁換向閥5,測量油箱B7中的油量,即獲取一定循環(huán)下流入冷卻腔的機油流量。
      權(quán)利要求一種發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,包括缸體和活塞,活塞設置于缸體內(nèi),活塞通過連桿與曲軸連接,其特征在于曲軸一端與動力輸入裝置連接;活塞冷卻腔入口對應設置有噴油裝置,活塞冷卻腔出口連接一機油收集裝置。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,其特征在于所述曲軸的兩 端通過主軸承固定。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,其特征在于所述動力輸入 裝置包括電動機,電動機輸出軸通過襯套與曲軸一端連接,電動機輸出軸上設有轉(zhuǎn)速傳感 器及計數(shù)器,電動機與變頻器連接,變頻器與電源連接。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,其特征在于所述機油收集 裝置包括金屬短管、軟管、電磁換向閥和油缸,金屬短管一端與活塞冷卻腔的出口連接,另 一端與軟管一端連接,軟管另一端與電磁換向閥連接,電磁換向閥的兩個出口分別連通到 油箱A和油箱B內(nèi)。
      專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)動機活塞噴油冷卻試驗裝置,包括缸體和活塞,活塞設置于缸體內(nèi),活塞通過連桿與曲軸連接,曲軸一端與動力輸入裝置連接;活塞冷卻腔的入口對應設置有噴油裝置,活塞冷卻腔出口連接一機油收集裝置。本實用新型能夠準確獲取發(fā)動機活塞冷卻腔的機油流量。
      文檔編號G01M15/04GK201653698SQ20102014497
      公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
      發(fā)明者劉浩業(yè), 孫平, 李世偉, 李國祥, 王任信, 王慧輝, 白書戰(zhàn), 胡玉平, 邊曉婷, 閆理貴, 陸健 申請人:山東大學
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