本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，包括缸體和活塞，活塞設(shè)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(yīng)設(shè)置有噴油裝置，活塞冷卻腔出口連接一機(jī)油收集裝置。本發(fā)明專利技術(shù)能夠準(zhǔn)確獲取發(fā)動機(jī)活塞冷卻腔的機(jī)油流量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是一種發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置。
技術(shù)介紹
活塞是內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵部件之一，它的工作情況直接關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)工作的可靠性。 活塞工作環(huán)境惡劣，不僅承受很大的機(jī)械負(fù)荷，頂面還受高溫燃?xì)庵芷谛约訜嶙饔谩８邷亍?高負(fù)荷、高運(yùn)動速度、潤滑不良和冷卻困難等，使其成為發(fā)動機(jī)中故障較多的零件之一。活 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(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)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。活塞熱負(fù)荷和熱強(qiáng)度問題的解決常常是提高整機(jī)技術(shù)水平的 關(guān)鍵，直接影響內(nèi)燃機(jī)工作可靠性和耐久性。因此活塞冷卻成為柴油機(jī)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵措 施，而在高強(qiáng)化發(fā)動機(jī)上，采用在冷卻腔中噴入機(jī)油的方式對活塞進(jìn)行冷卻效果較好，也是 高強(qiáng)化發(fā)動機(jī)活塞冷卻的最佳方案。 活塞噴油冷卻試驗(yàn)是通過模擬活塞噴油冷卻過程的機(jī)油流動狀態(tài)，分析活塞冷卻 腔內(nèi)機(jī)油流場，為活塞溫度場的研究奠定基礎(chǔ)。目前，發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻實(shí)驗(yàn)臺都是把活 塞固定在活塞的某個(gè)行程，然后測量穩(wěn)定狀態(tài)下噴入活塞冷卻腔內(nèi)的機(jī)油流量。實(shí)際上發(fā) 動機(jī)活塞冷卻腔內(nèi)機(jī)油是隨著活塞的上下運(yùn)動而發(fā)生強(qiáng)烈振蕩，如果不考慮活塞運(yùn)動對冷 卻腔內(nèi)機(jī)油流動的影響，將很難準(zhǔn)確的獲取發(fā)動機(jī)活塞冷卻腔的機(jī)油流量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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(zhǔn)確獲取發(fā)動機(jī)活塞 冷卻腔的機(jī)油流量，綜合考慮的發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案一種發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，包括缸體和活塞，活塞設(shè)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(yīng)設(shè)置有噴油裝置，活塞 冷卻腔出口連接一機(jī)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(jī)，電動機(jī)輸出軸通過襯套與曲軸一端連接，電動機(jī)輸出軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器及計(jì)數(shù)器，電動機(jī)與變頻器連接，變頻器與電源連接。 所述機(jī)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(gè)出口分別連通到油箱A和油箱B內(nèi)。 本專利技術(shù)通過電動機(jī)帶動曲軸按固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動活塞的上下運(yùn)動，模擬發(fā)動 機(jī)在固定轉(zhuǎn)速下活塞上下運(yùn)動過程。通過變頻器控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而可以模擬不同轉(zhuǎn)3速下活塞的運(yùn)動過程。 采用真實(shí)發(fā)動機(jī)上安裝的噴油裝置將冷卻機(jī)油由活塞冷卻腔入口持續(xù)噴入，模擬 發(fā)動機(jī)在實(shí)際工作時(shí)的活塞噴油冷卻過程。 為了獲取活塞冷卻腔內(nèi)機(jī)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(jī)油首先進(jìn)入金屬短管，再進(jìn)入軟管。另外，活塞在運(yùn)動 過程中，由于軟管的柔韌性，活塞的運(yùn)動狀態(tài)不受到外接管道的影響。 在軟管出口處安裝一個(gè)電磁換向閥，通過換向閥將機(jī)油分別引入兩個(gè)油箱(A和 B)。在電磁閥未通電時(shí)，冷卻腔流出的機(jī)油最終流入油箱A;通電之后，機(jī)油最終流入油箱 B。 在電動機(jī)的軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器及計(jì)數(shù)器，用于確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)動速度及轉(zhuǎn)動次 數(shù)。 啟動試驗(yàn)裝置，待機(jī)油流動狀態(tài)穩(wěn)定后，讀取轉(zhuǎn)速傳感器及計(jì)數(shù)器初值。與此同 時(shí)，給電磁閥通電，將機(jī)油引入油箱B。經(jīng)過一定時(shí)間后，計(jì)取計(jì)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(jī)油流量。 