[发明专利]活塞传热试验装置

说明书

本发明提供一种活塞传热试验装置，包括：缸套；活塞，位于所述缸套内；运动机构，与所述活塞连接，可带动所述活塞沿着所述缸套往复运动；加热测量组件，包括加热组件以及温度测量组件；连杆引线机构，包括支架以及连杆组件；其中，所述连杆组件可随着所述活塞的往复运动而运动，与所述加热组件和/或所述温度测量组件连接的导线分布于所述连杆组件，所述导线可随着所述连杆组件的运动而运动。

技术领域

本发明涉及内燃机试验技术领域，具体涉及活塞传热试验装置。

背景技术

柴油机具有动力性强、经济性好、可靠性高等优点，在国防军工、公路交通、工程机械等领域均有非常广泛的应用，尤其是在船舶运输行业，占据主导地位。随着柴油机升功率和强化程度的不断提升，活塞、缸盖等关键零部件的失效可能大幅提高，为保证柴油机工作的可靠性和耐久性，对其关键零部件的可靠性提出了更高的要求。

作为柴油机的最核心零部件之一，活塞发挥着至关重要的作用，其将燃烧系统中瞬间爆发的热能转换为机械能，进而通过连杆曲柄机构向外输出功。燃烧室内燃气的最高温度可以达到2300℃至2500℃，燃气压力最高超过25MPa，其恶劣的工作环境，使得其既承受高机械负荷又承受高热负荷。船用大功率柴油机活塞的热负荷更为严重，当活塞的冷却不够充分时，极易造成活塞与气缸之间产生胶着、活塞局部断裂或裂纹、顶部烧蚀、疲劳破坏等一系列问题。为了提高柴油机活塞的可靠性和耐久性，对活塞进行有效的冷却结构设计、并且测出热流强度和热流分布十分必要。活塞位于发动机内部，其冷却腔内的振荡冷却能力在实机中无法直接测量，因此活塞振荡冷却试验研究往往需要设计搭建传热试验台架来开展相关研究。

然而，发明人在完成本申请的过程中发现，现有的活塞振荡冷却试验台架技术不能满足缸径大、热负荷高、冲程运动范围长、运动惯性力大的发动机的活塞振荡冷却试验要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种活塞传热试验装置。

根据本发明一方面的一种活塞传热试验装置，包括：缸套；活塞，位于所述缸套内；运动机构，与所述活塞连接，可带动所述活塞沿着所述缸套往复运动；加热测量组件，包括加热组件以及温度测量组件；连杆引线机构，包括支架以及连杆组件；其中，所述连杆组件可随着所述活塞的往复运动而运动，与所述加热组件和/或所述温度测量组件连接的导线分布于所述连杆组件，所述导线可随着所述连杆组件的运动而运动。

本申请实施例的技术方案中，通过设置连杆引线机构，对与试验装置的加热组件和/或所述温度测量组件连接的导线进行导引，使其在冲程运动范围长、惯性力大的试验环境下仍能保持可靠的分布，避免出现导线松动、打结甚至断裂的情况，保证了试验过程以及试验数据的可靠性。

在所述的活塞传热试验装置的一个或多个具体实施例中，所述加热组件包括加热盘以及盖罩，所述盖罩盖设于所述活塞的顶部，所述加热盘设置于所述盖罩与所述活塞的顶部限定空间，以对所述活塞加热。

通过设置由加热罩、加热盘构成的加热组件对活塞进行加热，避免出现热量损失大、传热不均匀、易引发火灾的情况，保证了试验数据的可靠性以及试验的安全性。

在所述的活塞传热试验装置的一个或多个具体实施例中，所述加热盘与所述活塞的顶部固定连接，所述盖罩与所述加热盘之间具有间隙，至少部分的所述间隙具有隔热材料填充；所述加热盘与所述活塞的顶部具有导热物质导热；所述盖罩与所述活塞的顶部具有密封件密封。

在所述的活塞传热试验装置的一个或多个具体实施例中，所述连杆组件包括第一连杆、第二连杆、第一关节组件，所述第一连杆与第一连杆基座枢接，所述第一连杆基座与所述活塞的相对位置固定，所述第一连杆与所述第二连杆通过所述第一关节组件连接，所述第二连杆通过第二连杆基座与所述支架枢接；其中，所述导线沿着所述第一连杆以及第二连杆分布，且在第一关节组件对应的位置具有运动余量；所述第一连杆基座与盖罩固定连接。