往复机械活塞环摩擦磨损试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开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、曲轴、连杆活塞杆组件、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；本实用新型专利技术的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置能够测量出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。

【技术实现步骤摘要】
往复机械活塞环摩擦磨损试验装置
本技术涉及发动机的性能测试装置的结构设计
，尤指一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。本技术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、本技术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、本技术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。3、本技术的试验装置通过在单缸机的缸套上设置与活塞的中间腔连通的孔道，再通过压力传感器测量来测量孔道内的气体压力，也就是活塞中间腔的气体压力，通过这个参数还可以得到活塞环处的气体泄漏量，再结合其他的工作参数，就可以更为精确地计算出缸套-活塞环摩擦副的摩擦耗功。4、本技术的试验装置中缸套的上、下腔的死容积之比一定，且为单缸机在运行时缸套的上、下腔中最大工作压力和最小工作压力的比值，这样设置可以精确地模拟出斯特林发动机中摩擦环所承受的气体压力，使单缸机的运行更接近于模拟斯特林发动机的运行，从而使试验结果更为准确。5、本技术的试验装置通过设置润滑装置，从而使曲轴和活塞杆连接组件可以平稳运行，有效保证了一定的传动效率，进而保证试验的顺利进行。6、本技术的试验装置通过在电机和单缸机之间设置联轴器使电机可以带动单缸机平稳运行，并且联轴器还可以起到缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用，通过设置变频器可以有效调节电机的输出，进一步有效控制单缸机的运行速度。7、本技术的试验装置将通过机架安装驱动装置、工质系统、单缸机及监控装置，并将机架安装在一减震器上，减震器可以有效缓冲各组成部分在运行时产生的振动，从而保证了监控装置获取到的工作参数的准确性。8、本技术的试验装置通过一控制系统控制各组成部分的运行，这样设置可以提高试验的精确度及效率。9、本技术的试验装置通过报警装置在各组成部分的工作参数出现异常时发出报警信号，这样设置提高了试验装置的安全性能。10、本技术的试验装置通过设置显示器来显示监控装置获取到的工作参数，从而使操作人员可以快速直观地了解到试验的运行情况。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：图1是本技术的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置的一种具体实施例的结构示意图；图2是图1中所示的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置的单缸机的结构示意图。附图标号说明：10单缸机，11飞轮，12曲轴箱，13水套，14缸套，15活塞，16活塞环，17活塞杆，20工质系统，30联轴器，40测功仪，50电机，60机架。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。如图1和图2所示，本具体实施例公开了一种往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，包括：单缸机10、电机50、联轴器30、测功仪40、工质系统20、冷却系统和监控装置，电机50与单缸机10之间串联测功仪40，并用联轴器30连接。监控装置，与单缸机10、工质系统20、测功仪40及电机50连接，用于对所述设备进行驱动、控制和参数测量。工质系统20，与单缸机10连接，用于向单缸机10提供工质气体，模拟不同气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的往复机械活塞环摩擦磨损试验装置，其特征在于：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。3.如权利要求2所述的往复机械活塞环摩擦磨损试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松剑，刘佳伟，朱天宇，凌虹，徐炜，
申请(专利权)人：上海齐耀动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31