[实用新型]一种内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能测试平台

说明书

本实用新型属于内燃机测试技术领域，并公开了一种内燃机活塞环‑缸套摩擦磨损性能测试平台。该平台中试验台主体为发动机原件，活塞环与活塞配合安装在缸套内形成活塞环‑缸套摩擦副；试验台基座用于安装支撑试验台主体；传动控制系统通过曲柄连杆机构为活塞往复运动提供动力；气动加载系统用于控制缸内气体压力和温度；温度控制系统用于调节缸套壁温并保持恒定；润滑供油系统为测试台摩擦副提供滑油；膜厚测量系统用于测试活塞环与缸套间的油膜厚度；数据采集系统用于测量试验台转速、温度和压力。本实用新型在不点火情况下可模拟缸内工作环境，进行活塞环‑缸套摩擦性能测试，具有较高的工况还原度，且操作简单、试验成本低，测试数据稳定可靠。

技术领域

本实用新型属于内燃机测试技术领域，更具体地，涉及一种内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能测试平台。

背景技术

内燃机是当今社会最为重要的动力装置。自19世纪中期问世以来，经过一个多世纪的发展，已广泛应用于交通运输、农业机械、工程机械、发电等社会各行各业。随着全球能源和环境问题逐渐被世界所重视，内燃机中的节能与减排技术也越来越受到关注。

内燃机结构复杂，系统中存在着多种形式的运动摩擦副。其中，活塞环-缸套是内燃机中最为重要和关键的摩擦副，其工作可靠性将直接影响到内燃机整机的性能与使用寿命。内燃机工作过程中，缸内活塞环处于高温、高速、高载及化学腐蚀等运行环境，工作条件极其恶劣，导致其润滑性能较差。研究表明，内燃机能量消耗中摩擦损耗所占比例高达48％。其中，活塞、活塞环与气缸套之间的摩擦功耗约占总摩擦功耗的65％左右。由此可见，改善内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能对提高内燃机效率，减少摩擦损失，延长使用寿命都具有非常重要的意义。

目前，内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能试验方法主要有试样试验法和实机试验法。试样试验法截取活塞环、缸套试样，并将缸内活塞环-缸套摩擦运动简化为试样间简单往复摩擦，缺乏对实际工况的反映；而实机试验法则直接在内燃机上进行点火试验，可获得真实工况条件下的测试数据，但测试困难，操作繁琐，试验成本高，周期较长。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能测试平台，其中通过缸套、活塞环、活塞及曲柄连杆结构搭建了试验台主体，并通过多个控制系统模拟内燃机实际运行工况。相应地，可有效解决活塞环-缸套摩擦磨损性能测试过程中不能反应真实工况或操作繁琐的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种内燃机活塞环-缸套摩擦磨损性能测试平台，该平台包括试验台主体、试验台基座、传动控制系统、气动加载系统、温度控制系统、润滑供油系统、膜厚测量系统和数据采集系统，其中：

所述试验台主体为发动机原件，其包括缸套、活塞、活塞环和曲柄连杆机构，所述活塞环与活塞配合安装在所述缸套内形成活塞环-缸套摩擦副，所述曲柄连杆机构与所述活塞连接，带动所述活塞与活塞环进行往复运动；

所述试验台基座用于安装并支撑所述试验台主体，同时与所述缸套、活塞环和活塞组成密闭的气缸；

所述传动控制系统与所述曲柄连杆机构连接，为所述活塞与活塞环进行往复运动提供动力；

所述气动加载系统用于控制所述气缸内气体的压力和温度，从而通过对所述活塞与活塞环施加载荷模拟实际工作环境；

所述温度控制系统安装在所述缸套外侧，用于控制该缸套的壁面温度并使其保持恒定；

所述润滑供油系统对所述活塞环-缸套摩擦副和曲柄连杆机构喷润滑油进行润滑；

所述膜厚测量系统设置在所述缸套外侧，利用超声波测试所述活塞环与所述缸套之间的油膜厚度；

所述数据采集系统用于测量所述试验台转速、温度和压力，从而获得所述活塞环-缸套摩擦副的工作数据。