CN205826413U - 柴油机缸套‑活塞环切片往复试验专用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种柴油机缸套‑活塞环切片往复试验专用夹具，其装在试验台上使用，该专用夹具包括自上而下布置的导程块(1)、活塞环夹具(4)、缸套夹具、液压加载机构。本实用新型可在切片试验条件下真实模拟缸套‑活塞环的运动形式，并实时采集该摩擦副的在用润滑油，为缸套‑活塞环摩擦副的摩擦学性能测试提供参考。

Description

柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具

技术领域

本实用新型涉及夹具，特别是一种摩擦磨损试验中缸套活塞环切片的夹具。

背景技术：

众所周知，活塞与缸套是发动机中的重要零部件之一。这对摩擦副的摩擦学特性直接影响着发动机的动力性、可靠性、燃料消耗、功率损失及耐久性。当今柴油机向节能减排方向发展，这对缸套-活塞环这对核心摩擦副就有了更好的要求，如何改进它们之间的摩擦影响，这就需要大量的实验及分析来得出结论。因此一款简单实用并且接近真实运行模式的夹具在试验中就显得格外重要。

传统夹具在模拟柴油机实际工况的时候，在加载方式上大多采用的是手动加载，随着设备的老化，这样就会对加载载荷的控制方面不太精确，并且费时费力，也会造成比较明显的实验误差。专利文献(申请号89221934.3)公开了一种模拟活塞环的径向加载装置，其采用由连接杆、压紧块、心轴、加载螺母和弹簧片组成的恒质量弹性加载系统，通过调节加载螺母对弹簧片轴向力的大小，达到调节活塞环所受径向力的大小，以此方式来实现对试件的加载。专利文献(申请号200720105146)公开的一种模拟活塞环的径向加载装置，是利用加载螺栓和内外涨套实现整环径向加载。这两种加载方式的优缺点在于：安装简单，但是调节载荷较为复杂且对载荷测量难度较大，如果采用液压加载方式就可以有效地解决这个问题。在摩擦磨损实验的过程中，目前大多数夹具采用的都是下试件缸套切片作为运动部件，而活塞环作为加载的固定件，这样的夹具改变了实际工况中的运动方式，比如会改变滑油的润滑情况，因为如果缸套运动，那么附着在缸套上的滑油会由于惯性而发生运动，这样会对摩擦磨损试验结果造成一定的影响，并且现有的专利文献中涉及的夹具与真实柴油机缸套-活塞环的运动方式有一定的差异。所以有必要设计出对缸套加载作为固定件，活塞环作为运动件的夹具会更加贴近于实际，这样为实验结果的准确性提供更可靠的保证。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，以便能够保证对缸套活塞环切片的可靠装夹，实现比较容易控制及准确的加载，并且保证缸套活塞环在相对运动的过程中能够保持稳定。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：该专用夹具装在试验台上，其包括自上而下布置的导程块、活塞环夹具、缸套夹具、液压加载机构。

所述的缸套夹具，由两组缸套横向定位块、缸套纵向定位块和缸套支撑杆组成。

所述的两组缸套横向定位块，其对称布置在实验用的缸套切片的横向两端；其上开有两个通孔，两组缸套支撑杆端头分别通过该通孔后与缸套支撑杆固定螺母一同对缸套切片的定位与夹紧；其上还开有连通的水平泄油孔和泄油竖槽。

所述的两组缸套纵向定位块，均设有缸套定位螺栓、缸套纵向定位螺纹和缸套纵向定位螺纹孔；所述缸套定位螺栓通过缸套纵向定位螺纹和缸套纵向定位螺纹孔将该缸套纵向定位块与对应的缸套横向定位块相连接。

所述的导程块，设有呈三角形布置的三个导程孔。

所述的活塞环夹具，设有用于安装实验用的活塞环切片的两块弧形结构，其通过螺栓和导程块与活塞环夹具的联接螺母将活塞环切片夹紧，其通过导程块与活塞环夹具的联接螺母与导程块连接。

所述的液压加载机构，由液压油管、液压油缸，以及两个分别布置在缸套夹具的两组缸套横向定位块下方的液压活塞组成；两个液压活塞均通过液压油管与液压油缸相连。

本实用新型与现有技术相比，具有以下主要的优点：

1.最大优点是实现柴油机缸套-活塞环真实运动的模拟，即以缸套切片作为静止与加载件，活塞环为运动件，该设计能够更真实的模拟缸套-活塞环的运行模式；

2.所采用的缸套-活塞环切片摩擦副的装夹与定位结构设计简单、可靠，能够满足切片摩擦磨损试验的实际需求，另外由于上下摩擦副的独立设计，为后续的试验过程中对润滑油膜厚度的采集提供便捷，例如使用接触电阻测润滑油膜厚度时能方便的实现上下装夹机构与试验机台架的绝缘；

