[发明专利]活塞振荡冷却仿真试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机、汽油机的活塞振荡冷却仿真试验装置及其试验方法。

背景技术

为防止柴油机、汽油机的活塞在剧烈的振荡中产生过热的温度而导致损坏柴油机、汽油机，一般柴油机、汽油机的活塞中都设有一个冷却腔，该冷却腔带有冷却油回流通道，冷却油通过冷却喷嘴喷射，进入活塞冷却腔内。

目前国内开展的活塞冷却的研究主要集中在活塞的温度场测试上，但是对于活塞冷却腔内部冷却油的运动状况却研究甚少，以至阻碍对活塞冷却的进一步深入研究和改进。

发明内容

本发明是为了帮助研究人员对柴油机、汽油机的活塞冷却腔内部冷却油的运动状况的了解，而提供的一种活塞振荡冷却仿真试验装置及其试验方法，该活塞振荡冷却仿真试验装置及其试验方法能够真实模拟、观察和记录活塞振荡冷却的情况，从而用于正确评估柴油机、汽油机活塞冷却腔设计。

为了实现上述目的，本发明活塞振荡冷却仿真试验装置，其特点是，包括：振荡冷却试验台、根据柴油机或汽油机的活塞结构制作的仿真活塞模型、供油系统、高速摄影设备；其中：

所述的振荡冷却试验台包括公共底座、设置在公共底座上的高速往复运动机构、和提供该高速上下往复运动试验装置升降的包括一对导轨的框架；

所述的仿真活塞模型固定在高速往复运动机构上，该仿真活塞模型设有冷却腔和与所述冷却腔贯通的冷却油入口，所述冷却腔上设有由透明材料构成的透视窗；或者整个仿真活塞模型由透明材料构成；

所述供油系统的出油口含冷却喷嘴，对准仿真活塞模型的冷却油入口，使得冷却油能够经冷却喷嘴喷射进入活塞模型的冷却腔中；

所述的高速摄影设备包括设置在导轨框架顶部的面向仿真活塞模型运动过程中某一个位置的摄像头、定时连续控制摄像头拍摄的定时控制开关、以及存储器。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，所述框架包括垂直设置在公共底座两侧的一对导轨、和设置在导轨顶部用于固定该对导轨相对位置的横杆。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，所述的高速往复运动机构包括驱动电机、和受该驱动电机驱动的联动部件，所述的联动部件包括回转盘、连杆、托架；其中：所述的回转盘与驱动电机的输出端连接；所述的连杆一端与回转盘偏心转动连接，另一端与托架底部转动连接；所述的托架两端可上下滑动的设置在一对导轨中；所述仿真活塞模型固定在托架上，随托架上下滑动。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，所述的托架底部设有连接耳，连接耳上设有连接销孔，所述的连杆上部设有上连接孔，通过上端销穿过所述上连接孔与托架底部的连接销孔，使连杆与托架转动连接；所述的连杆下部设有下连接孔，通过下端销穿过所述下连接孔与回转盘偏心转动连接。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，通过改变下端销的安装位置以及下端销中心线与下连接孔中心线之间的距离来调整下端销中心线距回转中心线的距离，达到不同机型的回转半径的要求。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，所述的驱动电机包括变频调速电机和变频调速器；所述驱动电机驱动回转盘旋转，通过连杆带动托架在导轨的限制下模拟柴油机活塞进行上下往复运动。

上述活塞振荡冷却仿真试验装置，其中，还包括一透明罩，设置在整个试验装置外。

活塞振荡冷却仿真试验的方法，其特点是，包括以下步骤：

(1)在公共底座上设置高速往复运动机构、和提供该高速往复运动机构上下往复运动的包括一对导轨的框架；所述的高速往复运动机构包括驱动电机、和受该驱动电机驱动的联动部件；

(2)根据模拟试验的柴油机或汽油机的活塞机型制作仿真活塞模型，该仿真活塞模型设有冷却腔和与所述冷却腔贯通的喷嘴，所述冷却腔上设有由透明材料构成的透视窗；或者整个仿真活塞模型由透明材料构成；

(3)将所述的仿真活塞模型固定在高速往复运动机构的联动部件上；连通供油系统的出油口至仿真活塞模型的冷却油入口；将设置在导轨框架顶部的所述的高速摄影设备的摄像头面向仿真活塞模型运动过程的某一个位置；

(4)启动高速往复运动机构的驱动电机，使联动部件带动仿真活塞模型在一对导轨的限制下模拟活塞工作时作高速往复运动；

(5)高速摄影设备定时控制开关定时连续控制摄像头拍摄仿真活塞模型在往复运动过程中冷却腔内部冷却油的流动和振荡情况，并通过存储器记录下来，供研究分析。