本發(fā)明屬于內(nèi)燃機相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)過程中，在曲軸、連桿等運動件的快速攪動下，曲軸箱內(nèi)部都會出現(xiàn)劇烈的機油甩濺現(xiàn)象，并由此而產(chǎn)生高速飛行的機油油束。這些機油油束在撞擊曲軸箱內(nèi)壁或其他固體表面后會飛濺出大量機油液滴彌散至整個曲軸箱空腔形成油霧。曲軸箱內(nèi)的機油油霧濃度過高，會加速機油的發(fā)泡和氧化過程，削弱機油的潤滑作用。此外，過高的油霧濃度還會加重油氣分離器的負擔，造成整機機油消耗量過大、發(fā)動機排放性能惡化等問題。因此，優(yōu)化曲軸箱壁面的形貌及材料，提升其對油束撞壁飛濺現(xiàn)象的抑制效果，對于降低曲軸箱空腔內(nèi)的機油油霧濃度極其重要。

為了降低曲軸箱內(nèi)的油霧濃度，一般采用含有油氣分離器的曲軸箱通風系統(tǒng)對混合氣中的機油進行回收處理。但是這種方法屬于機外處理，并不能從源頭上減小曲軸箱內(nèi)的油霧濃度，且會增加成本，導致結(jié)構(gòu)復雜，靈活性較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置及測量方法，其基于內(nèi)燃機曲軸箱內(nèi)的機油油束飛濺撞擊的特點，設(shè)計了能夠模擬內(nèi)燃機曲軸箱內(nèi)部油束撞壁飛濺現(xiàn)象的試驗裝置，以評估不同待測板件的固體壁面對油霧的吸附性能，進而優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的固體壁面，從源頭上降低了曲軸箱內(nèi)機油油霧的濃度，為內(nèi)燃機曲軸箱的設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支持，且成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性較高。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置，其包括可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)、飛濺機油收集罩、試件安裝臺、導流板、吸附機油收集槽、第一電子秤及第二電子秤，其特征在于：

所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)用于對機油進行加壓并將所述機油噴射出來，其包括收容于所述飛濺機油收集罩內(nèi)的機油噴嘴；

所述飛濺機油收集罩靠近所述吸附機油收集槽的一側(cè)形成有開口，所述導流板的一端連接于所述開口的側(cè)壁，另一端位于所述吸附機油收集槽的槽口的上方；所述導流板與所述飛濺機油收集罩形成的夾角為銳角；

所述試件安裝臺鄰近所述開口設(shè)置，其用于固定連接待測板件，所述待測板件與所述機油噴嘴相對設(shè)置，以使自所述機油噴嘴噴出的油束穿過所述開口后撞擊所述待測板件；所述待測板件的底端與所述導流板間隔預定間隙，以使吸附在所述待測板件上的所述機油在重力的作用下經(jīng)所述導流板流入所述吸附機油收集槽；

所述飛濺機油收集罩及所述吸附機油收集槽分別設(shè)置在所述第二電子秤及所述第一電子秤上，所述第一電子秤及所述第二電子秤分別用于稱量所述吸附機油收集槽內(nèi)收集的所述機油的質(zhì)量及所述飛濺機油收集罩內(nèi)收集的所述機油的質(zhì)量，進而根據(jù)稱量結(jié)果獲得所述待測板件對機油油霧的吸附率。

進一步的，所述試件安裝臺還用于調(diào)節(jié)所述待測板件相對于自身的安裝角度，以改變所述油束相對于所述待測板件的入射角度。

進一步的，所述試驗裝置還包括硅膠加熱片，所述硅膠加熱片貼附在所述待測板件遠離所述開口的表面上，其用于對所述待測板件進行加熱，以模擬曲軸箱的內(nèi)壁面的溫度。

進一步的，所述試驗裝置還包括第二PID溫控器，所述第二PID溫控器用于控制所述硅膠加熱片的開啟及關(guān)閉，進而使所述待測板件的溫度維持在設(shè)定溫度。

進一步的，所述試驗裝置還包括連接于所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)的儲油箱及電加熱棒，所述電加熱棒設(shè)置在所述儲油箱的底部，其用于對所述儲油箱內(nèi)的機油進行加熱，以模擬所述機油在發(fā)動機曲軸箱內(nèi)的工作溫度。

