CN111794827B - 一种柴油机润滑系统测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柴油机润滑系统测试装置及测试方法，测试装置包括测试用柴油机和试验台架，测试用柴油机机体的多段待测油道上分别开设有安装孔，用以测量润滑机油温度和压力的温度压力传感器通过安装孔和测试用柴油机机体连通，温度压力传感器和安装孔为一一对应连接，用以测量润滑机油流量的流量计的两端和待测油道上的两个安装孔连接，以使待测油道中的润滑机油通过流量计后再流回测试用柴油机机体内；所述温度压力传感器和流量计分别和试验台架信号连接，以传输数据。所述测试方法可以根据所述装置实时、准确地测量出柴油机在不同转速下各位置的润滑机油流量和温度压力分布，以便于对柴油机润滑系统进行定量研究。
Description
技术领域
本发明属于柴油机检测技术，具体涉及一种柴油机润滑系统测试装置及测试方法。
背景技术
润滑系统是柴油机必不可少的系统之一，直接影响着柴油机的正常运转和使用寿命。柴油机在工作时需要连续不断的足够的机油润滑，以减轻传动零件间的摩擦阻力和零件磨损，降低功率消耗，并带走摩擦产生的热量和杂质等。现代柴油机润滑系统基本相同，均为内部油路，润滑系统的测试只能连接传感器测量各处机油压力，而无法确定柴油机润滑系统各处机油的流量，缺少各处机油流量的定量数据。当机油量过多时，机油泵耗功增加，柴油机输出有效功率减少；当机油量过少时，机油压力低，传动件摩擦表面难以形成油膜，柴油机传动件过渡磨损。因此，迫切需要设计一种柴油机润滑系统的测试装置及其测试方法，以便于对柴油机润滑系统进行定量研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油机润滑系统的测试装置及测试方法，在试验台架上测试柴油机润滑系统时，能实时、准确地测量出柴油机在不同转速下各位置的机油流量和温度压力分布。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种柴油机润滑系统的测试装置，包括测试用柴油机和试验台架，还包括设置在测试用柴油机机体外的温度压力传感器和流量计，测试用柴油机机体上开设有多个安装孔，机油温度压力传感器通过安装孔和测试用柴油机机体内对应的油道连通，温度压力传感器和安装孔为一一对应连接，以测量对应油道的机油温度和机油压力；机油流量计的两端通过直接或间接的方式和两个安装孔连接，以使作为进油口的安装孔所对应油道中的机油能够离开该油道，进入并通过流量计后，再经作为出油口的安装孔流回测试用柴油机机体的油道；所述温度压力传感器和流量计分别和试验台架信号连接，以将测量到的数据传输到试验台架。
所述安装孔上安装有过渡接头，温度压力传感器和流量计均通过和过渡接头的连接实现与测试用柴油机机体内油道的连通。
所述过渡接头上涂抹有密封胶。
所述流量计为椭圆齿轮流量计。
所述测试用柴油机为四缸双轴平衡柴油机。
在测试用柴油机机体的机油泵和机油泵限压阀之间的输油道上连接输油道温度压力传感器，在测试用柴油机机体的副油道上连接副油道温度压力传感器，在测试用柴油机机体的主油道上连接主油道温度压力传感器。
测试用柴油机机体的第三缸和第四缸位置处的输油道通过输油椭圆齿轮流量计连通；测试用柴油机机体的机油冷却器上游的油道上断开一段，断开位置与机油冷却器前椭圆齿轮流量计的两端连接，以使机油流过机油冷却器前椭圆齿轮流量计后回到测试用柴油机机体的油道；测试用柴油机机体的主油道上第二档主轴承孔和分配管的进油端连接，分配管的出油端同时和第一档主轴承椭圆齿轮流量计、第三档主轴承椭圆齿轮流量计、第四档主轴承椭圆齿轮流量计以及第五档主轴承椭圆齿轮流量计的进油端连接，第一档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第一档主轴承油道上，第三档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第三档主轴承油道上，第四档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第四档主轴承油道上，第五档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第五档主轴承油道上，以保证机油最后对应的流入测试用柴油机机体的各个主轴承油道润滑主轴承。
