往复运动行程可变的内燃机缸套‑活塞环摩擦性能试验机制造技术

技术编号：14799159 阅读：102 留言：0更新日期：2017-03-14 21:36

本发明专利技术涉及用于研究内燃机机械功耗的试验机，具体为一种往复行程可变的缸套活塞环摩擦性能试验机。一种往复运动行程可变的内燃机缸套‑活塞环摩擦性能试验机，包括平台(24)和底板(31)，其特征是：还包括皮带轮轮轴(6)、支座(7)、大皮带轮(9)、可变半径曲柄盘(10)、安装圆柱销的销孔(11)、连杆(12)、调整杆导向座(13)、调整杆(14)、导轨(15)、加载孔(16)、悬臂梁(17)、活塞环夹具(18)、活塞环试件(19)、缸套试件(20)、拉压力传感器(21)、缸套底座(22)、传感器支架(23)和测量杆(32)等。本发明专利技术参数易控制，试样易于取得，试验数据精度高，接触条件易于模拟。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于研究内燃机机械功耗的试验机，具体为一种往复行程可变的缸套活塞环摩擦性能试验机。
技术介绍
内燃机是国民经济中应用非常广泛的动力装置，在节能减排的趋势下，对于内燃机的经济性能要求在不断提升，排放标准也日趋严格，内燃机的摩擦功耗减低是实现内燃机的节能减耗目标的一个主要方面。机械摩擦功耗损失在内燃机的功率损失中占据很大的比例，降低机械摩擦功耗损失对于内燃机的经济性能提高有着重要的影响。机械摩擦功耗损失主要是活塞曲柄机构、缸套—活塞环机构、喷油嘴排气阀机构和其他机构的摩擦功耗损失。活塞与活塞环的摩擦损失是内燃机的机械摩擦损失的主要部分。因此，研究缸套—活塞环之间的摩擦磨损，对于降低内燃机的机械摩擦损失，实现内燃机的效率提高有着重要的意义。缸套—活塞环是一对重要的摩擦副，为了研究缸套—活塞环之间的摩擦磨损性能，需要采用摩擦试验机模拟内燃机的缸套—活塞环之间的工作性能，无论对于新机型的开发或是原有机型的改进，能够促进缸套—活塞环的优化设计，提高内燃机的动力性能、经济性能以及可靠性。缸套-活塞环之间因为有相对滑动而存在摩擦。这样的滑动摩擦又可分为干摩擦，边界润滑，流体润滑以及混合润滑。缸套-活塞环的摩擦润滑状态在不断变化之中。当活塞在到达气缸套上、下止点位置时，活塞运动方向即将改变，此时，缸套—活塞环所受的惯性力和交变载荷很大，缸套—活塞环摩擦副处于半干摩擦或干摩擦状态；当活塞处于气缸套中r>部位置时，活塞与气缸套的相对滑动速度较大，摩擦副处于边界润滑状态。缸套—活塞环的研究方法主要有理论研究和试验研究方法。试验研究方法是研究内燃机缸套—活塞环摩擦磨损的主要方法之一。把缸套、活塞环分别制成符合试验机尺寸标准的试样，然后再通过一定时间的试验机运转试验，来研究缸套—活塞环的摩擦磨损性能。如果试验机往复运动行程的模拟较多地小于实际的行程，则试验结果将不能正确反映真实的缸套—活塞环摩擦磨损性能。目前国内外大型汽车公司和内燃机公司或研究机构所采用的试验机，其活塞环的行程都是固定的，不能改变。实际上，大型内燃机，其活塞行程往复距离比较长，小型内燃机，其活塞行程往复距离比较短。在试验机上做摩擦磨损性能试验，只能根据内燃机的行程，寻找行程大小相同或接近的试验机，开展相关试验。活塞试验行程达不到相应的比较长的往复距离，必然会影响试验的正确性。如果对于大型、小型内燃机都制造相应的各个型号试验机，必然会增大投入设备的成本。这样，只有行程可变的内燃机缸套活塞环摩擦性能试验机，才能够既满足大型内燃机的试验，也满足小型内燃机的试验。
