專利名稱：一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置。
技術(shù)背景
柴油機(jī)的噴油時刻、油量、噴油過程的控制都離不開噴油器，因此噴油器作為柴油 機(jī)的核心組成部分，直接關(guān)系著柴油機(jī)性能的發(fā)揮。如今，對噴油器的研究已經(jīng)成為對柴油 機(jī)研究的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，電控噴射技術(shù)的發(fā)展，使得噴油器承擔(dān)越來越核心的任務(wù)。
目前使用的發(fā)動機(jī)，如若需要對噴油器的噴油量進(jìn)行精確測量，必須在試驗(yàn)臺上 同時準(zhǔn)確有效地模擬凸輪驅(qū)動轉(zhuǎn)速、凸輪沖擊載荷、凸輪加載規(guī)律、供油壓力、安裝定位方 式、工作油溫等復(fù)雜情況。當(dāng)發(fā)動機(jī)類型不同時，就需要對上述模擬進(jìn)行相應(yīng)的改變。另 外，由于試驗(yàn)臺必須適應(yīng)不同尺寸、形狀和類型的各種噴油器，并保障噴油器安裝與拆除的 快速性，滿足噴油器嚴(yán)格的自適應(yīng)定位和作用行程等相關(guān)苛刻要求；而針對特定的發(fā)動機(jī) 則不需要考慮上述特殊性，只需要安裝型號要求對應(yīng)的一種噴油器，以及在特定缸蓋上進(jìn) 行一次性安裝與調(diào)整。
基于上述原因，目前的發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺，很難對被測試件噴油器(尤其針對 PT噴油器)，進(jìn)行快速安裝與沖擊加載，在測試完成后也很難快速拆卸。
改進(jìn)發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺，使得被測試件噴油器的安裝與拆卸能夠在短時間(比 如幾秒鐘)內(nèi)完成，并且在高速大沖擊運(yùn)行的試驗(yàn)過程中始終保持精確的作用行程、作用 點(diǎn)以及恰到好處的作用力，避免任何形式的差錯，以減少對噴油器造成的損壞，降低計(jì)量的 誤差，是目前研究的項(xiàng)目之一。但這在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)上都是一個棘手的難題。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn) 臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，能夠適應(yīng)各種尺寸、形狀和類型的噴油器的迅速安裝與拆卸，同 時保證在高速大沖擊運(yùn)行的試驗(yàn)過程中始終保持精確的作用行程、作用點(diǎn)以及合適的作用 力，減少對噴油器造成的損壞，降低計(jì)量的誤差。
技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，包括凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī) 構(gòu)。
所述凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪和從動桿，所述從動桿安裝在導(dǎo)向孔內(nèi)，其一端與凸輪的 曲面接觸，另一端設(shè)有壓緊噴油器彈簧的壓緊裝置，所述凸輪安裝在凸輪軸上，且凸輪軸位 置固定；凸輪繞凸輪軸旋轉(zhuǎn)，帶動從動桿在導(dǎo)向孔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。
所述液壓操縱機(jī)構(gòu)包括中間活塞、活塞套、左活塞、右活塞和活塞桿，所述活塞套 位置固定；所述中間活塞套裝在左活塞上，活塞套套裝在中間活塞和右活塞上，活塞桿穿過 中間活塞底部與活塞桿相適配的孔，所述左活塞和右活塞固定在活塞桿的兩端；在中間活 套內(nèi)，左活塞與中間活塞底部之間的腔體為密封腔，所述密封腔與密封腔油路相連通；在活塞套內(nèi)，中間活塞底部與右活塞之間的腔體為放松腔，所述放松腔與放松腔油路相連通；在 活塞套內(nèi)，右活塞和活塞套底部之間的腔體為夾緊腔，所述夾緊腔與夾緊腔油路相連通；由 于左活塞和右活塞通過活塞桿相固定，因而左活塞和右活塞的運(yùn)動是一致的；在所述液壓 操縱機(jī)構(gòu)中，通過控制密封腔、放松腔和夾緊腔為回油或者進(jìn)油狀態(tài)可以控制中間活塞、左 活塞和右活塞的移動；所述左活塞與活塞桿相背離的一側(cè)設(shè)有噴油嘴卡口。
從動桿端部的壓緊裝置能夠壓緊噴油器上的噴油器彈簧，左活塞上的噴油嘴卡口 能夠卡住噴油嘴；這樣，通過左活塞和中間活塞可以夾緊被測試件噴油器的噴油器體；通 過左活塞、凸輪和從動桿就可以頂緊噴油器柱塞了。噴油器彈簧能夠保證在凸輪回位時噴 油器柱塞跟隨回位。