進一步的，所述試驗裝置還包括第一PID溫控器，所述第一PID溫控器用于控制所述電加熱棒的開啟及關(guān)閉，進而使所述儲油箱內(nèi)的機油的溫度維持在所述工作溫度。

進一步的，所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)還包括油泵、安全閥、三通閥、調(diào)壓閥及油壓表，所述油泵的入口連接于所述儲油箱的底部，其出口連接于所述調(diào)壓閥；所述三通閥連接所述儲油箱的頂部及所述調(diào)壓閥，所述機油噴嘴連接于所述三通閥；所述安全閥的入口連接于所述油泵與所述調(diào)壓閥之間的管路上，其出口連接于所述儲油箱與所述三通閥之間的管路上；所述油壓表連接于所述調(diào)壓閥與所述三通閥之間的管路上，其用于實時測量及顯示所述管路中的機油壓力。

進一步的，所述油泵、所述安全閥、所述三通閥、所述機油噴嘴、所述調(diào)壓閥及所述油壓表之間均通過機油油管連接。

進一步的，所述試驗裝置還包括分別螺紋連接于所述吸附機油收集槽的底部及所述飛濺機油收集罩的底部的第一放油螺栓及第二放油螺栓，所述第一放油螺栓及所述第二放油螺栓分別通過脫離所述吸附機油收集槽及所述飛濺機油收集罩以對所述吸附機油收集槽內(nèi)的所述機油及所述飛濺機油收集罩內(nèi)的所述機油進行排出；所述吸附機油收集槽及所述飛濺機油收集罩分別僅由所述第一電子秤及所述第二電子秤支撐。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種適用于機油噴射撞壁飛濺的測量方法，其包括以下步驟：

(1)提供如上所述的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置；

(2)提供待測板件，將所述待測板件設(shè)置于所述試驗裝置上，以測量所述待測板件對機油油霧的吸附率。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明較佳實施方式提供的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置及測量方法，所述試驗裝置能夠模擬內(nèi)燃機曲軸箱內(nèi)部油束撞壁飛濺現(xiàn)象，以評估不同待測板件的固體壁面對油霧的吸附性能，進而優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的固體壁面，從源頭上降低了曲軸箱內(nèi)機油油霧的濃度，為內(nèi)燃機曲軸箱的設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支持，且成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性較高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實施方式提供的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1-油泵，2-儲油箱，3-電加熱棒，4-第一PID溫控器，5-安全閥，6-三通閥，7-機油噴嘴，8-飛濺機油收集罩，9-待測板件，10-硅膠加熱片，11-試件安裝臺，12-導流板，13-吸附機油收集槽，14-第一電子秤，15-第二電子秤，16-油壓表，17-調(diào)壓閥，18-夾子，19-第二PID溫控器，20-第一放油螺栓，21-第二放油螺栓。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1及圖2，本發(fā)明較佳實施方式提供的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置，其用于模擬內(nèi)燃機曲軸箱內(nèi)部的機油油束撞壁飛濺現(xiàn)象，評估不同固體壁面對油霧的吸附性能，進而優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的固體壁面，為內(nèi)燃機曲軸箱的設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持，并從源頭上降低曲軸箱內(nèi)部的機油油霧的濃度，降低成本，提高靈活性。

所述試驗裝置包括可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)、儲油箱2、電加熱棒3、第一PID溫控器4、飛濺機油收集罩8、硅膠加熱片10、試件安裝臺11、導流板12、吸附機油收集槽13、第一電子秤14、第二電子秤15、夾子18、第二PID溫控器19、第一放油螺栓20及第二放油螺栓21。

所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)連接所述儲油箱2，所述電加熱棒3設(shè)置于所述儲油箱2的底部。所述第一PID溫控器4電性連接于所述電加熱棒3。所述硅膠加熱片10連接于所述試件安裝臺11。所述導流板12的一端連接于所述飛濺機油收集罩8，其鄰近所述硅膠加熱片10設(shè)置。所述吸附機油收集槽13位于所述導流板12的另一端的下方，其鄰近所述飛濺機構(gòu)收集罩8設(shè)置。所述飛濺機油收集罩8及所述吸附機油收集槽13分別設(shè)置于所述第二電子秤15及所述第一電子秤14上，且兩者相對間隔設(shè)置。所述夾子18將所述硅膠加熱片10與待測板件9夾緊并連接于所述試件安裝臺11，所述第二PID溫控器19連接于所述硅膠加熱片10。所述第一放油螺栓20及所述第二放油螺栓21分別螺紋連接于所述吸附機油收集槽13的底部及所述飛濺機油收集罩8的底部。