一种柴油机润滑系统的测试方法，该方法通过在测试用柴油机机体油道的不同位置上设置温度压力传感器和流量计，经直接测量或计算获得不同转速下相应位置处机油的温度、压力和流量，并在温度压力传感器和试验台架之间以及流量计和试验台架之间建立信号连接，以传输测试数据；具体设置如下：（1）在柴油机机油泵下游的输油道上设置输油道温度压力传感器，以测定机油泵泵出的机油的温度和压力，并据此计算得出机油泵泵出的机油的流量；（2）将柴油机机油泵限压阀下游的两个相邻油缸之间的油道断开，并在两个断点之间连接输油椭圆齿轮流量计，以测定流过机油限压阀后的机油的流量；（3）在柴油机副油道上设置副油道温度压力传感器，以测得副油道的机油温度和压力，结合活塞冷却喷嘴的特性数据计算得出所测压力下活塞冷却喷嘴的机油流量；（4）将柴油机上机油冷却器前的油道断开，并在两个断点之间连接机冷器前椭圆齿轮流量计，以测定流过机油冷却器的机油流量；（5）在柴油机主油道安装主油道温度压力传感器，以测定主油道的机油温度和压力；（6）在柴油机主油道上的分配管和分配管所连接的各档主轴承之间分别设置流量计，以得到流入各档主轴承的机油流量。
各个温度压力传感器以及各个流量计均通过过渡接头和测试用柴油机上所开设的安装孔连接。
所述测试用柴油机为四缸双轴平衡柴油机，所述分配管的出油端同时和第一档主轴承椭圆齿轮流量计、第三档主轴承椭圆齿轮流量计、第四档主轴承椭圆齿轮流量计以及第五档主轴承椭圆齿轮流量计的进油端连接，第一档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第一档主轴承油道上，第三档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第三档主轴承油道上，第四档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第四档主轴承油道上，第五档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第五档主轴承油道上，以保证机油最后对应的流入测试用柴油机的各个主轴承油道润滑主轴承。
本发明的有益效果是：本发明可在试验台架上进行柴油机润滑系统的定量测试，通过温度压力传感器可获得不同转速下，柴油机润滑系统各油道中机油的温度、压力分布，通过流量计可以获得相应位置处机油的流量，无论是温度压力传感器，还是流量计，均通过信号传输与试验台架建立联接，这样将目前柴油机润滑系统的定性分析转为有数据支持的定量分析，为柴油机润滑系统的优化改进提供试验依据。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中测试装置的管路连接及柴油机润滑系统的油路示意图，图中虚线表示对原油道的断开；
图中标记：1、测试用柴油机机体，2、过渡接头，3、温度压力传感器，4、椭圆齿轮流量计，5、试验台架，6、输油道温度压力传感器，7、输油椭圆齿轮流量计，8、副油道温度压力传感器，9、机油冷却器前椭圆齿轮流量计，10、主油道温度压力传感器，11、分配管，12、第一档主轴承椭圆齿轮流量计，13、第三档主轴承椭圆齿轮流量计，14、第四档主轴承椭圆齿轮流量计，15、第五档主轴承椭圆齿轮流量计；16、机油泵，17、机油泵限压阀，18、机油滤清器，19、第一档主轴承，20、第二档主轴承，21、第三档主轴承，22、第四档主轴承，23、第五档主轴承，24、齿轮系及液压泵，25、左平衡轴；
