發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，進(jìn)一步涉及發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法。發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，包括：與噴油器液體噴射方向呈一定夾角的金屬板，起到模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面的作用；所述金屬板包含由N×N塊活塊拼接而成的活板區(qū)，N≥10；每個(gè)活塊均有位置標(biāo)識(shí)。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有點(diǎn)在于：本發(fā)明排除了時(shí)間對(duì)燃油蒸發(fā)的干擾，實(shí)現(xiàn)燃油吸附質(zhì)量模擬測量，穩(wěn)定測量簡單易行，成本低廉。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，進(jìn)一步涉及發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]早期的油膜厚度的測量主要有光干涉法、光纖傳感器法、激光誘導(dǎo)熒光法等方法。其中光干涉法是利用兩相干涉光相遇發(fā)生干涉現(xiàn)象，生成干涉條紋，通過計(jì)數(shù)條紋移動(dòng)得出油膜厚度。測試精度由光波長決定，但光的折射率隨壓力而變化。上海交通大學(xué)鄧康耀等人將激光誘導(dǎo)熒光法用于相應(yīng)油膜厚度的測量。利用激光誘導(dǎo)物質(zhì)發(fā)出熒光的原理，在無熒光的燃料替代物中添加一定比例的熒光物質(zhì)，通過脈沖激光器對(duì)壁面吸附的油膜進(jìn)行照射，通過測量熒光信號(hào)，并將其換算為某時(shí)刻的壁面油膜厚度。該方法需要采用特定的燃料替代物質(zhì)，不能夠使用實(shí)際燃料，添加了熒光物質(zhì)的混合液在使用前需要進(jìn)行標(biāo)定，每份混合溶液經(jīng)過10次脈沖以上的連續(xù)測量后就需要重新更換。而且熒光物質(zhì)也是易揮發(fā)的物質(zhì)，在測量中，油膜的厚度隨著燃油的揮發(fā)而減小，因此不能夠準(zhǔn)確得出吸附量。光纖傳感器法:1996年有密歇根大學(xué)研制出實(shí)驗(yàn)室條件下的光纖傳感器，原理是半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光通過光線投射到活塞裙推力面上，由推力面反射回來兩部分光，一部分被光纖I吸收，一部分被光纖2吸收，兩個(gè)接受光纖接受的能量比與厚度具有某種函數(shù)關(guān)系。這一方法主要是應(yīng)用于活塞潤滑油厚度的測量，精確程度與本發(fā)明的運(yùn)用領(lǐng)域不符。
[0003]因此，需要一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)及方法，在不受時(shí)間限制的情況下得到吸附燃油厚度的近似分布。
[0005]技術(shù)方案如下:
[0006]發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，包括:與噴油器液體噴射方向呈一定夾角的金屬板，起到模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面的作用；所述金屬板包含由N*N塊活塊拼接而成的活板區(qū)，10 ;每個(gè)活塊均有位置標(biāo)識(shí)。
[0007]所述活塊的面積優(yōu)選;當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra3.2，當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra0.4，所述活塊的四周側(cè)面的表面粗糙度控制Ra6.5以內(nèi)。
[0008]在上述系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量方法，包括如下步驟:
[0009]步驟一:將碘與汽油按照一定比例摻混，碘將溶解于汽油中，形成紫色液體；
[0010]步驟二:將紫色液體與噴油器相連，按照預(yù)定的參數(shù)，在常溫、常壓環(huán)境下連續(xù)噴射到金屬板的活板區(qū)；
[0011]步驟三:將金屬板靜置，待液體全部揮發(fā)后，把每個(gè)活塊取出，并測定其質(zhì)量的增加值；
[0012]步驟四:步驟三中每個(gè)活塊的質(zhì)量增加值代表碘的質(zhì)量，由濃度換算出汽油的質(zhì)量，即可繪制出汽油在壁面吸附油膜的厚度的圖譜。
[0013]所述碘與汽油的的質(zhì)量比例優(yōu)選1:100。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有點(diǎn)在于:本發(fā)明排除了時(shí)間對(duì)燃油蒸發(fā)的干擾，實(shí)現(xiàn)燃油吸附質(zhì)量模擬測量，穩(wěn)定測量簡單易行，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1代表本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；圖中，I代表控制系統(tǒng)，2代表油箱,3代表噴油器,4代表金屬板。