技术实现思路
为了克服现有的行程不能改变的技术缺陷，本专利技术公开了一种往复运动行程可变的内燃机缸套-活塞环摩擦性能试验机，且具备参数易控制、试样易于取得、试验数据精度高、摩擦环境易于模拟的特性。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：一种往复运动行程可变的内燃机缸套-活塞环摩擦性能试验机，包括平台和底板，平台固定在底板上，其特征是：还包括润滑油管、油箱、蠕动泵、螺栓、电机、皮带轮轮轴、支座、大皮带轮、可变半径曲柄盘、安装圆柱销的销孔、连杆、调整杆导向座、调整杆、导轨、用于布置加载装置的加载孔、悬臂梁、活塞环夹具、活塞环试件、缸套试件、拉压力传感器、缸套底座、传感器支架和测量杆，两个支座相对平行地用螺栓固定在底板上，皮带轮轮轴的两端分别可转动地设于一个支座上，大皮带轮和可变半径曲柄盘这两者都通过各自的圆心套设并固定在皮带轮轮轴上，可变半径曲柄盘上设有至少三个用于安装圆柱销的销孔，各个销孔和可变半径曲柄盘圆心连线的长度都不相等；调整杆导向座和导轨依次固定在平台上，连杆的一端连接可变半径曲柄盘上的一个销孔，连杆的另一端套设在调整杆导向座内，缸套底座设于导轨上且沿导轨滑动，缸套试件固定在缸套底座上，调整杆的一端套设在调整杆导向座内，调整杆的另一端通过螺栓固定在缸套底座上，导向座内连杆和调整杆之间通过螺栓连接，悬臂梁的固定端固定在平台上，悬臂梁的横梁水平地设于缸套底座上，悬臂梁上设有加载装置，活塞环夹具固定在悬臂梁上，活塞环试件固定在缸套试件上，活塞环试件套设在活塞环夹具内，传感器支架固定在缸套底座上，拉压力传感器固定在传感器支架上，测量杆的一端连接拉压力传感器，测量杆的另一端连接活塞环试件；油箱和蠕动泵都固定在底板上，油箱通过润滑油管连接蠕动泵，蠕动泵的输油口正对活塞环夹具和活塞环试件之间的摩擦面，电机的机壳通过螺栓固定在底板上，电机的输出轴通过皮带等传动机构连接大皮带轮。所述的往复运动行程可变的内燃机缸套-活塞环摩擦性能试验机，其特征是：所述的加载装置选用连接在悬臂梁上的固定块；以可变半径曲柄盘圆心为投影点对各个销孔作中心投影，各个销孔在可变半径曲柄盘圆周上的投影点围绕可变半径曲柄盘圆周平均分布；缸套底座内设有加热装置。本专利技术首要实现的目的是往复运动行程可变，以这个为中心目的，做出如上所述相应的机构改进。本专利技术使用时，导轨固定在平台上，调整杆导向座也固定在平台上，调整杆连接在缸套底座上作往复运动，导轨对缸套底座起导向作用。要实现多种不同的往复行程，需要有多个不同的曲柄长度和连杆长度。首先通过连接曲柄盘上的不同销孔，实现多个不同的曲柄长度，而连杆的长度可以按照曲柄连杆机构的对应关系做设计。把曲柄的运动轨迹圆设计为一个可边半径曲柄盘，按不同的曲柄长度作为半径，在可边半径曲柄盘10上的不同半径点设计出销孔11。对于每一个相应长度的连杆12，连杆12的圆周运动点只要与销孔上安装的销相联，就构成不同尺寸的曲柄连杆机构。当曲柄运动时，连杆12上对应的往复运动点就有不同的往复行程。由于每个往复行程可以完成比该行程稍大或比该行程稍小的往复运动试验，只需选择有限的若干个曲柄半径数值，就能够完成一定范围的往复行程试验。本专利技术选取不同数值的曲柄半径，在圆盘对应开销孔，这就形成了可变半径曲柄盘。连杆通过圆柱销与可变半径曲柄盘相联。这样的设计，使得往复运动试验行程基本上覆盖了常用的内燃机活塞缸内行程范围。但是只有方便施加载荷才能更好地进行摩擦磨损试验。