Ⅰ、输油道，Ⅱ、副油道，Ⅲ、机油冷却器，Ⅳ、主油道；
需要说明的是：副油道上四个与副油道垂直的箭头表示四个活塞冷却喷嘴，其他各油道上箭头表示机油流向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
参照附图1所示，一种柴油机润滑系统测试装置，包括测试用柴油机机体1和试验台架5，试验台架采用电涡流测功机，其型号为GWD250，测试用柴油机机体1上油路的不同位置分别开设安装孔，安装孔上固定有过渡接头2，过渡接头2和测试用柴油机机体1内的油路连通，并且为了确保密封性，在过渡接头2和测试用柴油机机体1之间涂抹有密封胶。用于测量机油的温度和压力的温度压力传感器3一对一的安装在过渡接头2上，并且温度压力传感器3和试验台架5信号连接，将测得结果传输给试验台架5。用于测量机油流量的椭圆齿轮流量计4的进出口两端和待测位置处两个过渡接头2连接，使得机油通过椭圆齿轮流量计4后流入测试用柴油机机体1内，实现流量的测量，并且椭圆齿轮流量计4的发信器与试验台架5相连，将测量的流量信息转换为脉冲信号输送给试验台架5。
参照图2所示，本实施例中测试用柴油机选择四缸双轴平衡柴油机，温度压力传感器3和椭圆齿轮流量计4的设置如下：
1、在测试用柴油机机体1的机油泵16下游、机油泵限压阀17上游的输油道上设置输油道温度压力传感器6，根据输油道温度压力传感器6测量的机油温度和压力，可得该机油温度下，机油泵16泵出的机油流量；
2、断开测试用柴油机机体1的第三缸和第四缸之间的原输油道，并将断点连接输油椭圆齿轮流量计7的两端，以保证机油在流过输油椭圆齿轮流量计7后流回柴油机机体的油道，可测量对应柴油机转速下的机油流量，得到流过机油泵限压阀17后的机油流量；
3、在测试用柴油机机体1的副油道连接副油道温度压力传感器8，可得副油道的机油温度和压力，根据活塞冷却喷嘴特性数据可计算该压力下四个活塞冷却喷嘴的机油流量；
4、在测试用柴油机机体1的机油冷却器上游的油路断开位置连接机油冷却器前椭圆齿轮流量计9，以确保机油在流过机油冷却器前椭圆齿轮流量计9后回流到机油冷却器的油路，由机油冷却器前椭圆齿轮流量计9测得流过机油冷却器的机油流量；
5、在测试用柴油机机体1的主油道上连接主油道温度压力传感器10，且主油道温度压力传感器10位于分配管11的上游，用于测量主油道的机油温度和压力；
6、所述分配管11的进油端通过过渡接头和原主油道的第二档主轴承孔连接，分配管11的出油端同时连接第一档主轴承椭圆齿轮流量计12、第三档主轴承椭圆齿轮流量计13、第四档主轴承椭圆齿轮流量计14、第五档主轴承椭圆齿轮流量计15，第一档主轴承椭圆齿轮流量计12另一端连接在测试用柴油机机体1第一档主轴承油道对应的过渡接头上，第三档主轴承椭圆齿轮流量计13另一端连接在测试用柴油机机体1第三档主轴承油道对应的过渡接头上，第四档主轴承椭圆齿轮流量计14另一端连接在测试用柴油机机体1第四档主轴承油道对应的过渡接头上，第五档主轴承椭圆齿轮流量计15另一端连接在测试用柴油机机体1第五档主轴承油道对应的过渡接头上，以保证机油最后流入柴油机机体1中各个主轴承油道，对相应的主轴承（标号19、21、22、23）进行润滑。
需要说明的是：（1）在主油道上设有一个分支油路连接第二档主轴承20，其连接位置位于分配管11的上游、主油道温度压力传感器10的安装处。
（2）机油泵泵出机油流量的计算可以参照以下方法进行：首先，对机油泵进行不同温度下的机油泵转速特性试验，测得机油泵在不同温度、转速和泵出压力下的供油量，然后根据本发明的装置可测得输油道机油温度、输油道压力（即机油泵的泵出压力），根据该条件下的柴油发动机转速，通过传动齿轮的速比计算得出机油泵的转速，最后结合上述机油泵转速特性试验中所得数据，通过差值计算的方式找到该条件下的机油泵供油量，即为机油泵泵出机油流量。
