CN206440318U - 一种活塞冷却喷嘴流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型解决目前活塞冷却喷嘴没有专门功能试验装置的问题，提供了一种活塞冷却喷嘴流量测量装置，将被测活塞冷却喷嘴固定于喷嘴卡具上，由温度控制器和不锈钢加热管组成加热系统将试验油加热控制至所需温度，通过压力控制器，根据喷嘴压力设定值与压力传感器测量值的差值，按照PID算法计算出控制器的输出量，控制变频器来改变油泵电机转速，从而控制油泵输出压力，再通过质量流量计，实现不同压力下的喷嘴流量测量，本实用新型所述的一种活塞冷却喷嘴流量测量装置可以在发动机开发认证初期，检查活塞冷却喷嘴密封性，测量其开启压力、关闭压力以及不同压力下活塞冷却喷嘴流量特性，为活塞冷却喷嘴研发提供精确数据支撑。
Description
技术领域
本实用新型属于发动机零部件功能试验装置，具体是一种活塞冷却喷嘴流量测量装置。
背景技术
随着发动机不断强化，平均有效压力和活塞平均速度的不断提高，伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高，高温燃气与活塞顶面通过对流和辐射两种方式将热量传递给活塞，从而使活塞热负荷越来越高，在活塞温度超过一定限度后，活塞机械强度下降，甚至在局部区域出现热点，产生塑性变形、热裂甚至烧损，严重时引起活塞环卡死和拉缸事故。
为了保持活塞有较高的强度，满足发动机的使用要求，必须将活塞吸收的热量及时传走。由活塞传给气缸壁的热量通过活塞环、活塞体以及活塞内表面的空气、油雾带走。但对高强化的发动机活塞，仅靠这些方式已不能满足冷却活塞要求，需要采用强制喷油冷却，从而降低活塞温度，活塞冷却喷嘴应运而生。
不同发动机对活塞冷却喷嘴流量及开启压力有不同需求，目前国内很少有测量活塞冷却喷嘴流量及压力的相关文献，其测量装置相关技术更少涉及。
因此，找到一种精确测量活塞冷却喷嘴流量及开启、关闭压力的测量装置尤为重要。本实用新型能实现以上功能，为活塞冷却喷嘴研发提供精准的性能参数依据。
实用新型内容
本实用新型目的是提出一种操作方便、快捷高效的发动机活塞冷却喷嘴流量测量装置，解决目前活塞冷却喷嘴没有专门功能试验装置的问题，为活塞冷却喷嘴研发提供精准的数据支撑，缩短研发时间，提供了一种活塞冷却喷嘴流量测量装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种活塞冷却喷嘴流量测量装置，包括油箱、机油泵、变频电机、质量流量计，还包括喷嘴卡具、活塞冷却喷嘴、控制器、加热器以及三通、球阀、油管，其特征在于：油箱内有温度传感器和加热器，温度传感器和加热器通过第二数据线连接温度控制器，油箱通过油管连接机油泵的进油口，机油泵的出油口通过油管连接机油滤清器的进油口，机油滤清器的出油口通过油管连接第一三通的入口，第一三通的一个出油口通过第一油管连接第一球阀进油口，第一球阀出油口通过油管连接至油箱；第一三通的另一个出油口通过油管连接缓冲罐进油口，缓冲罐出油口通过油管连接第二三通进油口，第二三通的一个出油口通过油管连接第二球阀进油口，第二球阀出油口通过第二油管连接第三三通的一个入口，第二三通的另一个出油口通过油管连接第三球阀进油口，第三球阀出油口通过第三油管连接第三三通的另一个入口，第三三通的出油口通过油管连接质量流量计进油口，质量流量计出油口通过油管连接喷嘴卡具进油口，被测活塞冷却喷嘴固定于喷嘴卡具上，喷出机油由集油槽收集后通过回油管回流至油箱，喷嘴卡具进油管安装有压力传感器，压力传感器通过第一数据线连接油压控制器，变频电机通过第三数据线连接油压控制器，油压控制器收集管路压力信号，通过改变变频电机转速从而改变机油泵输出压力，使管路压力达到要求值，实时显示记录质量流量计数值。
本实用新型具有第二球阀、第二油管以及第三球阀、第三油管组成的两套供油系统，充分满足汽、柴油发动机平台活塞冷却喷嘴开发验证需求；第二三通前缓冲罐的设计，有效消除变频电机带动机油泵产生的油路脉冲对油压影响；第一油管、第一球阀设计，可以实现油箱油路自循环，使油温迅速上升至试验温度；同时本装置能够在发动机开发认证初期，发动机无需整机装配点火即可对发动机活塞冷却喷嘴功能进行验证，检查活塞冷却喷嘴密封性，测量其开启压力、关闭压力以及不同压力下活塞冷却喷嘴流量特性，为润滑系统及活塞冷却设计提供数据支撑，从而既有效解决了目前发动机润滑系统开发初期无法验证，活塞冷却喷嘴匹配盲目的问题，又避免了后期发动机认证阶段需要进行设计方案更改的难题；此外，本发明还可以进行对标机型的活塞冷却喷嘴试验，方便快捷的了解竞争机型活塞冷却喷嘴功能及性能数据，为新产品开发提供支撑。
附图说明
图1是本实用新型活塞冷却喷嘴流量测量装置示意图。
图中：1.机油泵、2.变频电机、3.机油滤清器、4.第一三通、5.第一油管、6.第一球阀、 7.缓冲罐、8.第二三通、9.第二球阀、10.第二油管、11.第三球阀、12.第三油管、13.第三三通、14.质量流量计、15.压力传感器、16.喷嘴卡具、17.被测活塞冷却喷嘴、18.集油槽、19.回油管、20.第一数据线、21.温度控制器、22.油压控制器、23.第二数据线、24.温度传感器、25.加热器、26.第三数据线、27.油箱。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方案。
图1是一种活塞冷却喷嘴流量测量装置的示意图。
