[发明专利]一种活塞润滑可视化观测方法

说明书

本发明提供了一种活塞润滑可视化观测方法，涉及发动机活塞技术领域。该活塞润滑可视化观测方法，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；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、荧光观测及分析。本发明的活塞润滑可视化观测方法，可以准确、高效地测量发动机运行过程中活塞与缸套内壁之间润滑油膜的连续性、空穴分布及油膜厚度等状态数据，进而为活塞优化设计提供参考。

技术领域

本发明涉及发动机活塞技术领域，具体地说是涉及一种活塞润滑可视化观测方法。

背景技术

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。活塞在气缸内作直线往复运动，活塞承受缸套内壁给予的侧向力。在发动机运行过程中，活塞与缸套内壁之间形成润滑油膜。受载荷及高温的影响，活塞发生变形，活塞与缸套内壁间隙过小或过大均不利于形成良好的润滑油膜，容易发生敲缸、拉缸等现象，而润滑油膜的厚度与分布等直接影响活塞运行的可靠性。因此观察发动机运行过程中活塞与缸套内壁之间润滑油膜的状态对研究活塞运行具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞润滑可视化观测方法，以测量发动机运行过程中活塞与缸套内壁之间润滑油膜的状态数据。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种活塞润滑可视化观测方法，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；