發(fā)布時間：2020-10-13 05:54

　　 柴油機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)摩擦情況做出評價,對于發(fā)動機的運行有著重要的作用。目前測量氣缸潤滑油膜厚度的方法諸如電學方法的電容法和電磁法,光學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、外界干擾和設備本身都會對結果造成影響。超聲波測量法具有應用范圍廣、探測精度高、穿透能力強、非侵入性、對探測環(huán)境親和性好、測量便捷、危險性小等優(yōu)點,是未來氣缸油膜厚度測量的主流方法。由于柴油機工作過程較為復雜,影響因素多,因此本文對超聲波方法測量潤滑油膜厚度進行基礎研究。本文根據(jù)聲學與流體力學等相關知識,根據(jù)超聲波在介質中傳導的性質及公式,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系以及相互影響的原理進行研究對比。在模型建立后,對其測量精度進行了分析計算,并分析了實驗室可能產(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工作情況下進行試驗臺的設計的同時盡量減少實驗誤差。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,對實驗臺結構進行創(chuàng)新,設計和制作了千分尺結構和楔形結構的超聲波測量油膜厚度實驗臺,并利用MATLAB程序對信號數(shù)據(jù)進行處理。本文通過實驗完成了對三層介質結構潤滑油膜反射特性的分析,驗證了超聲波測量薄油膜厚度的合理性和準確性,對所設計實驗臺的可行性進行了驗證。為柴油機缸上潤滑油膜厚度的超聲波測量奠定了基礎,并為仿真預測設計提出了標定的可行性方案。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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用，其準確性和可行性得到了研究人員的一致認可。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算潤滑油膜厚度。在潤滑油膜的性質參數(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可。電容法的基本原理是容大小來計算潤滑油膜厚度。在潤滑油膜的性質參數(shù)如以根據(jù)介電常數(shù)、厚度、電容之間的關系公式對潤滑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A.等人的改進后，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行了探容的存在，電容法無法得出一個很好的結果，幾乎不能5 年，Dyson 等對線接觸彈流潤滑油膜的電容值進行度、電容之間的關系公式計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，形成一個電極，被注射器的保護層包裹。這些部件相互絕緣，由環(huán)氧樹脂層固定在發(fā)動機上。整個設直徑（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)由三個導體接地，然后測量電該方法適用于測量厚度大約 10μm 的油膜，超過這個厚度，電容變化太小而準確的確定。當傳感器的響應沒有遵循平行板電容公式時必須校準，否則保與中央電極距離可能不夠接近，無法測量。校準受滑塊和表面光度儀的影響器安裝在環(huán)內(nèi)側，膜厚度在整個沖程均可以被測量。但是它只能在確定環(huán)上個點對膜厚度進行評估，并且會增加環(huán)與活塞連接的難度。針對此問題將設行改進，在安裝和維護更容易的缸套上安裝三個傳感器。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，可以確定每個活塞環(huán)經(jīng)過傳感器
【參考文獻】

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本文編號：2838817