一种活塞冷却喷嘴流量测量装置，包括油箱27、机油泵1、变频电机2、质量流量计14，还包括喷嘴卡具16、活塞冷却喷嘴17、控制器21、加热器25以及三通、球阀、油管，油箱27内有温度传感器24和加热器25，温度传感器24和加热器25通过第二数据线23连接温度控制器21，油箱27通过油管连接机油泵1的进油口，机油泵1的出油口通过油管连接机油滤清器3的进油口，机油滤清器3的出油口通过油管连接第一三通4的入口，第一三通4的一个出油口通过第一油管5连接第一球阀6进油口，第一球阀6出油口通过油管连接至油箱；第一三通4的另一个出油口通过油管连接缓冲罐7进油口，缓冲罐7出油口通过油管连接第二三通8进油口，第二三通8的一个出油口通过油管连接第二球阀9进油口，第二球阀9出油口通过第二油管10连接第三三通13的一个入口，第二三通8的另一个出油口通过油管连接第三球阀11进油口，第三球阀11出油口通过第三油管12连接第三三通13的另一个入口，第三三通13的出油口通过油管连接质量流量计14进油口，质量流量计14出油口通过油管连接喷嘴卡具16进油口，被测活塞冷却喷嘴17固定于喷嘴卡具16上，喷出机油由集油槽18 收集后通过回油管19回流至油箱27，喷嘴卡具16进油管安装有压力传感器15，压力传感器 15通过第一数据线20连接油压控制器22，变频电机2通过第三数据线26连接油压控制器 22，油压控制器22收集管路压力信号，通过改变变频电机2转速从而改变机油泵1输出压力，使管路压力达到要求值，实时显示记录质量流量计数值。
本实用新型主要工作原理是将被测活塞冷却喷嘴固定于喷嘴卡具上，由温度控制器和不锈钢加热管组成加热系统将试验油加热控制至所需温度，通过压力控制器，根据喷嘴压力设定值与压力传感器测量值的差值，按照PID算法计算出控制器的输出量，控制变频器来改变油泵电机转速，从而控制油泵输出压力，再通过质量流量计，实现不同压力下的喷嘴流量测量。
本实用新型的详细工作原理和工作过程如下：
1、喷嘴安装：将被测活塞冷却喷嘴17按标准力矩装配在喷嘴卡具16上。
2、机油加热：第一关闭球阀6、第二球阀9和第三球阀11，将机油泵1、变频电机2和各传感器、控制器接通电源，通过温度控制器21设定机油温度数值，加热器25开始工作，待油温数值达到设定值后，开启第一球阀6，低速运转变频电机2，使油箱27内上下层机油循环，待油温数值再次稳定至设定值后，变频电机2停止运转。
3、流量测量：关闭第一球阀6，如果被测喷嘴为汽油机用小流量喷嘴，则开启第三球阀 11，保持第二球阀9关闭；如果被测喷嘴为柴油机用大流量喷嘴，则开启第二球阀9，保持第三球阀11关闭。通过油压控制器22输入所需压力值，运行变频电机2，待管路油压稳定值输入值后，记录质量流量计14流量值。更改管路压力值，重复以上操作，测量不同压力下活塞冷却喷嘴流量特性。
Claims (1)
1.一种活塞冷却喷嘴流量测量装置，包括油箱(27)、机油泵(1)、变频电机(2)、质量流量计(14)，还包括喷嘴卡具(16)、活塞冷却喷嘴(17)、控制器(21)、加热器(25)以及三通、球阀、油管，其特征在于：油箱(27)内有温度传感器(24)和加热器(25)，温度传感器(24)和加热器(25)通过第二数据线(23)连接温度控制器(21)，油箱(27)通过油管连接机油泵(1)的进油口，机油泵(1)的出油口通过油管连接机油滤清器(3)的进油口，机油滤清器(3)的出油口通过油管连接第一三通(4)的入口，第一三通(4)的一个出油口通过第一油管(5)连接第一球阀(6)进油口，第一球阀(6)出油口通过油管连接至油箱；第一三通(4)的另一个出油口通过油管连接缓冲罐(7)进油口，缓冲罐(7)出油口通过油管连接第二三通(8)进油口，第二三通(8)的一个出油口通过油管连接第二球阀(9)进油口，第二球阀(9)出油口通过第二油管(10)连接第三三通(13)的一个入口，第二三通(8)的另一个出油口通过油管连接第三球阀(11)进油口，第三球阀(11)出油口通过第三油管(12)连接第三三通(13)的另一个入口，第三三通(13)的出油口通过油管连接质量流量计(14)进油口，质量流量计(14)出油口通过油管连接喷嘴卡具(16)进油口，被测活塞冷却喷嘴(17)固定于喷嘴卡具(16)上，喷出机油由集油槽(18)收集后通过回油管(19)回流至油箱(27)，喷嘴卡具(16)进油管安装有压力传感器(15)，压力传感器(15)通过第一数据线(20)连接油压控制器(22)，变频电机(2)通过第三数据线(26)连接油压控制器(22)，油压控制器(22)收集管路压力信号，通过改变变频电机(2)转速从而改变机油泵(1)输出压力，使管路压力达到要求值，实时显示记录质量流量计数值。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111551224A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-08-18 | 一汽解放汽车有限公司 | 喷油嘴流量测量系统及测量方法 |
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| CN115900861A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-04 | 西安成立航空制造有限公司 | 航空发动机喷嘴流量测试装置及方法 |
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