專利名稱：內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的流量分布測(cè)量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量的測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種內(nèi)燃機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑系統(tǒng)流量分布的測(cè)量裝置和方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)是保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要系統(tǒng)，潤(rùn)滑失效將直接導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)嚴(yán)重磨損，甚至燒結(jié)。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)需要連續(xù)不斷地將溫度適當(dāng)?shù)臐崈魸?rùn)滑油輸送到運(yùn)動(dòng)零件的摩擦表面，在摩擦表面之間形成彈性油膜，降低摩擦阻力和功率消耗；并對(duì)其進(jìn)行冷卻，降低摩擦表面溫度，以提高內(nèi)燃機(jī)工作的可靠性和耐久性。現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中潤(rùn)滑油流量的分布，·對(duì)內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)及零部件潤(rùn)滑能力設(shè)計(jì)有積極的支撐作用，從而提高內(nèi)燃機(jī)整體可靠性；試驗(yàn)表明，一臺(tái)中速內(nèi)燃機(jī)，較好的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可使其使用壽命比原型機(jī)提高20% 30%，同時(shí)較好的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)降低燃油消耗量和潤(rùn)滑油消耗量也有積極的作用。由此可見，內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油流量分布的測(cè)量，對(duì)提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性及潤(rùn)滑油經(jīng)濟(jì)性都有較大幫助。通過測(cè)量潤(rùn)滑系統(tǒng)中的流量分布，可以①確定內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油泵的供油能力是否適合內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑需要，優(yōu)化機(jī)油泵匹配；②使各缸潤(rùn)滑油流量分布均勻，合理，為各缸均勻潤(rùn)滑，適量潤(rùn)滑提供條件；③得出被測(cè)試內(nèi)燃機(jī)在全工況下潤(rùn)滑系統(tǒng)各支路的流通特性，為潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持得到內(nèi)燃機(jī)各主要軸承和摩擦副內(nèi)潤(rùn)滑油流通特性和潤(rùn)滑邊界，為進(jìn)一步的摩擦彈性流體分析提供數(shù)據(jù)。目前，對(duì)內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的相關(guān)流量測(cè)量主要包括機(jī)油泵特性測(cè)量和主油道內(nèi)壓力測(cè)量。機(jī)油泵特性測(cè)量主要是測(cè)量不同轉(zhuǎn)速下，該機(jī)油泵的流量與揚(yáng)程的大小，可初步實(shí)現(xiàn)機(jī)油泵供油能力與內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油總量需要的匹配分析。但該特性測(cè)量不能反映實(shí)際工作狀況下的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑情況。主油道內(nèi)壓力測(cè)量主要作用是觀察主油道壓力是否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，防止主油道內(nèi)壓力過高或過低而導(dǎo)致潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)性問題，這種方法也不能準(zhǔn)確獲得潤(rùn)滑油在內(nèi)燃機(jī)中的分布情況和各個(gè)關(guān)鍵潤(rùn)滑位置的潤(rùn)滑情況，不能滿足優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)各個(gè)關(guān)鍵潤(rùn)滑位置的潤(rùn)滑能力，提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性及潤(rùn)滑油經(jīng)濟(jì)性的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中測(cè)量潤(rùn)滑油流量分布的裝置，通過測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中各關(guān)鍵潤(rùn)滑位置的流量分布情況，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化，提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性及潤(rùn)滑油經(jīng)濟(jì)性。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的具體方案如下一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，用于獲得油道中的流量分布，其特征在于，該方法包括如下步驟
(I)在待測(cè)量的潤(rùn)滑油道軸向上依次開設(shè)多組垂直貫通于所述潤(rùn)滑油道的測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括一總壓測(cè)量孔和一靜壓測(cè)量孔，其中，所述靜壓測(cè)壓孔位于總壓測(cè)量孔的上游；(2)測(cè)量獲得每組測(cè)量孔中的總壓測(cè)量孔和靜壓測(cè)量孔之間的壓差值；(3)將所述壓差值代入通過標(biāo)定得到的壓差與體積流量之間的計(jì)算公式，即可計(jì)算得出該測(cè)量孔處的體積流量值，進(jìn)而可獲得整個(gè)潤(rùn)滑油道的流量分布。