缸套与活塞润滑油膜分布状态的测试装置及其测试方法

摘要

本发明公开了一种缸套与活塞组件润滑油膜分布状态的在线测试装置，包括：底座、用于提供往复运动的动力单元、活塞、第一道气环、第二道气环、刮油环、石英缸套、缸体和用于测量缸套活塞环油膜荧光强度的光学测量单元、用于提高润滑油温度的加热单元、用于为缸套活塞环提供润滑油的润滑单元和控制缸套角度的旋转单元；缸体固定于旋转单元旋转面上，石英缸套固定在缸体上，活塞通过第一道气环、第二道气环和刮油环嵌入于石英缸套内实现动密封，动力单元的连接杆与活塞铰接，实现往复驱动，光学测量单元通过激光对荧光染料激发，高速相机采集荧光染料产生的荧光强度；记录荧光强度及对应的荧光浓度的数值确定缸套不同位置处润滑油膜分布。

主权项

缸套与活塞组件润滑油膜分布状态的在线测试装置，其特征在于，包括：底座(25)、用于提供往复运动的动力单元、活塞销(1)、活塞(2)、第一道气环(3)、第二道气环(4)、刮油环(5)、石英缸套(6)、缸体(7)、法兰(8)、油底壳(9)和用于测量缸套活塞环油膜荧光强度的光学测量单元、用于提高润滑油温度的加热单元、用于为缸套活塞环提供润滑油的润滑单元和控制缸套角度的旋转单元；所述活塞(2)的由前至后预设环槽内的依次第一道气环(3)、第二道气环(4)和刮油环(5)，最终伸入于石英缸套(6)内部，与石英缸套(6)动密封连接；所述石英缸套(6)通过法兰(8)与螺杆(15)固定在缸体(7)上，法兰(8)与缸体(7)之间进一步的通过螺栓紧固；所述的缸体(7)上设有油底壳(9)；所述动力单元包括：伺服电动机(10)、带轮(12)、曲轴(13)和连杆(14)；所述带轮(12)与伺服电动机(10)输出端同步转动装配；所述曲轴(13)与连接，且通过带轮(12)驱动其旋转；所述连杆(14)一端与曲轴(13)连接，另一端通过活塞销(1)与活塞(2)连接；所述旋转单元设置于底座(25)上端；所述旋转单元包括：翻转平台(11)和用于将翻转平台(11)相对于水平方向俯仰90°的俯仰机构；其中，缸体(7)和伺服电动机(10)固定于翻转平台(11)上端面；所述润滑单元设置于底座(25)下端内部；所述润滑单元包括：电机(21)、齿轮泵(23)、油箱(25)和回油管(28)；所述电机(21)的输出端通过联轴器(22)与齿轮泵(23)动力输入端联结；所述齿轮泵(23)输入端通过进油管(24)与油箱(25)连通，输出端设置有出油管(26)，出油管(26)末端设置有油嘴(27)；所述油嘴(27)出口端伸入于石英缸套(6)活塞活动腔内；所述回油管(28)一端与油箱(25)相连，另一端与油底壳(9)相连；其中，出油管(26)路径为穿过油箱(25)，且内置于回油管(28)中最终于回油管(28)与油底壳(9)的连接口输出；所述加热单元包括：加热管(29)和热电偶(30)；所述加热管(29)和热电偶(30)分别固定在油箱(25)侧面，且与油箱(25)绝缘密封连接，加热管(29)和热电偶(30)均伸入到润滑油中，但加热管(29)与热电偶(30)不相连；所述光学测量单元包括：激光器(31)、扩束镜(32)、分光镜(33)滤波片(34)以及高速相机(35)；所述激光器(31)与扩束镜(32)同轴放置，扩束后的激光经分光镜(33)变成片光源，此光源照射石英缸套(6)对内部的润滑油膜荧光染料进行激发，经石英缸套(6)内油膜漫反射的光线透过石英缸套(6)外壁，且石英缸套(6)内油膜漫反射光线中与激光成90°的光线路径上设置有滤波片(34)，激发的荧光经滤波片(34)由高速相机(35)进行采集。