3.在试验操作过程非常方便，试验力的加载也便捷、可靠，液压系统的加载能够保证试验过程中载荷的稳定性，另外由于缸套切片的横向定位块是分对称的两块设计的，所以缸套切片的长度可以调整以适应更多的活塞环行程试验需求；

4.由于缸套、活塞环切片的装夹简洁、可靠，因而可以避免整体式设计的复杂结构，并且整个夹具轻便、安装也十分容易。

5.由于泄油槽的设计能够保证在试验过程中采集到缸套-活塞环摩擦副之间的在用润滑油，因而既有利于收集润滑油更进一步的分析该摩擦副的摩擦磨损特性，也能保证润滑油的流通，同时也可以防止润滑油在缸套切片表面聚集而造成的试验过程中润滑油的飞溅。

附图说明

图1是本实用新型的缸套-活塞环切片夹具的装配示意图。

图2是缸套切片的夹具结构示意图。

图3是活塞环的夹具结构示意图。

图4是缸套横向定位块的结构图。

图5是缸套纵向定位块的结构图。

图6是缸套支撑杆的结构图。

图7是导程块的结构图。

图8是图7的左视图。

图9是活塞环夹具的结构图。

图10是图9的左视图。

图中：1.导程块，2.导程孔，3.导程块与活塞环夹具的联接螺母，4.活塞环夹具，5.活塞环固定螺母，6.活塞环切片，7.缸套切片，8.缸套横向定位块，9.液压活塞，10.缸套纵向定位块，11.缸套定位螺栓，12.缸套支撑杆，13.缸套支撑杆固定螺母，14.泄油孔，15.液压油管，16.液压油缸，17.通孔，18.泄油竖槽，19.缸套纵向定位螺纹，20.缸套纵向定位螺纹孔。

具体实施方式

下面结合实施例以及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。

本实用新型提供的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，装在试验台上，如图1所示，该专用夹具包括自上而下布置的导程块1、活塞环夹具4、缸套夹具、液压加载机构。

所述的缸套夹具，其两边对称布置的缸套横向定位块8装在液压活塞9上面，用于试验过程中缸套-活塞环切片摩擦副的加载。如图4至图6所示，该缸套夹具由两组缸套横向定位块8、缸套纵向定位块10和缸套支撑杆12组成，其中：缸套横向定位块8由缸套支撑杆12固定，缸套纵向定位块10采用螺栓固定。

所述两组缸套横向定位块8，其对称布置于缸套切片7的横向两端；其上开有两个通孔17，两组缸套支撑杆12端头分别通过该通孔后与缸套支撑杆固定螺母13一同实现缸套切片7的定位与夹紧；其上还开有水平泄油孔14和泄油竖槽18，并且两者相互连通，目的是为了回收在试验中缸套-活塞环切片摩擦副的在用润滑油，并且两组缸套横向定位块8中均设有泄油孔14，可以保证缸套的活塞环切片6在往复运动过程中在用润滑油的完整收集，避免了由于缸套-活塞环切片摩擦副表面润滑油聚集而造成的飞溅现象。

所述两组缸套纵向定位块10，均对称分布着两个缸套定位螺栓11对该定位块起固定作用。每组缸套纵向定位块10设有缸套纵向定位螺纹19和缸套纵向定位螺纹孔20，利用缸套定位螺栓11通过缸套纵向定位螺纹19和缸套纵向定位螺纹孔20与缸套横向定位块8相连接，以实现缸套切片7的纵向定位与夹紧；另外两组液压活塞9分别置于两个缸套横向定位块8的下方，以实现缸套-活塞环切片摩擦副的平稳加载。

所述的活塞环夹具4，装在导程块1上，用于夹住活塞环切片6。该活塞环夹具的结构如图3和图7-图10所示，由两块弧形结构、导程块与活塞环夹具的联接螺母3、活塞环固定螺母5组成，其中：活塞环切片6置于所述两块弧形结构中间，并通过活塞环固定螺母5将其夹紧；然后通过导程块与活塞环夹具的联接螺母3与导程块1连接，通过导程块1在导轨上的往复运动，实现活塞环的往复运动，从而实现活塞环切片6的运动。导程块1设有导程孔2，用于连接试验台的导轨。所述导轨为三根圆柱式金属导轨，其呈三角形式布置在导轨支架上，这种三角形式布置可以保证活塞环切片6往复运动的稳定性。

