专利名称：内燃机润滑系统的流量分布测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及流量的测量领域，特别是一种内燃机内润滑系统流量分布的测量装置和方法。
背景技术：
内燃机润滑系统是保证内燃机正常运转的重要系统，润滑失效将直接导致内燃机严重磨损，甚至烧结。内燃机工作时，润滑系统需要连续不断地将温度适当的洁净润滑油输送到运动零件的摩擦表面，在摩擦表面之间形成弹性油膜，降低摩擦阻力和功率消耗；并对其进行冷却，降低摩擦表面温度，以提高内燃机工作的可靠性和耐久性。现代内燃机润滑系统结构日趋复杂，测量内燃机润滑系统中润滑油流量的分布，·对内燃机润滑系统及零部件润滑能力设计有积极的支撑作用，从而提高内燃机整体可靠性；试验表明，一台中速内燃机，较好的润滑系统设计，可使其使用寿命比原型机提高20% 30%，同时较好的润滑系统设计，对降低燃油消耗量和润滑油消耗量也有积极的作用。由此可见，内燃机润滑油流量分布的测量，对提高内燃机的可靠性、燃油经济性及润滑油经济性都有较大帮助。通过测量润滑系统中的流量分布，可以①确定内燃机润滑油泵的供油能力是否适合内燃机润滑需要，优化机油泵匹配；②使各缸润滑油流量分布均匀，合理，为各缸均匀润滑，适量润滑提供条件；③得出被测试内燃机在全工况下润滑系统各支路的流通特性，为润滑系统的优化设计提供数据支持得到内燃机各主要轴承和摩擦副内润滑油流通特性和润滑边界，为进一步的摩擦弹性流体分析提供数据。目前，对内燃机润滑系统的相关流量测量主要包括机油泵特性测量和主油道内压力测量。机油泵特性测量主要是测量不同转速下，该机油泵的流量与扬程的大小，可初步实现机油泵供油能力与内燃机润滑油总量需要的匹配分析。但该特性测量不能反映实际工作状况下的内燃机内部润滑情况。主油道内压力测量主要作用是观察主油道压力是否在设计范围内，防止主油道内压力过高或过低而导致润滑系统出现突发性问题，这种方法也不能准确获得润滑油在内燃机中的分布情况和各个关键润滑位置的润滑情况，不能满足优化内燃机各个关键润滑位置的润滑能力，提高内燃机的可靠性及润滑油经济性的需求。

发明内容
本发明的目的在于提供一种内燃机润滑系统中测量润滑油流量分布的装置，通过测量内燃机润滑系统中各关键润滑位置的流量分布情况，以实现整个润滑系统的优化，提高内燃机的可靠性及润滑油经济性。实现本发明的目的所采用的具体方案如下一种内燃机润滑油道中流量的测量方法，用于获得油道中的流量分布，其特征在于，该方法包括如下步骤
(I)在待测量的润滑油道轴向上依次开设多组垂直贯通于所述润滑油道的测量孔，每组测量孔包括一总压测量孔和一静压测量孔，其中，所述静压测压孔位于总压测量孔的上游；(2)测量获得每组测量孔中的总压测量孔和静压测量孔之间的压差值；(3)将所述压差值代入通过标定得到的压差与体积流量之间的计算公式，即可计算得出该测量孔处的体积流量值，进而可获得整个润滑油道的流量分布。本发明中，所述的压差值与准确体积流量之间的计算公式如下
权利要求
1.一种内燃机润滑油道中流量的测量方法，用于获得润滑油道中的流量分布，其特征在于，该方法包括如下步骤 (1)在待测量的润滑油道(5，6)轴向上依次开设多组垂直贯通于所述润滑油道(5，6)的测量孔，每组测量孔包括一总压测量孔(9)和一静压测量孔(8)，其中，所述静压测压孔(8)位于总压测量孔(9)的上游； (2)测量获得每组测量孔中的总压测量孔(9)和静压测量孔(8)之间的压差值； (3)将所述压差值代入通过标定得到的压差与体积流量之间的计算公式，即可计算得出该测量孔处的体积流量值，进而可获得整个润滑油道(5，6)的流量分布。
2.根据权利要求I所述的内燃机润滑油道中流量的测量方法，其特征在于，所述的压差值与准确体积流量之间的计算公式如下
3.根据权利要求I或2所述的内燃机润滑油道中流量的测量方法，其特征在于，所述总压测量孔(9)和静压测量孔(8)上分别设置有静压导压接头和总压导压接头，两者通过导压管(10)与压差变送器(11)连接，根据该压差变送器(11)即可测量出所述压差值。
4.根据权利要求1-3之一所述的内燃机润滑油道中流量的测量方法，其特征在于，所述静压测压孔(8)上游端有5倍管道当量直径的直管段，以保证静压测压孔(8)和总压测压孔(9)之间的流动为缓变流。