（3）根据活塞冷却喷嘴特性数据计算该压力下四个活塞冷却喷嘴的机油流量的方法：对活塞冷却喷嘴进行不同温度下的活塞冷却喷嘴流量特性试验，测得活塞冷却喷嘴在不同压力下的喷油流量，根据本发明所述装置可测得副油道机油温度、副油道机油压力，再通过差值计算的方式找到该条件下的活塞冷却喷嘴喷油量。
（4）第二档主轴承的机油流量可按以下方法计算得出：本发明所述装置可以直接测得第一、三、四、五档主轴承机油流量以及机油冷却器前的机油流量，机油通过机油冷却器后没有损失，并被直接分配给第一、二、三、四、五档主轴承对各主轴承润滑，因此，流入第二档主轴承的机油流量=机油冷却器前机油流量-第一档主轴承机油流量-第三档主轴承机油流量-第四档主轴承机油流量-第五档主轴承机油流量。
（5）图2中的虚线表示原设计油道的断开，在测试用柴油机上，断开位置处可以不再加工油道。
利用上述装置对柴油机润滑系统进行测试的方法包括如下步骤：
步骤一，根据上述装置的设置方式安装温度压力传感器3和椭圆齿轮流量计4，并建立温度压力传感器3和椭圆齿轮流量计4与试验台架5之间的信号连接；
步骤二，在测试用柴油机运行时，改变柴油机的转速，并在不同转速下通过试验台架5记录输油道温度压力传感器6、输油椭圆齿轮流量计7、副油道温度压力传感器8、机油冷却器前椭圆齿轮流量计9、主油道温度压力传感器10、分配管11、第一档主轴承椭圆齿轮流量计12、第三档主轴承椭圆齿轮流量计13、第四档主轴承椭圆齿轮流量计14以及第五档主轴承椭圆齿轮流量计15的数据；
步骤三，在测试用柴油机某个转速下，根据输油道温度压力传感器6测量的机油温度和压力，可得该机油温度下，机油泵泵出的机油流量；根据输油椭圆齿轮流量计7测量的机油流量，可得流过机油泵限压阀后的机油流量；根据副油道温度压力传感器8测量的机油温度和压力，可得副油道的机油温度和压力，再结合活塞冷却喷嘴特性数据可计算该压力下出四个活塞冷却喷嘴的机油流量；根据机油冷却器前椭圆齿轮流量计9测量的机油流量，可得流过机油冷却器的机油流量；根据主油道温度压力传感器10测量的机油温度和压力，可得主油道的机油温度和压力；根据第一档主轴承椭圆齿轮流量计12测量的机油流量，可得流入第一档主轴承19的机油流量；根据第三档主轴承椭圆齿轮流量计13测量的机油流量，可得流入第三档主轴承21的机油流量；根据第四档主轴承椭圆齿轮流量计14测量的机油流量，可得流入第四档主轴承的机油流量22；根据第五档主轴承椭圆齿轮流量计15测量的机油流量，可得流入第五档主轴承23的机油流量；
步骤四：根据步骤三的测量结果，可计算出流入第二档主轴承20的机油流量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种柴油机润滑系统测试装置，包括测试用柴油机和试验台架，其特征在于：还包括设置在测试用柴油机机体外的温度压力传感器和流量计，测试用柴油机机体上开设有多个安装孔，机油温度压力传感器通过安装孔和测试用柴油机机体内对应的油道连通，温度压力传感器和安装孔为一一对应连接，以测量对应油道的机油温度和机油压力；流量计的两端通过直接或间接的方式和两个安装孔连接，以使作为进油口的安装孔所对应油道中的机油能够离开该油道，进入并通过流量计后，再经作为出油口的安装孔流回测试用柴油机机体的油道；所述温度压力传感器和流量计分别和试验台架信号连接，以将测量到的数据传输到试验台架；
所述安装孔上安装有过渡接头，温度压力传感器和流量计均通过和过渡接头的连接实现与测试用柴油机机体内油道的连通；所述过渡接头上涂抹有密封胶；
所述流量计为椭圆齿轮流量计；
所述测试用柴油机为四缸双轴平衡柴油机；
