[发明专利]一种活塞润滑可视化观测方法

权利要求书

1.一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：应用活塞润滑可视化观测装置，活塞润滑可视化观测装置包括可视化缸套、缸盖、曲轴箱、活塞组件、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、发射接收单元和采集分析单元；

可视化缸套的上端装配缸盖；

可视化缸套的下端装配曲轴箱，曲轴箱内设置曲轴；

可视化缸套包括缸套本体，缸套本体的侧面设置由透明材料制成的窗口；

活塞组件滑动连接于缸套本体内，活塞组件可沿缸套本体作直线往复运动；

活塞组件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组件喷洒润滑油；

所述润滑油中添加有荧光染料，活塞组件沿缸套本体作直线往复运动时，活塞组件与缸套本体及窗口内壁之间留有润滑油膜；

所述发射接收单元包括激光发射器和高速摄像机，所述激光发射器朝向窗口发射激光，激光穿过窗口射向润滑油膜，激光激发润滑油膜上的荧光染料，经润滑油膜反射的荧光光线射向高速摄像机；

采集分析单元经信号线缆连接激光发射器和高速摄像机；

所述方法包括如下步骤：

步骤1、关系标定

标定润滑油膜的连续性、空穴分布及油膜厚度与荧光光线强度的定量关系；

步骤2、工况模拟

由燃烧控制单元通过供油端向缸盖、可视化缸套及活塞组件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，活塞组件沿缸套本体作直线往复运动，活塞组件与缸套本体及窗口内壁之间形成润滑油膜；

由润滑油控制单元通过喷油冷却器向活塞组件喷洒润滑油，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；

步骤3、荧光观测及分析

由采集分析单元触发激光发射器朝向窗口发射激光，激光穿过窗口射向润滑油膜，激光激发润滑油膜上的荧光染料，经润滑油膜反射的荧光光线射向高速摄像机，高速摄像机拍摄润滑油膜的图像；

由采集分析单元接收高速摄像机拍摄润滑油膜的图像，从图像提取荧光光线强度，根据润滑油膜的连续性、空穴分布及油膜厚度与荧光光线强度的定量关系，确定润滑油膜的连续性、空穴分布及油膜厚度。

2.根据权利要求1所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：高速摄像机设置为两个，两个高速摄像机布置于窗口的非同侧位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：激光发射器与窗口之间设置有扩束镜。

4.根据权利要求3所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：窗口与高速摄像机之间设置有滤波片。

5.根据权利要求1所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：所述激光发射器朝向窗口发射的激光垂直于窗口。

6.根据权利要求1所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：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组件，润滑油控制单元经信号线缆连接润滑油泵。

7.根据权利要求1所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：所述透明材料设置为石英材料。

8.根据权利要求1所述的一种活塞润滑可视化观测方法，其特征在于：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。