[发明专利]一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法

权利要求书

1.一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，其特征在于：应用活塞裙部摩擦力实时测试装置，活塞裙部摩擦力实时测试装置包括缸套、缸盖、曲轴箱、活塞、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、压电测试仪、信号处理发射器、无线信号接收器和采集分析单元；

缸套的上端装配缸盖；

缸套的下端装配曲轴箱，曲轴箱内设置曲轴；

活塞滑动连接于缸套内，活塞可沿缸套作直线往复运动；

活塞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喷洒润滑油；

活塞裙部的外表面均涂覆有压电陶瓷涂层，压电陶瓷涂层上涂覆有耐磨涂层；

压电陶瓷涂层经信号线缆连接压电测试仪，所述压电测试仪经信号线缆连接信号处理发射器；

采集分析单元经信号线缆连接无线信号接收器，无线信号接收器无线连接信号处理发射器；

所述方法包括如下步骤：

步骤1、关系标定

在活塞裙部的外表面施加若干次压力F_N，在每次施加压力F_N时由压电测试仪采集压电陶瓷涂层的电荷量Q数值，信号处理发射器将电荷量Q数值通过无线信号接收器发送至采集分析单元，由采集分析单元计算得到压力F_N与电荷量Q的关系曲线；

由采集分析单元根据公式f＝μF_N，式中，f为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦力，μ为活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦系数；换算得到活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦力f与电荷量Q的关系曲线；

步骤2、工况模拟

由燃烧控制单元通过供油端向缸盖、缸套及活塞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，活塞沿缸套作直线往复运动，活塞裙部表面的耐磨涂层与缸套之间产生摩擦，压电陶瓷涂层被挤压受到压力，由压电测试仪实时采集压电陶瓷涂层的电荷量Q_a数值，信号处理发射器将电荷量Q_a数值通过无线信号接收器发送至采集分析单元；

由润滑油控制单元通过喷油冷却器向活塞喷洒润滑油，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、摩擦力测量

采集分析单元根据活塞裙部与缸套之间的滑动摩擦力f与电荷量Q的关系曲线，根据实时采集的电荷量Q_a数值，得到实时采集的电荷量Q_a数值对应的活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力f_a，f_a为活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，其特征在于：所述耐磨涂层设置为石墨涂层。

3.根据权利要求1所述的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，其特征在于：活塞裙部开设线缆孔，压电陶瓷涂层与压电测试仪之间的信号线缆穿过线缆孔引入活塞的内腔。

4.根据权利要求1所述的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，其特征在于：所述压电测试仪设置为ZJ-3AN型准静态d33测量仪。

5.根据权利要求1所述的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，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，润滑油控制单元经信号线缆连接润滑油泵。

6.根据权利要求1所述的一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，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。