由于流場的流動參數(shù)很難通過實(shí)驗(yàn)完全獲取，通常只能通過流動計(jì)算來獲取相關(guān) 的流動參數(shù)。而為了驗(yàn)證流動計(jì)算的準(zhǔn)確性，通常需要通過實(shí)驗(yàn)測量流體的流量，使用實(shí)驗(yàn) 獲取的流量值與流動計(jì)算獲取的流量值進(jìn)行對比，如果誤差小于一定值，可以認(rèn)為流動計(jì) 算是準(zhǔn)確的，流動計(jì)算獲取的其它參數(shù)也可認(rèn)為是較為真實(shí)的。目前，國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置只能 獲取活塞在靜止時(shí)刻噴入冷卻腔的機(jī)油流量(與發(fā)動機(jī)實(shí)際工作情況嚴(yán)重不符)，無法用 于驗(yàn)證活塞噴油冷卻流場計(jì)算的準(zhǔn)確性。而本專利技術(shù)可以獲取發(fā)動機(jī)活塞在高速運(yùn)動時(shí)噴入 冷卻腔的流量，更接近發(fā)動機(jī)實(shí)際的工作狀況。因而，本專利技術(shù)獲取的流量結(jié)果能夠驗(yàn)證活塞 噴油冷卻流場計(jì)算的準(zhǔn)確性。附圖說明 圖1是本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是活塞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意其中，l.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，IO.噴油裝置，ll.襯套，12.計(jì)數(shù)器，13.轉(zhuǎn)速傳感器，14.電動機(jī)，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(jī)油流動路線。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。 如圖1、2所示，發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，包括缸體1和活塞2，活塞2設(shè)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(shè) 有冷卻腔19，活塞冷卻腔入口 17對應(yīng)設(shè)置有噴油裝置10，活塞冷卻腔出口 18連接一機(jī)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(jī)14，電動機(jī)輸出軸通過襯套11與曲軸9 一端連接，電動機(jī)輸出軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器13及計(jì)數(shù)器12，電動機(jī)14與變頻器15連接，變頻器15與 電源16連接。 所述機(jī)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(gè)出口分別連通到油箱A6和油箱B7內(nèi)。 本專利技術(shù)通過電動機(jī)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(yùn)動，模 擬發(fā)動機(jī)在固定轉(zhuǎn)速下活塞2上下運(yùn)動過程。通過變頻器15控制電動機(jī)14的轉(zhuǎn)速，從而 可以模擬不同轉(zhuǎn)速下活塞2的運(yùn)動過程。 采用真實(shí)發(fā)動機(jī)上安裝的噴油裝置將冷卻機(jī)油由活塞冷卻腔入口 17持續(xù)噴入， 模擬發(fā)動機(jī)在實(shí)際工作時(shí)的活塞噴油冷卻過程。 為了獲取活塞冷卻腔內(nèi)機(jī)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。活塞冷卻腔流出的機(jī)油首先進(jìn)入金屬短管20，再進(jìn)入軟管4。 另外，活塞2在運(yùn)動過程中，由于軟管4的柔韌性，活塞2的運(yùn)動狀態(tài)不受到外接管道的影 響。 在軟管出口處安裝一個(gè)電磁換向閥，通過換向閥將機(jī)油分別引入兩個(gè)油箱(A和 B)。在電磁閥未通電時(shí)，冷卻腔流出的機(jī)油最終流入油箱A;通電之后，機(jī)油最終流入油箱 B。 在電動機(jī)14的軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器13及計(jì)數(shù)器12，用于確定電動機(jī)14的轉(zhuǎn)動速 度及轉(zhuǎn)動次數(shù)。 啟動試驗(yàn)裝置，待機(jī)油流動狀態(tài)穩(wěn)定后，讀取轉(zhuǎn)速傳感器13及計(jì)數(shù)器12初值。與 此同時(shí)，給電磁換向閥5通電，將機(jī)油引入油箱B7。經(jīng)過一定時(shí)間后，計(jì)取計(jì)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(jī)油流量。權(quán)利要求一種發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，包括缸體和活塞，活塞設(shè)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(yīng)設(shè)置有噴油裝置，活塞冷卻腔出口連接一機(jī)油收集裝置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，其特征在于所述曲軸的兩 端通過主軸承固定。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種發(fā)動機(jī)活塞噴油冷卻試驗(yàn)裝置，包括缸體和活塞，活塞設(shè)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(yīng)設(shè)置有噴油裝置，活塞冷卻腔出口連接一機(jī)油收集裝置。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡玉平，白書戰(zhàn)，李國祥，王任信，孫平，閆理貴，陸健，劉浩業(yè)，李世偉，邊曉婷，王慧輝，
申請(專利權(quán))人：山東大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：88[中國|濟(jì)南]
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