所述儲油箱2用于為整個試驗裝置提供機油，以供所述試驗裝置測試所述待測板件9對機油油霧的吸附性能時所需的機油。所述儲油箱2還能夠?qū)ζ鋬?nèi)的機油進行加熱，以模擬內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時曲軸箱內(nèi)部的機油溫度，使所述儲油箱2內(nèi)部的機油溫度與內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時所述曲軸箱內(nèi)部的機油溫度相對應。本實施方式中，所述儲油箱2的外部包覆有保溫材料，以防止所述儲油箱2內(nèi)的機油溫度下降過快。

所述第一PID溫控器4用于控制所述電加熱棒3，所述電加熱棒3用于對所述儲油箱2內(nèi)的機油進行加熱。所述第一PID溫控器4按照曲軸箱內(nèi)部的工作溫度來設(shè)置加熱溫度，當所述儲油箱2內(nèi)的機油溫度低于所述加熱溫度時，所述第一PID溫控器4控制所述電加熱棒3啟動以對所述儲油箱2內(nèi)的機油進行加熱；當所述機油溫度達到所述加熱溫度時，所述第一PID溫控器4控制所述電加熱棒3停止加熱。所述第一PID溫控器4與所述電加熱棒3相配合使所述儲油箱2內(nèi)的機油在有散熱的條件下仍能維持在所述加熱溫度附近，以防止所述機油的粘性、表面張力等物性受溫度的影響。

所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)用于從所述儲油箱2中抽取所述機油，并對所述機油加壓后噴射出去。所述可調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)包括油泵1、安全閥5、三通閥6、機油噴嘴7、調(diào)壓閥17及油壓表16。所述油泵1的入口連接于所述儲油箱2的底部，其出口連接于所述調(diào)壓閥17。所述三通閥6連接所述儲油箱2的頂部及所述調(diào)壓閥17，所述機油噴嘴7連接于所述三通閥6。所述安全閥5的入口連接于所述油泵1與所述調(diào)壓閥17之間的管路上，其出口連接于所述儲油箱2與所述三通閥6之間的管路上。所述油壓表16連接于所述調(diào)壓閥17與所述三通閥6之間的管路上。所述油泵1、所述安全閥5、所述三通閥6、所述機油噴嘴7、所述調(diào)壓閥17及所述油壓表16之間均通過耐高溫高壓的機油油管連接。

所述油泵1用于從所述儲油箱2中抽取所述機油，并對所述機油加壓后傳輸給所述安全閥5及所述調(diào)壓閥17。所述安全閥5用于油路壓力過高時進行泄壓。具體地，當油路堵塞時，所述安全閥5開啟，所述機油通過所述安全閥5流回所述儲油箱2，以防止所述油管壓力超限導致油泵損壞和油管爆裂。所述調(diào)壓閥17用于調(diào)整其后續(xù)管路中的機油壓力，從而調(diào)整所述機油噴嘴7處的噴射壓力。所述油壓表16用于實時測量并顯示所述調(diào)壓閥17后的管路中的機油壓力。

所述三通閥6用于調(diào)節(jié)所述機油的流向，其能夠?qū)崿F(xiàn)所述機油流向的快速切換，并做到所述機油油束的快速形成與衰減，減少實驗開始和結(jié)束時、所述油束直接進入所述飛濺機油收集罩8的量。所述三通閥6左向開啟，所述機油逐漸加熱所述管路，所述機油全部流回所述儲油箱2，此時采用所述調(diào)壓閥17進行壓力調(diào)節(jié)，并觀察所述油壓表16，將所述油管內(nèi)的機油壓力調(diào)節(jié)至所需要的噴射壓力。所述三通閥6向右開啟，所述機油按照所述調(diào)整的噴射壓力通過所述機油噴嘴7噴射出來。本實施方式中，所述油管、所述調(diào)壓閥17及所述油泵1的表面均包覆有保溫材料，以防止所述機油從所述儲油箱2中流出后溫度下降過快。

