一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法技术

本发明专利技术提供了一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，涉及发动机活塞技术领域。该发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，应用活塞裙部摩擦力实时测试装置，活塞裙部摩擦力实时测试装置包括缸套、缸盖、曲轴箱、活塞、曲柄连杆机构、燃烧控制单元、喷油冷却器、润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器、润滑油控制单元、压电测试仪、信号处理发射器、无线信号接收器和采集分析单元；所述方法包括如下步骤：步骤1、关系标定；步骤2、工况模拟；步骤3、摩擦力测量。本发明专利技术的发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，可以在发动机运行过程中，准确、高效地测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。缸套之间实时的滑动摩擦力。缸套之间实时的滑动摩擦力。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法


[0001]本专利技术涉及发动机活塞
，具体地说是涉及一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法。

技术介绍

[0002]活塞是发动机的核心部件，对发动机的可靠性与耐久性具有重要影响。在发动机运行过程中造成摩擦损失的因素众多，其中，活塞组
‑
气缸系统是最重要、工况最严苛的摩擦副之一，是发动机中摩擦损失最大的摩擦副，约占整机机械摩擦损失的50％，而其中40％左右是活塞裙部
‑
气缸系统的摩擦损失。因此测试发动机运行过程中活塞裙部与缸壁间摩擦力的大小对研究活塞摩擦损失具有极其重要的意义。目前，对摩擦力的测试采用的是力传感器测量，无法在发动机运行过程中，准确的测量出活塞裙部与缸套实时的摩擦力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，以在发动机运行过程中，准确测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术解决方案如下：
[0005]一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，应用活塞裙部摩擦力实时测试装置，活塞裙部摩擦力实时测试装置包括缸套、缸盖、曲轴箱、活塞、曲柄连杆机构、燃烧控制单元、喷油冷却器、润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器、润滑油控制单元、压电测试仪、信号处理发射器、无线信号接收器和采集分析单元；
[0006]缸套的上端装配缸盖；
[0007]缸套的下端装配曲轴箱，曲轴箱内设置曲轴；
[0008]活塞滑动连接于缸套内，活塞可沿缸套作直线往复运动；
[0009]活塞经曲柄连杆机构连接曲轴；
[0010]缸盖上设置有供油端和点火控制端，燃烧控制单元经供油管路连接供油端，燃烧控制单元经信号线缆连接点火控制端；
[0011]曲轴箱上设置润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器和喷油冷却器，润滑油控制单元经信号线缆分别连接润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器和喷油冷却器；曲轴箱内盛装润滑油，润滑油加热器的加热端、润滑油冷却器的冷却端和温度传感器的感测端均浸入润滑油中，喷油冷却器用于向活塞喷洒润滑油；
[0012]活塞裙部的外表面均涂覆有压电陶瓷涂层，压电陶瓷涂层上涂覆有耐磨涂层；
[0013]压电陶瓷涂层经信号线缆连接压电测试仪，所述压电测试仪经信号线缆连接信号处理发射器；
[0014]采集分析单元经信号线缆连接无线信号接收器，无线信号接收器无线连接信号处理发射器；
[0015]所述方法包括如下步骤：
[0016]步骤1、关系标定
[0017]在活塞裙部的外表面施加若干次压力F
N
，在每次施加压力F
N
时由压电测试仪采集压电陶瓷涂层的电荷量Q数值，信号处理发射器将电荷量Q数值通过无线信号接收器发送至采集分析单元，由采集分析单元计算得到压力F
N
与电荷量Q的关系曲线；
[0018]由采集分析单元根据公式f＝μF
N
，式中，f为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦力，μ为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦系数；换算得到摩擦力f与电荷量Q的关系曲线；
[0019]步骤2、工况模拟
[0020]由燃烧控制单元通过供油端向缸盖、缸套及活塞限定的空间注入燃油，并通过点火控制端对燃油作点火操作，活塞沿缸套作直线往复运动，活塞裙部表面的耐磨涂层与缸套之间产生摩擦，压电陶瓷涂层被挤压受到压力，由压电测试仪实时采集压电陶瓷涂层的电荷量Q
a
数值，信号处理发射器将电荷量Q
a
数值通过无线信号接收器发送至采集分析单元；
[0021]由润滑油控制单元通过喷油冷却器向活塞喷洒润滑油，由润滑油控制单元通过润滑油加热器、润滑油冷却器和温度传感器调控曲轴箱内的润滑油处于设定工况温度；