在测试用柴油机机体的机油泵和机油泵限压阀之间的输油道上连接输油道温度压力传感器，在测试用柴油机机体的副油道上连接副油道温度压力传感器，在测试用柴油机机体的主油道上连接主油道温度压力传感器；
测试用柴油机机体的第三缸和第四缸位置处的输油道通过输油椭圆齿轮流量计连通；测试用柴油机机体的机油冷却器上游的油道上断开一段，断开位置与机油冷却器前椭圆齿轮流量计的两端连接，以使机油流过机油冷却器前椭圆齿轮流量计后回到测试用柴油机机体的油道；测试用柴油机机体的主油道上第二档主轴承孔和分配管的进油端连接，分配管的出油端同时和第一档主轴承椭圆齿轮流量计、第三档主轴承椭圆齿轮流量计、第四档主轴承椭圆齿轮流量计以及第五档主轴承椭圆齿轮流量计的进油端连接，第一档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第一档主轴承油道上，第三档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第三档主轴承油道上，第四档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第四档主轴承油道上，第五档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机机体的第五档主轴承油道上，以保证机油最后对应的流入测试用柴油机机体的各个主轴承油道润滑主轴承。
2.一种柴油机润滑系统测试方法，该方法采用如权利要求1所述的柴油机润滑系统测试装置，其特征在于，该方法通过在测试用柴油机机体油道的不同位置上设置温度压力传感器和流量计，经直接测量或计算获得不同转速下相应位置处机油的温度、压力和流量，并在温度压力传感器和试验台架之间以及流量计和试验台架之间建立信号连接，以传输测试数据；具体设置如下：（1）在柴油机机油泵下游的输油道上设置输油道温度压力传感器，以测定机油泵泵出的机油的温度和压力，并据此计算得出机油泵泵出的机油的流量；（2）将柴油机机油泵限压阀下游的两个相邻油缸之间的油道断开，并在两个断点之间连接输油椭圆齿轮流量计，以测定流过机油限压阀后的机油的流量；（3）在柴油机副油道上设置副油道温度压力传感器，以测得副油道的机油温度和压力，结合活塞冷却喷嘴的特性数据计算得出所测压力下活塞冷却喷嘴的机油流量；（4）将柴油机上机油冷却器前的油道断开，并在两个断点之间连接机冷器前椭圆齿轮流量计，以测定流过机油冷却器的机油流量；（5）在柴油机主油道安装主油道温度压力传感器，以测定主油道的机油温度和压力；（6）在柴油机主油道上的分配管和分配管所连接的各档主轴承之间分别设置流量计，以得到流入各档主轴承的机油流量。
3.根据权利要求2所述的柴油机润滑系统测试方法，其特征在于，各个温度压力传感器以及各个流量计均通过过渡接头和测试用柴油机上所开设的安装孔连接。
4.根据权利要求2所述的柴油机润滑系统测试方法，其特征在于，所述测试用柴油机为四缸双轴平衡柴油机，所述分配管的出油端同时和第一档主轴承椭圆齿轮流量计、第三档主轴承椭圆齿轮流量计、第四档主轴承椭圆齿轮流量计以及第五档主轴承椭圆齿轮流量计的进油端连接，第一档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第一档主轴承油道上，第三档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第三档主轴承油道上，第四档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第四档主轴承油道上，第五档主轴承椭圆齿轮流量计出油端连接在测试用柴油机的第五档主轴承油道上，以保证机油最后对应的流入测试用柴油机的各个主轴承油道润滑主轴承。
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