發(fā)布時(shí)間：2020-10-13 05:54

　　 柴油機(jī)氣缸潤滑油膜厚度反映了接觸面間的潤滑情況,可以對氣缸內(nèi)摩擦情況做出評(píng)價(jià),對于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行有著重要的作用。目前測量氣缸潤滑油膜厚度的方法諸如電學(xué)方法的電容法和電磁法,光學(xué)方法的光纖傳感器法和激光熒光測量法等等都有一定缺陷,溫度、外界干擾和設(shè)備本身都會(huì)對結(jié)果造成影響。超聲波測量法具有應(yīng)用范圍廣、探測精度高、穿透能力強(qiáng)、非侵入性、對探測環(huán)境親和性好、測量便捷、危險(xiǎn)性小等優(yōu)點(diǎn),是未來氣缸油膜厚度測量的主流方法。由于柴油機(jī)工作過程較為復(fù)雜,影響因素多,因此本文對超聲波方法測量潤滑油膜厚度進(jìn)行基礎(chǔ)研究。本文根據(jù)聲學(xué)與流體力學(xué)等相關(guān)知識(shí),根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳導(dǎo)的性質(zhì)及公式,對于不同油膜厚度的情況分別采用諧振模型和等效彈簧模型,據(jù)此對超聲波的頻率、反射系數(shù)和油膜厚度之間的關(guān)系以及相互影響的原理進(jìn)行研究對比。在模型建立后,對其測量精度進(jìn)行了分析計(jì)算,并分析了實(shí)驗(yàn)室可能產(chǎn)生的誤差以及外界環(huán)境因素對油膜厚度測量的影響,從而能在接近柴油機(jī)工作情況下進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)的同時(shí)盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差。在了解超聲波換能器工作原理后,對于諧振模型和等效彈簧模型兩種模型,對實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新,設(shè)計(jì)和制作了千分尺結(jié)構(gòu)和楔形結(jié)構(gòu)的超聲波測量油膜厚度實(shí)驗(yàn)臺(tái),并利用MATLAB程序?qū)π盘?hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本文通過實(shí)驗(yàn)完成了對三層介質(zhì)結(jié)構(gòu)潤滑油膜反射特性的分析,驗(yàn)證了超聲波測量薄油膜厚度的合理性和準(zhǔn)確性,對所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。為柴油機(jī)缸上潤滑油膜厚度的超聲波測量奠定了基礎(chǔ),并為仿真預(yù)測設(shè)計(jì)提出了標(biāo)定的可行性方案。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG115.285
【部分圖文】：

圖 1.1 電阻法測齒輪間油膜厚度原理圖圖 1.2 電阻法測活塞環(huán)與氣缸間有膜厚度原理圖與電阻法不同，電容法發(fā)展較為完善，在潤滑油膜厚度測量中得到廣泛應(yīng)用，其準(zhǔn)確性和可行性得到了研究人員的一致認(rèn)可。電容法的基本原理是根據(jù)兩摩擦表面之間的電容大小來計(jì)算潤滑油膜厚度。在潤滑油膜的性質(zhì)參數(shù)如介電常數(shù)給

圖 1.2 電阻法測活塞環(huán)與氣缸間有膜厚度原理圖不同，電容法發(fā)展較為完善，在潤滑油膜厚度測量中得到行性得到了研究人員的一致認(rèn)可。電容法的基本原理是容大小來計(jì)算潤滑油膜厚度。在潤滑油膜的性質(zhì)參數(shù)如以根據(jù)介電常數(shù)、厚度、電容之間的關(guān)系公式對潤滑Lewicki, W.開始嘗試通過電容法對彈流潤滑狀態(tài)下油Crook，Archard, G.D.和 Dyson，A.等人先后對電容法進(jìn)A.等人的改進(jìn)后，電容法已經(jīng)發(fā)展的較為完善，常常7]。1961 年 Crook 對線接觸彈流油膜的形狀進(jìn)行了探容的存在，電容法無法得出一個(gè)很好的結(jié)果，幾乎不能5 年，Dyson 等對線接觸彈流潤滑油膜的電容值進(jìn)行度、電容之間的關(guān)系公式計(jì)算出了平均油膜厚度[9]。19

圖 1.3 電容法測氣缸油膜厚度原理圖現(xiàn)在已經(jīng)研制出更為精確的裝置來使用電容法測量氣缸潤滑油膜厚度。圖中所示的這些傳感器由 0.25mm 直徑的電線組成，形成一個(gè)電極，被注射器的保護(hù)層包裹。這些部件相互絕緣，由環(huán)氧樹脂層固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上。整個(gè)設(shè)直徑（包括絕緣）約 1.25mm，活塞環(huán)油膜處電容非常小，通常只有 1pF，只有 1μm。為了減少可能引入的誤差，活塞環(huán)由三個(gè)導(dǎo)體接地，然后測量電該方法適用于測量厚度大約 10μm 的油膜，超過這個(gè)厚度，電容變化太小而準(zhǔn)確的確定。當(dāng)傳感器的響應(yīng)沒有遵循平行板電容公式時(shí)必須校準(zhǔn)，否則保與中央電極距離可能不夠接近，無法測量。校準(zhǔn)受滑塊和表面光度儀的影響器安裝在環(huán)內(nèi)側(cè)，膜厚度在整個(gè)沖程均可以被測量。但是它只能在確定環(huán)上個(gè)點(diǎn)對膜厚度進(jìn)行評(píng)估，并且會(huì)增加環(huán)與活塞連接的難度。針對此問題將設(shè)行改進(jìn)，在安裝和維護(hù)更容易的缸套上安裝三個(gè)傳感器。這樣的安排使得所活塞環(huán)都能被觀察到，而且分辨率也很好，可以確定每個(gè)活塞環(huán)經(jīng)過傳感器
【參考文獻(xiàn)】

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1 申洪苗;馬希直;;薄油膜厚度分布超聲測量機(jī)制研究[J];潤滑與密封;2013年05期

2 唐偉坤;馬希直;;利用反射系數(shù)測量油膜厚度的研究[J];潤滑與密封;2010年12期

3 焦敬品;張強(qiáng);吳斌;何存富;;機(jī)械結(jié)構(gòu)流體層厚度超聲測量方法理論研究[J];聲學(xué)技術(shù);2009年03期

4 盧黎明;;基于超聲波的液體滑動(dòng)軸承潤滑油厚度的測定[J];潤滑與密封;2007年05期

5 王海鵑;;快速Fourier變換算法及Matlab程序?qū)崿F(xiàn)[J];通化師范學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

6 秦穎;張小棟;;基于光纖位移傳感器的軸承最小油膜厚度的測量方法[J];潤滑與密封;2006年04期

7 王學(xué)鋒;郭峰;楊沛然;;納/微米彈流油膜厚度測量系統(tǒng)[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

8 丁述勇,朱根興;基于光強(qiáng)反射式光纖傳感器法的推力軸承瓦油膜厚度測量研究[J];現(xiàn)代制造工程;2005年08期

9 張銳,萬明習(xí),陳曉,曹文武;超薄彈性層超聲反射縱波頻域定征方法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2001年04期

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1 楊曉;超聲膜厚測量方法及測量系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

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