所述的液压加载机构，装在缸套夹具的下方，用于实现该摩擦副的加载以及载荷的反馈调节，保证试验过程中缸套-活塞环切片摩擦副的精确加载。如图1所示，该液压加载机构由两个液压活塞9、液压油管15以及液压油缸16组成，其中：液压油缸16为该液压加载机构提供液压油，液压油管15为液压油的循环工作提供路径，液压活塞9为缸套-活塞环切片的加载提供动力。并且两个液压活塞9分别布置在缸套横向定位块8的下方，以保证平衡加载。

所述液压油的循环是通过液压油管15、液压活塞9以及液压油缸16组成的油路循环，从而为缸套-活塞环切片提供精确的加载力。在缸套-活塞环切片摩擦副上方采用滴油润滑方式加入润滑油，润滑油的回收通过缸套横向定位块8的泄油孔14及连接泄油孔的油管回收。

本实用新型提供的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其工作过程如下：

1.缸套切片和加载：

(1)缸套切片：

所述缸套切片7是实验部件，是从真实柴油机缸套中通过线切割的方式截取目标尺寸的切片，用于柴油机缸套表面磨损、表面微结构优化等试验。

如图2所示，缸套切片7的位置分别是由缸套夹具的缸套纵向定位块10、缸套横向定位块8所决定的，缸套夹具不仅可以使缸套切片7能够有可靠的装夹，不会出现横、纵两个方向的移动，还可以实时采集缸套-活塞环切片摩擦副的在用润滑油做下一步的分析。

(2)缸套加载：

在对缸套的加载上，液压油通过液压油缸16使得液压活塞9竖直运动，而液压活塞9与缸套横向定位块8紧密接触，使得缸套横向定位块8在竖直方向上运动，从而使得缸套切片也上下移动，这样就实现了对缸套的加载。

2.活塞环切片6的装夹：

所述活塞环切片6是实验部件，用于柴油机活塞环表面微结构的性能优化试验，为柴油机缸套-活塞环减磨降耗设计提供试验依据。

当活塞环切片6安装在活塞环夹具4时，通过两个对称活塞环固定螺母5将活塞环牢固的夹在活塞环夹具4内，然后该活塞环夹具4在与导程块1采用导程块与活塞环夹具的联接螺栓3连接。导程块1的作用是使得活塞环切片6在运动过程中能够平稳运动，并且与缸套切片7能够保持相对垂直。

Claims (7)

1.一种柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征是装在试验台上，该专用夹具包括自上而下布置的导程块(1)、活塞环夹具(4)、缸套夹具、液压加载机构。

2.根据权利要求1所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的缸套夹具，由两组缸套横向定位块(8)、缸套纵向定位块(10)和缸套支撑杆(12)组成。

3.根据权利要求2所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的两组缸套横向定位块(8)，其对称布置在实验用的缸套切片(7)的横向两端；其上开有两个通孔(17)，两组缸套支撑杆(12)端头分别通过该通孔后与缸套支撑杆固定螺母(13)一同对缸套切片(7)的定位与夹紧；其上还开有连通的水平泄油孔(14)和泄油竖槽(18)。

4.根据权利要求2所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的两组缸套纵向定位块(10)，均设有缸套定位螺栓(11)、缸套纵向定位螺纹(19)和缸套纵向定位螺纹孔(20)；所述缸套定位螺栓(11)通过缸套纵向定位螺纹(19)和缸套纵向定位螺纹孔(20)将该缸套纵向定位块(10)与对应的缸套横向定位块(8)相连接。

5.根据权利要求1所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的导程块(1)，设有呈三角形布置的三个导程孔(2)。

6.根据权利要求1所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的活塞环夹具(4)，设有用于安装实验用的活塞环切片(6)的两块弧形结构，其通过螺栓和导程块与活塞环夹具的联接螺母(3)将活塞环切片(6)夹紧，其通过导程块与活塞环夹具的联接螺母(3)与导程块(1)连接。

7.根据权利要求1所述的柴油机缸套-活塞环切片往复试验专用夹具，其特征在于所述的液压加载机构，由液压油管(15)、液压油缸(16)，以及两个分别布置在缸套夹具的两组缸套横向定位块(8)下方的液压活塞(9)组成；两个液压活塞(9)均通过液压油管(15)与液压油缸(16)相连。