新型缸套2活塞环零部件摩擦磨损试验机及其测控系统

　　缸套2活塞环是内燃机的关键摩擦副,工作环境比较严酷,其摩擦学特性直接影响到发动机的使用寿命、可靠性、功率损失、燃料和润滑油消耗,故受到 高度重视[1-2]。由于高温高压作用和润滑状态不良,在活塞环顶环所在的上止点区难以维持流体动压润滑。活塞环实际上是在边界润滑和半干摩擦状态下工 作。因此,缸套和活塞环,尤其是在活塞速度为0的上止点区的摩擦磨损显得相当突出和复杂[1]。如何建立缸套2活塞环快速磨损试验方法,为内燃机选择最佳 的缸套2活塞环配对副提供评价手段是一个重要的研究课题。目前,对其评价的方法主要有以下几种:样件试验、道路试验、台架试验以及零部件试验等,但是这几 种方法都具有其自身的局限性,基于以上原因,开发一种新型摩擦磨损试验机。

　　磨损试验是一项费时的工作,经常需要24 h连续运转。在试验过程中有可能出现意外情况,如果不进行实时监测处理,将会影响试验结果的准确性,甚至损坏试验机,或者引起其它意外情况。另外,采用计 算机控制试验的全过程可以保证试验过程的准确重复,使试验结果具有良好的重复性。随着全球工业自动化技术的迅速发展及计算机在工业测控领域的广泛应用,传 统的工业控制软件已无法满足我们的需求,若采用计算机通用程序语言去编制这一监控系统,不仅费时、费力、开发周期长、研制成本高,而且通用性差,不便于系 统的扩展和升级,也不便于推广应用。而用目前流行的工业控制组态软件作为开发平台来开发这一监控程序,可以圆满地解决上述问题[3]。

　　1　摩擦磨损试验机

　　缸套2活塞环零部件摩擦磨损试验机的具体结构如图1所示。

　　该试验机主要特点是: (1)采用缸套2活塞环实际零件; (2)采用活塞环弹性膨胀加载方法,提供的强化载荷可以达到内燃机爆压的0.1~10倍,缸套工作温度可以达到350℃,具有周向载荷均匀、磨损后载荷自 动补偿等特点; (3)在线测量摩擦因数;(4)润滑油采用实际使用的系统油; (5)采用飞溅润滑、油环刮油的润滑方式; (6)转速5~500r/min。

　　2　试验机测控系统

　　系统包含硬件以及软件2大部分,硬件主要由工控机、传感器、变送器以及数据采集卡组成,软件是基于Kingview平台而设计开发的。

　　2.1　 “组态王”简介

　　Kingview与外部设备交换数据的示意图如图2所示。

　　它主要具有如下特点: (1)具有丰富的图库,支持Gif、Bmp以及Jpg等多种图片格式,支持W in2dows标准的Active X控件,可以轻松自如地构造逼真、美观的画面。(2)提供了多种报警方式,具有报警过滤以及报警优先级等功能,同时支持多种输出方式。(3) Kingview为用户提供了一套全新的、集成的内嵌式报表系统,内部提供丰富的报表函数。(4)支持大量通讯设备,支持OPC标准以及DDE通讯并且具 有网络功能[3]。(5)数据库中存放着全部数据变量的当前值。数据变量的集合称为数据词典,变量定义就是在数据词典中完成的,可以轻松完成数据库的构 造。(6)丰富的命令语言,如应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、变量改变命令语言和画面命令语言等。用户可以灵活使用这些语言,从而可以方 便地对画面以及现场进行控制。