技术领域
[0001] 本实用新型属于
汽车发动机技术领域，涉及一种用于喷油器球与孔板摩擦学性能测试的装置。
背景技术
[0002] 高压共轨技术是未来柴油机发展的主流趋势。喷油器是共轨系统中最重要的总成，球与孔板是喷油器中重要的一对
摩擦副，该配副的摩擦学性能直接影响到喷油器的喷油性能和发动机的燃油经济性。目前，评价球、孔板摩擦学性能的方法为：将球与孔板安装于喷油器总成，进行1000小时的可靠性热负荷台架试验。该方法试验周期长，耗费巨大的人
力、物力。
发明内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于喷油器球与孔板摩擦学性能测试的装置，该装置能够模拟喷油器球和孔板的实际工况对两者的摩擦学性能进行测试，且能够节约实验成本。
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型的用于喷油器球与孔板摩擦学性能测试的装置包括主控制台，轴向力传导装置，上夹具，上试样固定件，下试样固定件，孔板试样夹具，加热模
块，
水平往复
工作台；所述的轴向力传导装置的上部与主控制台的上安装台
螺纹连接，底部与上夹具固定连接；上试样固定件由上夹具夹装固定，且其下部与下试样固定件
螺纹连接；上试样固定件底部的凸球面对准下试样固定件底部的圆孔；加热模块固定在水平往复工作台上；孔板试样夹具固定在加热模块上，且位于下试样固定件的下方。
[0005] 所述的轴向力传导装置采用
丝杠，丝杠的底部与上夹具固定连接。
[0006] 所述的轴向力传导装置与上夹具的
接触面安装压力
传感器。
[0007] 所述的孔板试样夹具嵌入在加热模块的凹槽内。
[0008] 所述的孔板试样夹具与加热模块接触部分固定安装
温度传感器13。
[0009] 测试时，将球试样安装在下试样固定件底部的圆孔处，上试样固定件底部的凸球面压住球试样；在孔板试样的表面一次性添加0.5毫升的0#柴油；转动轴向力传导装置调整
载荷至设定值，再将加热模块加热到设定的温度后，即可控制水平往复工作台按设定的移动速度、移动幅度开始做线性往复运动，经过设定时间磨损后完成测试。通过扫描电镜即可观测球试样的磨损形貌，通过三维形貌仪测得球试样的磨斑直径、孔板试样的平均磨痕深度。
[0010] 现有的喷油器球与孔板的可靠性台架试验需进行1000小时，每次喷油过程中，喷油器球与孔板的相对滑动距离为12微米(即12x10-6m)，按每分钟喷油800次计算，1000小时试验中喷油器球与孔板的相对的行程为576m。
[0011] 本实用新型可以模拟喷油器球与孔板的实际工况，替代喷油器球与孔板1000小时可靠性台架对两者的摩擦学性能进行测试，可以减少试验周期；并且在进行测试时只需要在孔板试样的表面一次性添加0.5毫升的0#柴油即可，可以大大节省试验用的燃油。
[0012] 本实用新型用于模拟喷油器球与孔板在喷油器中的摩擦磨损行为，替代喷油器球与孔板 1000小时喷油器可靠性台架试验，极大提高了工作效率并大大节约了实验成本。
附图说明：
[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
[0014] 图1是本实用新型的结构剖视图。
[0015] 图2a、图2b、图2c是在三种实验条件下的球试样磨损微观形貌图片。
具体实施方式
[0016] 如图1所示，本实用新型的用于喷油器球与孔板摩擦学性能测试的装置包括主控制台2，轴向力传导装置3，上夹具4，上试样固定件5，下试样固定件6，加热模块10，水平往复工作台11。
[0017] 所述的轴向力传导装置3采用丝杠。丝杠的上部与主控制台2的上安装台21螺纹连接，底部可以通过螺钉连接方式与上夹具4固定连接或者与上夹具4一体连接；上试样固定件5 的上部由上夹具4夹装固定，下部与下试样固定件6螺纹连接；上试样固定件5底部的凸球面位于下试样固定件6空腔内并对准下试样固定件6底部的圆孔。
[0018] 所述的轴向力传导装置3还可以采用其他上部具有螺纹的部件。
[0019] 如图1所示，所述的轴向力传导装置3与上夹具4的接触面可以安装
压力传感器12，用于检测球试样7施加到孔板试样8的载荷。
[0020] 所述的压力传感器12还可以安装在上部安装台21与轴向力传导装置3的接触面或者上夹具4与上试样固定件5的接触面。
[0021] 所述的水平往复工作台11可以安装在单独的平台上，也可以安装在主控制台2的下部平台22上，加热模块10可以通过夹装方式固定在水平往复工作台11上，或者通过螺钉连接方式固定在水平往复工作台11上；孔板试样夹具9设置在加热模块10上，可以通过螺钉与加热模块10固定连接，也可以与加热模块10一体连接或者嵌入在加热模块10的凹槽内。
[0022] 所述孔板试样夹具9与加热模块10接触部分可以固定温度传感器13，用于测量加热模块10的温度。
[0023] 所述的温度传感器13还可以设置在孔板试样夹具9上或者孔板试样8上。
[0024] 所述的水平往复工作台11上还可以安装速度传感器和位移传感器，用于检测水平往复工作台11的移动速度及移动幅度。
[0025] 测试时，球试样7安装在下试样固定件6底部的圆孔处，并且上试样固定件5底部的凸球面与球试样7接触；孔板试样8装夹固定在孔板试样夹具9上，并在孔板试样8的表面一次性添加0.5毫升的0#柴油。转动轴向力传导装置3调整球试样7对孔板试样8施加的载荷，载荷可通过压力传感器读出；通过加热模块10将孔板试样8加热到设定的温度后，控制水平往复工作台11按设定的移动速度、移动幅度做线性往复运动。经过设定时间的磨损试验后，将球试样7放置在扫描电镜下可观测到球试样7的磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损，三种试验条件下球试样7的磨损形貌分别见图2a、图2b、图2c。在三维形貌仪下可测得球试样7的磨斑直径、孔板试样的平均磨痕深度，通过计算还可得到球试样7的磨损体积。
[0026] 球试样7的磨损体积V计算公式如下：
[0027] V＝V1-V2
[0028]
[0029]
[0030]
[0031] 其中，r为球试样7的半径，d为球试样7的磨斑直径，h1为球磨损掉的球缺高度，h2为孔板试样的平均磨痕深度。
[0032] 通过设置球试样7对孔板试样8施加的载荷、水平往复工作台11的移动速度、移动幅度以及加热模块10的温度，可以在不同试验条件下对球试样7与孔板试样的摩擦学性能进行测试。
[0033] 主控制台2还可以与外部主机1连接，预先通过外部主机设置水平往复工作台11的移动速度、移动幅度以及加热模块10的温度。
[0034] 当移动幅度设置为4mm时，球试样与孔板试样的相对滑动距离为16mm，当移动速度为 80mm/s、移动幅度为4mm时，每分钟球试样与孔板试样的相对行程为4.8m，在此条件下，只需2小时，即可满足可靠性台架试验1000小时的行程。
[0035] 实验条件与球磨损性能测试结果见表1和表2。
[0036] 表1
[0037]
[0038] 表2
[0039]