[0016]圖2是實(shí)施例中金屬板活塊示意圖；圖中，5代表活塊。
[0017]圖3是噴射后活塊表面鵬殘留質(zhì)量不意圖；圖中，黑點(diǎn)的密度不意鵬殘留的多少。
【具體實(shí)施方式】:
[0018]實(shí)施例:
[0019]發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，包括:與噴油器液體噴射方向呈一定夾角的金屬板，起`到模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面的作用；所述金屬板包含由20*20塊活塊拼接而成的活板區(qū)，為了盡可能清楚地表達(dá)吸附油膜的厚度分布，應(yīng)使每一個(gè)活版的面積盡可能小，同時(shí)，為了提高測量的準(zhǔn)確性，減小接縫處沉積溶質(zhì)的影響，應(yīng)使每一個(gè)活版的面積盡可能大，綜合兩方面因素，確定每一個(gè)活版的面積為5mmX5mm;每個(gè)活塊均進(jìn)行標(biāo)號(hào)；活塊由精密線切割而成，保證每個(gè)活塊之間的連接緊密。
[0020]活塊選擇鋁鐵合金材質(zhì)，的表面粗糙度有2個(gè)規(guī)格，當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra3.2，當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra0.4，所述活塊的四周側(cè)面的表面粗糙度控制Ra6.5以內(nèi)。
[0021]在上述系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量方法，包括如下步驟:
[0022]步驟一:將碘與汽油按照1:100質(zhì)量比例摻混，碘將溶解于汽油中，形成紫色液體；由于碘的低揮發(fā)性，混合液中的碘將殘留在金屬板的每一個(gè)活版上。
[0023]步驟二:將紫色液體與噴油器相連，按照預(yù)定的參數(shù)，在25攝氏度、I個(gè)大氣壓環(huán)境下連續(xù)噴射到金屬板的活板區(qū)。
[0024]步驟三:將金屬板靜置，待液體全部揮發(fā)后，把每個(gè)活塊取出，定義:每個(gè)活塊原始的質(zhì)量為Hii,靜置后質(zhì)量為m' i,每一個(gè)活版上的碘的質(zhì)量Ami = m'廠1^。
[0025]步驟四:由于質(zhì)量比為1:100，可知吸附在活版上的燃油質(zhì)量吣=100X Ami，由燃油密度P、活版面積S，可得到每塊活版上吸附燃油的平均厚度h = MiZiP。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，包括:噴油器，其特征在于，還包括:與噴油器液體噴射方向呈一定夾角的金屬板，起到模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面的作用；所述金屬板包含由N*N塊活塊拼接而成的活板區(qū)，10 ;每個(gè)活塊均有位置標(biāo)識(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，其特征在于，所述活塊的面積為5mm*5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra3.2，當(dāng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面時(shí)，所述活塊的表面粗糙度為Ra0.4，所述活塊的四周側(cè)面的表面粗糙度控制Ra6.5以內(nèi)。
4.在權(quán)利要求1所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:將碘與汽油按照一定比例摻混，碘將溶解于汽油中，形成紫色液體； 步驟二:將紫色液體與噴油器相連，按照預(yù)定的參數(shù)，在常溫、常壓環(huán)境下連續(xù)噴射到金屬板的活板區(qū)； 步驟三:將金屬板靜置，待液體全部揮發(fā)后，把每個(gè)活塊取出，并測定其質(zhì)量的增加值； 步驟四:步驟三中每個(gè)活塊的質(zhì)量增加值代表碘的質(zhì)量，由濃度換算出汽油的質(zhì)量，即可繪制出汽油在壁面吸附油膜的厚度的圖譜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壁面吸附油膜厚度的沉積質(zhì)量模擬測量方法，其特征在于，所述碘與汽油的的質(zhì)量比例為1:100。
【文檔編號(hào)】G01B21/08GK103712588SQ201310694622
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】裴毅強(qiáng), 張一丹, 陳皓, 秦靜, 周建偉 申請人:天津大學(xué)