5.根据权利要求1-4之一所述的内燃机润滑油道中流量的测量方法，其特征在于，所述总压测压孔(9)与静压测压孔(8)之间有2倍通道当量直径的距离。
6.根据权利要求1-5之一所述的内燃机润滑油道中流量的测量方法，其特征在于，所述润滑油道(5，6)可以为机油泵出口副油道、机油冷却器腔进入主油道油路、主油道、通往齿轮室润滑油孔和/或通往气缸盖的润滑油孔等润滑油道。
7.一种内燃机润滑油道中的流量分布测量系统，其包括沿轴向依次开设在润滑油道(5,6)上、并垂直贯通于该润滑油道(5，6)的多组测量孔，每组测量孔包括一总压测量孔(9)和一静压测量孔(8)，用于测量润滑油道(5，6)在每个测量位置处的油压差； 其中，所述静压测压孔(8)位于总压测量孔(9)的上游，所述总压测量孔(9)和静压测量孔(8)上分别设置有静压导压接头和总压导压接头，两者通过导压管(10)与压差变送器(11)连接，根据该压差变送器(11)即可测量出所述压差值，根据该压差值利用标定得到的压差与体积流量之间的计算公式，即可计算得出相应位置处的体积流量值，进而获得整个润滑油道(5，6)的流量分布。
8.根据权利要求7所述的内燃机润滑油道中的流量分布测量系统，其特征在于，所述的静压测压孔(8)上游端有5倍管道当量直径的直管段。
9.根据权利要求7或8所述的内燃机润滑油道中的流量分布测量系统，其特征在于，所述的总压测压孔(9)与静压测压孔(8)之间有2倍通道当量直径的距离。
10.根据权利要求7-9之一所述的内燃机润滑油道中的流量测量系统，其特征在于，该测量系统还包括中间接管(14)，其用于设置在非水平或非竖直方向润滑油道内，以提高总压倒压接头的安装精度，其为公称直径与对应测压孔公称直径一致的柱体，包括垂直于柱体轴线的通孔(15)、以及垂直贯通该通孔(15)和主体一端端面的半通孔(16)。
11.根据权利要求7-10之一所述的内燃机润滑油道中的流量测量系统，其其特征在于，所述的标定通过标定装置完成，其中该标定装置包括标定用润滑油通道(22)和与该标定用润滑油通道(22)依次通过连接管道(23)连接的润滑油泵(18)、加热器(19)、温度传感器(20)和流量计(21)，其中， 所述标定用润滑油通道(22)的流通截面形状与所述润滑油通道(5，6)流通截面形状相同，该标定用润滑油通道(22)上设有垂直贯通的测量静压用的标定用静压导压孔(8A)和测量总压用的标定用总压导压孔(9A)，且所述标定用静压导压孔(8A)处于所述标定用总压导压孔(9A)位置上游，两者之间的距离与上述每组测量孔的静压导压孔(8)和总压导压孔(9)之间的距离一致，所述标定用静压导压孔(8A)上安装静压探针，所述标定用总压导压孔(9A)上安装总压探针，静压探针和总压探针均通过导压管(10)与一压差变送器(11)连接；所述润滑油泵(18)将润滑油箱(17)内的润滑油吸出，依次流经加热器(19)、温度传感器(20)、流量计(21)和标定用润滑油通道(22)，最后流回润滑油箱(17)，利用压差变送器(11)测得标定用静压导压孔(8A)和标定用总压导压孔(9A)间的压差，以及流量计(21)测得的流量，利用插值拟合即可标定获得相应温度下的流量与压差的计算公式。
全文摘要
本发明公开了一种内燃机润滑油道中流量的测量方法，包括如下步骤在待测量的润滑油道轴向上依次开设多组垂直贯通于所述润滑油道的测量孔，每组测量孔包括一总压测量孔和一静压测量孔，其中，静压测压孔位于总压测量孔的上游；测量获得每组测量孔中的总压测量孔和静压测量孔之间的压差值；将压差值代入通过标定得到的压差与体积流量之间的计算公式，即可计算得出该测量孔处的体积流量值，进而可获得整个润滑油道的流量分布。本发明还公开了一种内燃机润滑油道中的流量分布测量系统。本发明的方法和系统通过测量内燃机润滑系统中各关键润滑位置的流量分布情况，以实现整个润滑系统的优化，可提高内燃机的可靠性及润滑油经济性。
文档编号G01F1/34GK102788616SQ20121025823
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者刘贝, 王兆文, 黄荣华 申请人:华中科技大学