为了使得施加载荷的点，也是夹持活塞环试件的点，作为缸套试件静止时的中心点，也作为往复运动的中心点，在连杆的往复运动点设计有相应不同配套的调整杆，即可实现往复运动的中心点与施加载荷的点对应。调整杆的设计也可以避免连杆的平面运动对缸套试件的运动平稳性产生影响。悬臂本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种往复运动行程可变的内燃机缸套‑活塞环摩擦性能试验机，包括平台(24)和底板(31)，平台(24)固定在底板(31)上，其特征是：还包括润滑油管(1)、油箱(2)、蠕动泵(3)、螺栓(4)、电机(5)、皮带轮轮轴(6)、支座(7)、大皮带轮(9)、可变半径曲柄盘(10)、安装圆柱销的销孔(11)、连杆(12)、调整杆导向座(13)、调整杆(14)、导轨(15)、用于布置加载装置的加载孔(16)、悬臂梁(17)、活塞环夹具(18)、活塞环试件(19)、缸套试件(20)、拉压力传感器(21)、缸套底座(22)、传感器支架(23)和测量杆(32)，两个支座(7)相对平行地用螺栓(4)固定在底板(31)上，皮带轮轮轴(6)的两端分别可转动地设于一个支座(7)上，大皮带轮(9)和可变半径曲柄盘(10)这两者都通过各自的圆心套设并固定在皮带轮轮轴(6)上，可变半径曲柄盘(10)上设有至少三个用于安装圆柱销的销孔(11)，各个销孔(11)和可变半径曲柄盘(10)圆心连线的长度都不相等；调整杆导向座(13)和导轨(15)依次固定在平台(24)上，连杆(12)的一端连接可变半径曲柄盘(10)上的一个销...

【技术特征摘要】
1.一种往复运动行程可变的内燃机缸套-活塞环摩擦性能试验机，包括平台
(24)和底板(31)，平台(24)固定在底板(31)上，其特征是：还包括润滑油管(1)、油
箱(2)、蠕动泵(3)、螺栓(4)、电机(5)、皮带轮轮轴(6)、支座(7)、大皮带轮(9)、
可变半径曲柄盘(10)、安装圆柱销的销孔(11)、连杆(12)、调整杆导向座(13)、调
整杆(14)、导轨(15)、用于布置加载装置的加载孔(16)、悬臂梁(17)、活塞环夹具
(18)、活塞环试件(19)、缸套试件(20)、拉压力传感器(21)、缸套底座(22)、传感
器支架(23)和测量杆(32)，
两个支座(7)相对平行地用螺栓(4)固定在底板(31)上，皮带轮轮轴(6)的两端
分别可转动地设于一个支座(7)上，大皮带轮(9)和可变半径曲柄盘(10)这两者都通
过各自的圆心套设并固定在皮带轮轮轴(6)上，可变半径曲柄盘(10)上设有至少三
个用于安装圆柱销的销孔(11)，各个销孔(11)和可变半径曲柄盘(10)圆心连线的长
度都不相等；
调整杆导向座(13)和导轨(15)依次固定在平台(24)上，连杆(12)的一端连接可
变半径曲柄盘(10)上的一个销孔(11)，连杆(12)的另一端套设在调整杆导向座(13)
内，缸套底座(22)设于导轨(15)上且沿导轨(15)滑动，缸套试件(20)固定在缸套底
座(22)上，调整杆(14)的一端套设在调整杆导向座(13)内，调...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志壮，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31

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