应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置制造方法及图纸

本专利公开了应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置。本装置针对内燃机缸套活塞环摩擦力的测量需求，在传统的浮动缸套测量装置的基础上引入热负荷模拟单元和火焰定时单元，火焰发生器模拟内燃机热负荷，并通过伺服定时涡轮、火焰分配活塞等机构驱动火焰定时机构。相比现有技术，提高了模拟工况与实际工况的相似性；克服了现有试验机火焰易被扑灭的缺点，提高了模拟热负荷的稳定性；避免了缸套缸盖之间密封性难以控制的缺点，并降低了实验难度。本设计对于内燃机缸套‑活塞环的摩擦力测量具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置
本专利技术涉及一种内燃机倒拖法摩擦力测量设备的模拟点火装置，具体为内燃机浮动缸套摩擦试验机模拟点火定时装置，属于摩擦磨损测试

技术介绍
倒拖法测量缸套-活塞环摩擦力时，柴油机曲轴通过外部动力驱动旋转，带动活塞组件运动，进而采用浮动缸套法测得摩擦力。但测量过程中柴油机不点火，因此测得的摩擦力是柴油机冷态下的摩擦力，与真实点火运转时的摩擦力有所不同。采用点火式浮动缸套法能够测量柴油机在真实运转状态下的摩擦力，但该试验机缸盖与缸套之间的密封性容易在长时间工作后发生变化，且试验机结构复杂，需要考虑到燃气密封、缸套轴向压力平衡、活塞环组侧向冲击力支撑等难点，装配的准确性对于实验结果的重复性影响较大。针对上述试验机的缺点，大连海事大学研发了新型的模拟点火缸套-活塞环摩擦力在线测试装置，详见专利《缸套与活塞组件摩擦力的在线测试装置及测试方法》（申请号CN201610427400.X），以及对活塞环进行高温高压工况模拟的研究论文《基于摩擦润滑的活塞环槽温度限值试验机的研制》对活塞环进行高温高压工况的模拟。该装置采用外加火焰喷枪向燃烧室喷火，模拟热负荷，将压缩空气引入活塞环槽，模拟工作时活塞环承受的背压的方式使试验机工作环境更加接近内燃机运行时高温高压的实际工况。但该试验装置存在以下问题：在摩擦力测量期间，火焰喷枪始终处于工作状态使得该装置无法真正实现模拟内燃机点火定时，该装置的试验模拟与实际状态并不完全相符导致试验数据存在较大误差；而且，火焰喷枪持续工作状态也会导致模拟热负荷温度过高，使得燃烧室火焰温度远高于实际工况，活塞、活塞环及润滑油难以长时间承受。此外，该装置的活塞以较高转速往复运动时，压缩冲程产生的气流会将火焰喷枪的火焰熄灭，无法进行高转速下缸套-活塞环摩擦力的测量，即该装置模拟时的运行稳定性较差。由此可见，现有技术中缺乏能够准确模拟内燃机点火定时工作状态的装置。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置，适用于内燃机倒拖法摩擦力测量设备的模拟点火。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下所述：应用于内燃机浮动缸套试验机的模拟点火装置，包括热负荷模拟单元100、火焰定时单元200,所述热负荷模拟单元100包括火焰发生器101、燃气储存罐102，所述火焰定时单元200包括火焰分配箱201、火焰分配活塞202、定时控制蜗轮203、火焰通内燃机管路204、火焰通大气管路205、传动机构206，火焰发生器101的火焰与燃气储存罐102连通，所述燃气储存罐102的火焰与火焰分配箱201连通；所述定时控制蜗轮203上制有首尾闭合的导向槽2031，所述火焰分配活塞202的外端制有活塞驱动连杆2023，所述活塞驱动连杆2023与所述定时控制蜗轮203上的导向槽2031配合联动，使得所述火焰分配活塞202能够往复运动，同时，所述定时控制蜗轮203通过传动机构206与内燃机的曲轴连杆机构联动，将所述内燃机曲轴连杆机构的转动同步传递给定时控制蜗轮203，所述火焰分配箱201上制有火焰通内燃机管路204、火焰通大气管路205，其中，火焰通内燃机管路204火焰喷口对准内燃机挡火板的通孔，火焰通大气管路205火焰喷口连通外部大气，火焰分配活塞202内置于火焰分配箱201内，而且，所述火焰分配活塞202内制有互不相通的第一火焰通路2021、第二火焰通路2022，所述第一火焰通路2021、第二火焰通路2022的一端分别与所述火焰分配箱201的腔室连通，并且，随着所述火焰分配活塞202在所述火焰分配箱201内的往复运动，所述第一火焰通路2021的另一端能够与所述火焰通大气管路205连通或第二火焰通路2022的另一端能够与火焰通内燃机管路204连通。优选，所述传动机构206包括减速齿轮2061、第一传动轴2062、第二传动轴2063、第三传动轴2064，减速齿轮2061通过锥齿轮2060与第一传动轴2062同步传动，第二传动轴2063与第三传动轴2064通过锥齿轮2060同步传动，所述第三传动轴2064通过锥齿轮2060与所述定时控制蜗轮203同步传动。优选，所述定时控制蜗轮203的导向槽2031为波浪形状。使用时，火焰发生器101产生的高温燃气进入燃气存储罐102缓冲消除波动后进入火焰分配箱201，传动机构206与定时控制蜗轮203配合将内燃机曲轴的转动传递给火焰分配活塞202。当曲轴转动至做功冲程时，传动机构206通过定时控制蜗轮203表面的导向槽2031转动同步拉动火焰分配活塞202向左移动，使火焰分配活塞202的第二火焰通道2022与火焰通内燃机管路204相通，高温燃气进入内燃机燃烧室；当做功冲程结束后，传动机构206通过定时控制蜗轮203转动同步拉动火焰分配活塞203向右移动，使火焰分配活塞203的第一火焰通道2021与火焰通大气管路205相通将燃气通向大气。本专利技术的有益效果：相比现有设备中通过乙炔喷枪持续对燃烧室喷火的方法，本专利技术通过模拟点火定时机构，按照内燃机做功冲程的定时，调节火焰进入燃烧室的时间，高度仿真了试验机热负荷模拟与实际工况的一致性。本专利技术将乙炔焰改为汽油燃烧火焰，并配置燃气储存罐降低火焰温度和温度波动，克服了乙炔火焰喷枪作为加热装置时燃气温度过高，试验机无法长时间运行的缺点。本专利技术通过燃气存储装置的缓冲作用以及模拟火焰定时机构的控制，解决了现有装置中火焰喷枪火焰被活塞压缩冲程的气流扑灭的缺点，实现了试验装置的长期稳定运行。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术热负荷模拟单元100的结构示意图。图2为本专利技术火焰定时单元200的结构示意图。图3为本专利技术火焰分配活塞202的结构示意图。图4为本专利技术应用于内燃机浮动缸套试验机的模拟点火装置的结构示意图。图5为本专利技术所述定时控制蜗轮侧面展开图，清晰展示了蜗轮导轨在旋转360°范围内的导向规律。其中，本专利技术包含的部分为：火焰发生器101、燃气储存罐102、火焰分配火焰分配箱201、火焰分配活塞202、定时控制蜗轮203、火焰通内燃机管路204、火焰通大气管路205、传动机构206，其中，传动机构206包括：减速齿轮2061、第一传动轴2062、第二传动轴2063、第三传动轴2064以及锥齿轮2060。为直观体现本专利技术，图4中加入了专利“缸套与活塞组件摩擦力的在线测试装置及测试方法”（申请号CN201610427400.X）中的内燃机浮动缸套摩擦力测量装置以配合本专利技术的模拟点火装置使用。专利“缸套与活塞组件摩擦力的在线测试装置及测试方法”中的配套部件包括：机体301、缸套302、活塞303、曲轴连杆304、拉压力传感305、挡火板306。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置，其特征是所述装置包括热负荷模拟单元（100）、火焰定时单元（200）,/n所述热负荷模拟单元（100）包括火焰发生器（101）、燃气储存罐（102），/n所述火焰定时单元（200）包括火焰分配箱（201）、火焰分配活塞（202）、定时控制蜗轮（203）、火焰通内燃机管路（204）、火焰通大气管路（205）、传动机构（206），/n火焰发生器（101）的火焰与燃气储存罐（102）连通，所述燃气储存罐（102）的火焰与火焰分配箱（201）连通；/n所述定时控制蜗轮（203）上制有首尾闭合的导向槽（2031），所述火焰分配活塞（202）的外端制有活塞驱动连杆（2023），所述活塞驱动连杆（2023）与所述定时控制蜗轮（203）上的导向槽（2031）配合联动，使得所述火焰分配活塞（202）能够往复运动，同时，所述定时控制蜗轮（203）通过传动机构（206）与内燃机的曲轴连杆机构联动，将所述内燃机曲轴连杆机构的转动同步传递给定时控制蜗轮（203），/n所述火焰分配箱（201）上制有火焰通内燃机管路（204）、火焰通大气管路（205），其中，火焰通内燃机管路（204）火焰喷口对准内燃机挡火板的通孔，火焰通大气管路（205）火焰喷口连通外部大气，火焰分配活塞（202）内置于火焰分配箱（201）内，而且，所述火焰分配活塞（202）内制有互不相通的第一火焰通路（2021）、第二火焰通路（2022），所述第一火焰通路（2021）、第二火焰通路（2022）的一端分别与所述火焰分配箱（201）的腔室连通，并且，随着所述火焰分配活塞（202）在所述火焰分配箱（201）内的往复运动，所述第一火焰通路（2021）的另一端能够与所述火焰通大气管路（205）连通或第二火焰通路（2022）的另一端能够与火焰通内燃机管路（204）连通。/n...

