[发明专利]一种内燃机往复振荡传热模拟试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种内燃机往复振荡传热模拟试验装置，其特征在于，包括主体振荡机构，动力系统，供油及余油收集系统，控制与测量系统、活塞加热系统；其中：

所述的主体振荡机构包括机架（1）、曲柄长度调节装置（2）、顶杆导向机构、连杆（13）、可变曲柄连杆机构（14）、顶杆（11）、试件安装平台（10）、内冷油腔冷却活塞试件（9）、右主轴颈（16）；

机架（1）的左侧、右侧、上部均开设有安装孔，曲柄长度调节装置（2）穿过机架（1）的左侧的安装孔后与机架（1）内部的可变曲柄连杆机构（14）的左侧连接，右主轴颈（16）穿过机架（1）右侧的安装孔后与可变曲柄连杆机构（14）的右侧连接，右主轴颈（16）由机架（1）轴向固定，机架（1）上方的安装孔处设有顶杆导向机构，试件安装平台（10）固定在机架（1）的正上方，顶杆（11）的上端与试件安装平台（10）连接，下端穿过顶杆导向机构后与机架（1）内部的连杆（13）的上端连接，连杆（13）的下端与可变曲柄连杆机构（14）的上端连接，曲柄长度调节装置（2）用于实现可变曲柄连杆机构（14）的长度调节；所述的内冷油腔冷却活塞试件（9）安装在试件安装平台（10）上部且具有进油口和出油口；

所述的动力系统包括伺服电机装置（15），伺服电机装置（15）的电机输出轴（29）与右主轴颈（16）连接，伺服电机装置（15）通过右主轴颈（16）带动可变曲柄连杆机构（14）往复运动，进而可变曲柄连杆机构（14）带动连杆（13）上下往复运动；

所述的供油及余油收集系统包括供油装置及余油收集装置（12），供油装置用于向内冷油腔冷却活塞试件（9）的进油口喷射机油，余油收集装置（12）用于收集从内冷油腔冷却活塞试件（9）出油口流出的机油及从供油装置喷出但未喷入内冷油腔冷却活塞试件（9）进油口的机油；

所述的控制与测量系统包括上位机、下位机，上位机为与下位机连接，用于向下位机传输指令，下位机与供油装置、伺服电机装置（15）连接，用于控制供油装置、伺服电机装置（15）执行上位机的指令并将供油装置、伺服电机装置（15）的状态数据反馈给上位机；

活塞加热系统包括加热控制箱、保温箱（8）、电阻丝、导线，电阻丝安装在保温箱（8）内且通过导线与加热控制箱连接，内冷油腔冷却活塞试件（9）安装在保温箱（8）内且其内部安装有温度传感器，内冷油腔冷却活塞试件（9）内部的温度传感器一端与加热控制箱连接，另一端与温度数据记录仪连接，供油装置及余油收集装置（12）中分别安装有用于测量内冷油腔冷却活塞试件（9）进油口、出油口处的温度的温度传感器，供油装置及余油收集装置（12）中的温度传感器直接与温度数据记录仪连接，加热控制箱通电后，通过电阻丝实现对保温箱（8）的加热，进而加热内冷油腔冷却活塞试件（9），当内冷油腔冷却活塞试件（9）内部的温度传感器检测到内冷油腔冷却活塞试件（9）内的温度超过设定温度时，加热控制箱自动使导线断电，使内冷油腔冷却活塞试件（9）稳定在设定温度范围内；

所述的内冷油腔冷却活塞试件（9）为含内冷油腔的活塞的上半部分，内冷油腔冷却活塞试件（9）内设有若干个与加热控制箱连接的温度传感器，任何一个内冷油腔冷却活塞试件（9）内的温度传感器检测到的温度超过设定值时，加热控制箱自动使导线断电；

所述的内冷油腔冷却活塞试件（9）内部的温度传感器包括左侧温度传感器（41）、顶部温度传感器（42）、右侧温度传感器（43）、底部温度传感器（44），四个温度传感器分别测量内冷油腔冷却活塞试件（9）内部相应位置的温度；

所述的余油收集装置（12）包括上套箱（30）、下套箱（31）、腔体（32）、出油收集管（33）、未喷入油收集管（34）、喷油油路（35）、通气窗（37），上套箱（30）与上部的试件安装平台（10）固定在一起且其入口与内冷油腔冷却活塞试件（9）的出油口连通，下套箱（31）位于上套箱（30）下端且与上套箱（30）间隙配合，下套箱（31）内含有中间挡板（38），带通气窗（37）的腔体（32）安装在下套箱（31）外侧且其中间设有中间隔板（36），通气窗（37）连通大气，中间挡板（38）将下套箱（31）分割成左右两个箱体，从内冷油腔冷却活塞试件（9）出油口流出的机油流经上套箱（30）后进入下套箱（31）的左箱体，从供油装置喷出但未喷入内冷油腔冷却活塞试件（9）进油口的机油溅到上套箱（30）与下套箱（31）的壁面上后，在重力作用下落入下套箱（31）的右箱体，中间隔板（36）将腔体（32）分割成左右两个腔体，下套箱（31）的左箱体的底部设有与腔体（32）左腔体连通的左侧方孔（39），下套箱（31）的右箱体的底部设有与腔体（32）右腔体连通的右侧方孔（40），出油收集管（33）与腔体（32）左腔体连通，未喷入油收集管（34）与腔体（32）右腔体连通。