[0022]步骤3、摩擦力测量
[0023]采集分析单元根据摩擦力f与电荷量Q的关系曲线，根据实时采集的电荷量Q
a
数值，得到实时采集的电荷量Q
a
数值对应的摩擦力f
a
，f
a
为活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。
[0024]优选的，所述耐磨涂层设置为石墨涂层。
[0025]优选的，活塞裙部开设线缆孔，压电陶瓷涂层与压电测试仪之间的信号线缆穿过线缆孔引入活塞的内腔。
[0026]优选的，所述压电测试仪设置为ZJ
‑
3AN型准静态d33测量仪。
[0027]优选的，所述喷油冷却器包括润滑油泵和喷油嘴，润滑油泵的进油端经进油管路连接曲轴箱内的润滑油，润滑油泵的出油端经出油管路连接喷油嘴，所述喷油嘴朝向所述活塞，润滑油控制单元经信号线缆连接润滑油泵。
[0028]优选的，燃烧控制单元、润滑油控制单元和采集分析单元分别经信号线缆连接计算机。
[0029]本专利技术的有益技术效果是：
[0030]本专利技术的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，可以在发动机运行过程中，准确、高效地测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力，为优化活塞裙部设计提供设计准则；可以将发动机设定运行在不同的工况下，以在发动机处于不同的工况下测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法的流程图；
[0032]图2为本专利技术实施例活塞裙部摩擦力实时测试装置的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例活塞裙部摩擦力实时测试装置中压电陶瓷涂层、耐磨涂层、压电测试仪及信号处理发射器的连接示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例压电陶瓷涂层、耐磨涂层的布置图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本专利技术的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本专利技术满足适用的法律要求。
[0036]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0037]在本专利技术实施例中，提供一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，请参考图1至图4所示。
[0038]一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，应用活塞裙部摩擦力实时测试装置，活塞裙部摩擦力实时测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，其特征在于：应用活塞裙部摩擦力实时测试装置，活塞裙部摩擦力实时测试装置包括缸套、缸盖、曲轴箱、活塞、曲柄连杆机构、燃烧控制单元、喷油冷却器、润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器、润滑油控制单元、压电测试仪、信号处理发射器、无线信号接收器和采集分析单元；缸套的上端装配缸盖；缸套的下端装配曲轴箱，曲轴箱内设置曲轴；活塞滑动连接于缸套内，活塞可沿缸套作直线往复运动；活塞经曲柄连杆机构连接曲轴；缸盖上设置有供油端和点火控制端，燃烧控制单元经供油管路连接供油端，燃烧控制单元经信号线缆连接点火控制端；曲轴箱上设置润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器和喷油冷却器，润滑油控制单元经信号线缆分别连接润滑油加热器、润滑油冷却器、温度传感器和喷油冷却器；曲轴箱内盛装润滑油，润滑油加热器的加热端、润滑油冷却器的冷却端和温度传感器的感测端均浸入润滑油中，喷油冷却器用于向活塞喷洒润滑油；活塞裙部的外表面均涂覆有压电陶瓷涂层，压电陶瓷涂层上涂覆有耐磨涂层；压电陶瓷涂层经信号线缆连接压电测试仪，所述压电测试仪经信号线缆连接信号处理发射器；采集分析单元经信号线缆连接无线信号接收器，无线信号接收器无线连接信号处理发射器；所述方法包括如下步骤：步骤1、关系标定在活塞裙部的外表面施加若干次压力F
N
，在每次施加压力F
N
时由压电测试仪采集压电陶瓷涂层的电荷量Q数值，信号处理发射器将电荷量Q数值通过无线信号接收器发送至采集分析单元，由采集分析单元计算得到压力F
N
与电荷量Q的关系曲线；由采集分析单元根据公式f＝μF
N
，式中，f为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦力，μ为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦系数；换算得到摩擦力f与电荷量Q的关系曲线；步骤2、工况模拟由燃烧控制单元通过供油端向缸盖、缸套及活塞限定的空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：章健，王国华，邢小兵，熊培友，刘敬，张森，邓立君，赵新学，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：