所述飛濺機油收集罩8用于收容飛濺的機油，其朝向所述吸附機油收集槽13的一側(cè)形成有開口，所述開口與所述待測板件9相對設(shè)置。所述待測板件9的底端與所述導流板12連接于所述飛濺機油收集罩8的一端設(shè)置有預定間隙，所述預定間隙用于供吸附在所述待測板件9上的機油在重力作用下經(jīng)所述導流板12流入所述吸附機油收集槽13。本實施方式中，所述機油噴嘴7收容于所述飛濺機油收集罩8內(nèi)，其與所述待測板件9相對設(shè)置；所述飛濺機油收集罩8僅由所述第二電子秤15提供支撐，即所述飛濺機油收集罩8不與所述第二電子秤15之外的任何部件接觸，以保證所述第二電子秤15測量結(jié)果的準確性。

所述待測板件9用于模擬所述曲軸箱的內(nèi)壁面，其是由已知表面形貌特征和表面涂覆材料的金屬板件制成。所述硅膠加熱片10貼附在所述待測板件9的背面，其用于加熱所述待測板件9，以防止所述待測板件9的壁面溫度影響所述待測板件9對所述機油的吸附性能，進而更好的模擬所述曲軸箱的內(nèi)壁面在所述發(fā)動機正常運行時的溫度狀態(tài)。

所述第二PID溫控器19連接于所述硅膠加熱片10，其用于控制所述硅膠加熱片10的開啟及關(guān)閉。所述第二PID溫控器19參照所述曲軸箱的內(nèi)壁面的工作溫度設(shè)置了預定溫度。當所述待測板件9的溫度低于所述設(shè)定溫度時，所述第二PID溫控器19控制所述硅膠加熱片10啟動以對所述待測板件9進行加熱；當所述待測板件9的溫度等于或者高于所述設(shè)定溫度時，所述第二PID溫控器19控制所述硅膠加熱片10關(guān)閉以停止對所述待測板件9的加熱，以此方式來保證所述待測板件9在實驗過程中始終保持在所述設(shè)定溫度。

所述試件安裝臺11連接于所述待測板件9，其能夠調(diào)節(jié)所述待測板件9相對于所述試件安裝臺11的安裝角度，以改變噴射油束相對于所述待測板件9的入射角度。

所述導流板12的一端連接于所述開口的側(cè)壁，其用于將所述待測板件9吸附的所述機油引流到所述吸附機油收集槽13內(nèi)。本實施方式中，所述導流板12的另一端位于所述吸附機油收集槽13的槽口的正上方；所述導流板12與所述飛濺機油收集罩8形成的夾角為銳角，即所述導流板12傾斜的連接于所述飛濺機構(gòu)收集罩8。

所述第一電子秤14及所述第二電子秤15分別用于測量所述吸附機油收集槽13及所述飛濺機油收集罩8收集的機油的質(zhì)量。所述第一放油螺栓20及所述第二放油螺栓21分別通過脫離所述吸附機油收集槽13及所述飛濺機油收集罩8來對所述吸附機油收集槽13及所述飛濺機油收集罩8內(nèi)的機油進行排出。本實施方式中，所述吸附機油收集槽13僅由所述第一電子秤14支撐，以保證所述第一電子秤14實時準確的測量及顯示所述吸附機油收集槽13收集的所述機油的質(zhì)量。

所述試驗裝置工作時，實驗開始前，將所述第一電子秤14及所述第二電子秤15歸零，以消除所述吸附機油收集槽13及所述飛濺機油收集罩8自身質(zhì)量的影響。隨后，對所述儲油箱2內(nèi)的所述機油進行加熱，所述第一PID溫控器4設(shè)置所述機油的工作溫度為T1，并控制所述電加熱棒3開啟以對所述儲油箱2內(nèi)的機油進行加熱；同時，所述第一PID溫控器4與所述電加熱棒3相配合使所述機油的溫度維持在工作溫度T1。

接著，安裝并加熱所述待測板件9，將所述硅膠加熱片10貼附在所述待測板件9的背面，再通過所述夾子18將所述待測板件9及所述硅膠加熱片10固定在所述試件安裝臺11上，所述試件安裝臺11調(diào)整所述待測板件9的角度后自行鎖死；所述第二PID溫控器19設(shè)置所述待測板件9的工作溫度T2，其控制所述硅膠加熱片10加熱所述待測板件9，以使所述待測板件9的溫度維持在工作溫度T2。

