[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

说明书

本发明提供了一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，涉及发动机活塞技术领域。该发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，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；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、摩擦力测量。本发明的发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，可以在发动机运行过程中，准确、高效地测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。

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发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法。

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。在发动机运行过程中造成摩擦损失的因素众多，其中，活塞组-气缸系统是最重要、工况最严苛的摩擦副之一，是发动机中摩擦损失最大的摩擦副，约占整机机械摩擦损失的50％，而其中40％左右是活塞裙部-气缸系统的摩擦损失。因此测试发动机运行过程中活塞裙部与缸壁间摩擦力的大小对研究活塞摩擦损失具有极其重要的意义。目前，对摩擦力的测试采用的是力传感器测量，无法在发动机运行过程中，准确的测量出活塞裙部与缸套实时的摩擦力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，以在发动机运行过程中，准确测量活塞裙部与缸套之间实时的滑动摩擦力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法，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；换算得到摩擦力f与电荷量Q的关系曲线；