本發(fā)明中，所述的壓差值與準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，用于獲得潤(rùn)滑油道中的流量分布，其特征在于，該方法包括如下步驟 (1)在待測(cè)量的潤(rùn)滑油道(5，6)軸向上依次開設(shè)多組垂直貫通于所述潤(rùn)滑油道(5，6)的測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括一總壓測(cè)量孔(9)和一靜壓測(cè)量孔(8)，其中，所述靜壓測(cè)壓孔(8)位于總壓測(cè)量孔(9)的上游； (2)測(cè)量獲得每組測(cè)量孔中的總壓測(cè)量孔(9)和靜壓測(cè)量孔(8)之間的壓差值； (3)將所述壓差值代入通過標(biāo)定得到的壓差與體積流量之間的計(jì)算公式，即可計(jì)算得出該測(cè)量孔處的體積流量值，進(jìn)而可獲得整個(gè)潤(rùn)滑油道(5，6)的流量分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，其特征在于，所述的壓差值與準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，其特征在于，所述總壓測(cè)量孔(9)和靜壓測(cè)量孔(8)上分別設(shè)置有靜壓導(dǎo)壓接頭和總壓導(dǎo)壓接頭，兩者通過導(dǎo)壓管(10)與壓差變送器(11)連接，根據(jù)該壓差變送器(11)即可測(cè)量出所述壓差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，其特征在于，所述靜壓測(cè)壓孔(8)上游端有5倍管道當(dāng)量直徑的直管段，以保證靜壓測(cè)壓孔(8)和總壓測(cè)壓孔(9)之間的流動(dòng)為緩變流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，其特征在于，所述總壓測(cè)壓孔(9)與靜壓測(cè)壓孔(8)之間有2倍通道當(dāng)量直徑的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，其特征在于，所述潤(rùn)滑油道(5，6)可以為機(jī)油泵出口副油道、機(jī)油冷卻器腔進(jìn)入主油道油路、主油道、通往齒輪室潤(rùn)滑油孔和/或通往氣缸蓋的潤(rùn)滑油孔等潤(rùn)滑油道。
7.一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量分布測(cè)量系統(tǒng)，其包括沿軸向依次開設(shè)在潤(rùn)滑油道(5,6)上、并垂直貫通于該潤(rùn)滑油道(5，6)的多組測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括一總壓測(cè)量孔(9)和一靜壓測(cè)量孔(8)，用于測(cè)量潤(rùn)滑油道(5，6)在每個(gè)測(cè)量位置處的油壓差； 其中，所述靜壓測(cè)壓孔(8)位于總壓測(cè)量孔(9)的上游，所述總壓測(cè)量孔(9)和靜壓測(cè)量孔(8)上分別設(shè)置有靜壓導(dǎo)壓接頭和總壓導(dǎo)壓接頭，兩者通過導(dǎo)壓管(10)與壓差變送器(11)連接，根據(jù)該壓差變送器(11)即可測(cè)量出所述壓差值，根據(jù)該壓差值利用標(biāo)定得到的壓差與體積流量之間的計(jì)算公式，即可計(jì)算得出相應(yīng)位置處的體積流量值，進(jìn)而獲得整個(gè)潤(rùn)滑油道(5，6)的流量分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量分布測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的靜壓測(cè)壓孔(8)上游端有5倍管道當(dāng)量直徑的直管段。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量分布測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的總壓測(cè)壓孔(9)與靜壓測(cè)壓孔(8)之間有2倍通道當(dāng)量直徑的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該測(cè)量系統(tǒng)還包括中間接管(14)，其用于設(shè)置在非水平或非豎直方向潤(rùn)滑油道內(nèi)，以提高總壓倒壓接頭的安裝精度，其為公稱直徑與對(duì)應(yīng)測(cè)壓孔公稱直徑一致的柱體，包括垂直于柱體軸線的通孔(15)、以及垂直貫通該通孔(15)和主體一端端面的半通孔(16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10之一所述的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量測(cè)量系統(tǒng)，其其特征在于，所述的標(biāo)定通過標(biāo)定裝置完成，其中該標(biāo)定裝置包括標(biāo)定用潤(rùn)滑油通道(22)和與該標(biāo)定用潤(rùn)滑油通道(22)依次通過連接管道(23)連接的潤(rùn)滑油泵(18)、加熱器(19)、溫度傳感器(20)和流量計(jì)(21)，其中， 所述標(biāo)定用潤(rùn)滑油通道(22)的流通截面形狀與所述潤(rùn)滑油通道(5，6)流通截面形狀相同，該標(biāo)定用潤(rùn)滑油通道(22)上設(shè)有垂直貫通的測(cè)量靜壓用的標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(8A)和測(cè)量總壓用的標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(9A)，且所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(8A)處于所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(9A)位置上游，兩者之間的距離與上述每組測(cè)量孔的靜壓導(dǎo)壓孔(8)和總壓導(dǎo)壓孔(9)之間的距離一致，所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(8A)上安裝靜壓探針，所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(9A)上安裝總壓探針，靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓管(10)與一壓差變送器(11)連接；所述潤(rùn)滑油泵(18)將潤(rùn)滑油箱(17)內(nèi)的潤(rùn)滑油吸出，依次流經(jīng)加熱器(19)、溫度傳感器(20)、流量計(jì)(21)和標(biāo)定用潤(rùn)滑油通道(22)，最后流回潤(rùn)滑油箱(17)，利用壓差變送器(11)測(cè)得標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(8A)和標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(9A)間的壓差，以及流量計(jì)(21)測(cè)得的流量，利用插值擬合即可標(biāo)定獲得相應(yīng)溫度下的流量與壓差的計(jì)算公式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中流量的測(cè)量方法，包括如下步驟在待測(cè)量的潤(rùn)滑油道軸向上依次開設(shè)多組垂直貫通于所述潤(rùn)滑油道的測(cè)量孔，每組測(cè)量孔包括一總壓測(cè)量孔和一靜壓測(cè)量孔，其中，靜壓測(cè)壓孔位于總壓測(cè)量孔的上游；測(cè)量獲得每組測(cè)量孔中的總壓測(cè)量孔和靜壓測(cè)量孔之間的壓差值；將壓差值代入通過標(biāo)定得到的壓差與體積流量之間的計(jì)算公式，即可計(jì)算得出該測(cè)量孔處的體積流量值，進(jìn)而可獲得整個(gè)潤(rùn)滑油道的流量分布。本發(fā)明還公開了一種內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油道中的流量分布測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)通過測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中各關(guān)鍵潤(rùn)滑位置的流量分布情況，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化，可提高內(nèi)燃機(jī)的可靠性及潤(rùn)滑油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)G01F1/34GK102788616SQ20121025823
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者劉貝, 王兆文, 黃榮華 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)