隨后，待所述儲油箱2內(nèi)的所述機油的溫度及所述待測板件9的溫度分別達到工作溫度T1及工作溫度T2后，調(diào)節(jié)所述安全閥5以設(shè)定油路中的機油的安全壓力，防止油路中的壓力過高。開啟所述調(diào)壓閥17，并將所述三通閥6右向關(guān)閉、左向開啟，循環(huán)油路打通以加熱所述油管。所述油泵1啟動以從所述儲油箱2中抽取所述機油并加壓后送入循環(huán)油路，所述機油依次流經(jīng)所述油泵1、所述調(diào)壓閥17、所述油壓表16及所述三通閥6后流回所述儲油箱2。

接著，調(diào)整所述機油的噴射壓力，觀察所述油壓表16，調(diào)節(jié)所述調(diào)壓閥17以保證所述機油的溫度T1及噴射壓力P不變，即可控制所述機油從所述機油噴嘴7中噴射出的油束形態(tài)不變。所述油壓表16的示數(shù)即為所述機油的噴射壓力P。

隨后，待所述第一PID溫控器4的顯示溫度再次達到工作溫度T1并不發(fā)生變化，所述第二PID溫控器19的顯示溫度再次達到工作溫度T2并不發(fā)生變化，且所述油壓表16的示數(shù)為P不發(fā)生波動時，快速將所述三通閥6左向關(guān)閉、右向開啟，此時，所述機油按照工作溫度T1、噴射壓力P從所述機油噴嘴7中噴出，并在所述飛濺機油收集罩8內(nèi)形成噴射油束。所述噴射油束在撞擊所述待測板件9后，一部分所述機油會飛濺反彈到所述飛濺機油收集罩8的內(nèi)壁上，另一部分所述機油吸附在所述待測板件9上并在重力的作用下沿著所述待測板件9的壁面流下，并在所述導流板12的作用下最終流入所述吸附機油收集槽13內(nèi)。

本實施方式中，為了減小所述第一電子秤14及所述第二電子秤15的測量誤差，需要維持所述機油噴射一段時間，待觀察到所述第一電子秤14及所述第二電子秤15的示數(shù)均達到或者超過其量程的三分之一時，快速將所述三通閥6右向關(guān)閉、左向開啟，此時，所述機油回流至所述儲油箱2，所述機油噴嘴7停止噴射，關(guān)閉所述油泵1。

接著，待所述飛濺機油收集罩8內(nèi)的油霧全部沉降下來，且所述待測板件9及所述導流板12壁面上的所述機油全部流入所述吸附機油收集槽13后，分別讀取所述第一電子秤14及所述第二電子秤15的示數(shù)M1、M2，M1和M2分別代表了所述待測板件9所吸附的機油質(zhì)量和飛濺反彈的機油質(zhì)量。本實施方式中，定義所述待測板件9的吸附率為M1/(M1+M2)，吸附率越大，表明所述噴射油束撞擊所述待測板件9后飛濺反彈的機油越少，也表明所述待測板件9抑制機油飛濺的能力越強。

最后，擰開所述第一放油螺栓20及所述第二放油螺栓21，分別將所述吸附機油收集槽13內(nèi)收集的所述機油及所述飛濺機油收集罩8內(nèi)收集的所述機油全部放出，并將所述機油倒回所述儲油箱2內(nèi)，以備下次實驗使用。

仿照上述試驗方式，可以完成其他待測板件對機油的吸附性能的測量。通過對比各個待測板件的吸附率，即可評估在油溫T1、壁溫T2、噴射壓力P時，各待測板件對機油油霧的吸附性能，從而優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的待測板件，即優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的固體壁面。依據(jù)實驗結(jié)果，通過優(yōu)化曲軸箱內(nèi)壁面的形貌結(jié)構(gòu)及涂覆材料來從源頭上降低曲軸箱內(nèi)的油霧濃度。

本發(fā)明還提供了一種適用于機油噴射撞壁飛濺的測量方法，所述測量方法包括以下步驟：

步驟一，提供如上所述的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置；

步驟二，提供待測板件，將所述待測板件設(shè)置于所述試驗裝置上，以測量所述待測板件對機油油霧的吸附性能。

本發(fā)明較佳實施方式提供的適用于機油噴射撞壁飛濺的試驗裝置及測量方法，所述試驗裝置能夠模擬內(nèi)燃機曲軸箱內(nèi)部油束撞壁飛濺現(xiàn)象，以評估不同待測板件的固體壁面對油霧的吸附性能，進而優(yōu)選出抑制油束撞壁飛濺效果最佳的固體壁面，從源頭上降低了曲軸箱內(nèi)機油油霧的濃度，為內(nèi)燃機曲軸箱的設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支持，且成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，靈活性較高。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。