[发明专利]摩擦力测量系统及其摩擦力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种摩擦力测量装置，以及具有该装置的摩擦力测量系统。

背景技术

摩擦学行为是导致机械效率损失和能量消耗的主要原因，调查显示，对于采用内燃机的车辆来说，53％的燃料能量将不可避免地耗散，而在剩余的47％的有效机械能中，有17％消耗在车辆中各零部件的摩擦损失中，这部分能量不提供给车辆的机械行为，因此，降低摩擦损失，尤其是各零部件相对运动时的摩擦损失，将明显提高车辆的机械效率。

以柴油机为例，对零部件的摩擦损失分布比例进行研究可知，滑动运动的缸套与活塞环组摩擦副及缸套与活塞裙摩擦副占有最大比例，其次为旋转运动的曲轴轴承，气阀及其他辅助设备的摩擦损失占有比例最小。

可以将活塞环组与活塞裙定义为活塞组件，如上文所述，缸套与活塞组件摩擦副的摩擦损失占有最大比例，也即，该摩擦副的摩擦损失减小将明显提高车辆的机械效率。

摩擦损失的评价指标主要包括摩擦功及摩擦力，现阶段内燃机行业中对摩擦损失的测定常用以下四种方法，即惯性法、灭缸法、油耗线延长法，以及倒施法，上述方法均能够通过测量整机的摩擦功而得到整机的摩擦损失，但是，无法细化测量某子系统的摩擦损失，也即无法测量活塞组件与缸套的摩擦损失。另外，实际研究工作中，对某子系统进行摩擦学改进，使其摩擦损失显著减低后，在整机的摩擦损失的测量中却无法显示，即上述方法无法体现子系统的摩擦损失变化。

因此如何测量缸套与活塞组件摩擦副的摩擦损失，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种摩擦力测量装置，该摩擦力测量装置能够测量缸套与活塞组件摩擦副的摩擦损失。本发明的另一目的为提供一种摩擦力测量系统，摩擦力测量系统能够测量缸套与活塞组件摩擦副的摩擦损失。

为解决上述技术问题，本发明提供一种摩擦力测量装置，包括缸体、套装于所述缸体内的缸套，以及与所述缸套适配的活塞组件，所述缸套能够相对所述缸体轴向自由移动，所述摩擦力测量装置还包括能够测取所述缸套所受轴向力的测力传感器。

本发明提供的摩擦力测量装置具有以下优点：

第一，其包括缸体，为活塞组件摩擦力的测量提供接近真实的测量环境，提高试验的可靠性；

第二，缸套能够相对缸体自由移动，消除其他结构件对缸套轴向移动的干扰之后，利用测力传感器测取缸套的轴向力，可以方便地计算得到活塞组件摩擦力，从而达到对活塞组件与缸套摩擦副的摩擦力进行单独测量的目的；

第三，解除测力传感器与缸套的连接之后，缸套即可以相对缸体自由移动，此时，可以根据试验需要更换活塞组件与缸套，研究经过不同摩擦学设计或者结构设计后的活塞组件摩擦力，使该测量装置的适应性更强。

优选地，所述缸套外壁与所述缸体内壁具有预定间隙。

优选地，还包括固定连接于所述缸体并位于所述缸套与所述缸体上方的支架，所述测力传感器为拉压力传感器，并刚性连接于所述缸套的上端面与所述支架之间；所述缸套的下端面自由设置。

优选地，所述缸套的外壁与所述缸体的内壁之间设置有容纳冷却水的冷却水腔，所述冷却水腔的两端均设置有密封圈。

优选地，所述缸套外壁与所述缸体内壁分别开设有第一定位凹槽与第二定位凹槽，二者相对设置，共同容纳所述密封圈。

优选地，还包括调零螺栓，所述支架通过所述调零螺栓与所述缸体连接，旋入或者旋出所述调零螺栓时，所述调零螺栓带动所述缸套轴向移动。

优选地，所述拉压力传感器为压电式拉压力传感器，并沿所述缸套的周向均匀分布于所述缸套上方。

本发明还提供一种摩擦力测量系统，用于测量活塞组件与缸套的摩擦力，包括摩擦力测量装置及驱动所述活塞组件的驱动装置，所述摩擦力测量装置为上述任一项所述的摩擦力测量装置。

该摩擦力测量系统与上述摩擦力测量装置具有相同的有益效果，在此不再赘述。

优选地，所述驱动装置为电力测功机。

优选地，还包括温控装置与冷却装置；所述冷却装置向所述摩擦力测量装置提供冷却水，并控制所述冷却水温度，所述温控装置调节所述摩擦力测量装置内的机油温度。

附图说明

图1为本发明提供的摩擦力测量装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中A部位的局部放大图；

图3为图1中支架的俯视图；

图4为本发明提供的摩擦力测量系统的布置示意图。

图1-4中：