【技术特征摘要】
1.应用于内燃机浮动缸套摩擦试验机的模拟点火定时装置，其特征是所述装置包括热负荷模拟单元（100）、火焰定时单元（200）,
所述热负荷模拟单元（100）包括火焰发生器（101）、燃气储存罐（102），
所述火焰定时单元（200）包括火焰分配箱（201）、火焰分配活塞（202）、定时控制蜗轮（203）、火焰通内燃机管路（204）、火焰通大气管路（205）、传动机构（206），
火焰发生器（101）的火焰与燃气储存罐（102）连通，所述燃气储存罐（102）的火焰与火焰分配箱（201）连通；
所述定时控制蜗轮（203）上制有首尾闭合的导向槽（2031），所述火焰分配活塞（202）的外端制有活塞驱动连杆（2023），所述活塞驱动连杆（2023）与所述定时控制蜗轮（203）上的导向槽（2031）配合联动，使得所述火焰分配活塞（202）能够往复运动，同时，所述定时控制蜗轮（203）通过传动机构（206）与内燃机的曲轴连杆机构联动，将所述内燃机曲轴连杆机构的转动同步传递给定时控制蜗轮（203），
所述火焰分配箱（201）上制有火焰通内燃机管路（204）、火焰通大气管路（205），其中，火焰通内燃机管路（204）火焰喷口对准内燃机挡火板的通孔，火焰通大气管路（205）火焰喷口连通外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维伟，杨婕，张相涛，李华安，马超，王修坡，魏臣，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：山东;37