由于凸輪機(jī)構(gòu)的行程位置和活塞套的位置固定，通過調(diào)節(jié)密封腔、放松腔和夾緊 腔的回油或者進(jìn)油狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種尺寸、形狀和類型的噴油器的迅速安裝與拆卸，同 時噴油器彈簧的使用減緩了噴油器受到的沖擊力，避免試驗(yàn)過程中對噴油器造成的損失， 提高計(jì)量精度。
使用時，首先通過噴油嘴卡口卡住噴油嘴，通過噴油器彈簧壓緊噴油器柱塞，以限 定被測件噴油器位置。當(dāng)噴油器放松時，放松腔進(jìn)油，同時密封腔和夾緊腔回油至油箱，則 左活塞和右活塞右行，中間活塞左行，放松噴油器體和噴油器柱塞與從動桿。當(dāng)噴油器夾緊 準(zhǔn)備試驗(yàn)時，凸輪必須處于最大行程處，放松腔回油至油箱，同時密封腔和夾緊腔進(jìn)油，左 活塞和右活塞左行，中間活塞右行，夾緊噴油器體，同時噴油器體整體還在右活塞的推動下 左行，使噴油器柱塞與從動桿頂緊，靜態(tài)頂緊力通過油壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)，確保試驗(yàn)過程 中，噴油器針閥下方中柴油全部擠出參與計(jì)量，同時不至于因?yàn)樽饔昧^大頂壞噴油嘴部 分。
所述密封腔油路設(shè)置在中間活塞上，所述放松腔油路設(shè)置在活塞套上，所述夾緊 腔油路設(shè)置在活塞套上。
所述自適應(yīng)浮動夾緊裝置還可以包括放置被測試件噴油器的殼體，所述殼體與中 間活套相固定。
所述自適應(yīng)浮動夾緊裝置滿足了各種形狀與尺寸的噴油器殼體與運(yùn)動件(噴油 器柱塞)的同步、快速夾緊放松的要求；且凸輪還可以通過凸輪位置檢測裝置和同步數(shù)控 電磁制動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)凸輪在噴油器夾緊過程中位置的自動定位。
有益效果本發(fā)明提供的一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，采用 凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對噴油器的浮動式夾緊，提高了作業(yè)效率、檢測過程的安 全性與便捷性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖3為使用本發(fā)明裝置的發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖4為針對本發(fā)明中的液壓傳動機(jī)構(gòu)的一種油路示意圖5為夾緊腔壓力波動過程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
如圖1所示為一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包 括凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī)構(gòu)。
所述凸輪機(jī)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)如圖2所示的凸輪10和從動桿9，所述從動桿9安裝在導(dǎo) 向孔內(nèi)，其一端與凸輪10的曲面接觸，另一端設(shè)有壓緊噴油器彈簧8的壓緊裝置，所述凸輪 10安裝在凸輪軸上，且凸輪軸位置固定。
所述液壓操縱機(jī)構(gòu)包括中間活塞1、活塞套2、左活塞4、右活塞3和活塞桿，所述活 塞套2位置固定；所述中間活塞套裝在左活塞4上，活塞套2套裝在中間活塞1和右活塞3 上，活塞桿穿過中間活塞1底部與活塞桿相適配的孔，所述左活塞4和右活塞3固定在活塞 桿的兩端；在中間活套1內(nèi)，左活塞4與中間活塞1底部之間的腔體為密封腔C，所述密封 腔C與中間活套1上設(shè)置的密封腔油路相連通；在活塞套2內(nèi)，中間活塞1底部與右活塞3 之間的腔體為放松腔B，所述放松腔B與活塞套2上設(shè)置的放松腔油路相連通；在活塞套2 內(nèi)，右活塞3和活塞套2底部之間的腔體為夾緊腔D，所述夾緊腔D與活塞套2上設(shè)置的夾 緊腔油路相連通；放置被測試件噴油器的殼體與中間活套2相固定；所述左活塞4與活塞 桿相背離的一側(cè)設(shè)有噴油嘴卡口。
使用時，將噴油嘴卡在噴油嘴卡口上，噴油器針閥7被噴油嘴卡口封住，從動桿9 端部的壓緊裝置壓緊噴油器彈簧8，噴油器彈簧8頂住噴油器柱塞6，噴油器體5置于殼體 內(nèi)。
圖3所示為使用上述自適應(yīng)浮動夾緊裝置的發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖， 供電與電氣控制系統(tǒng)對凸輪機(jī)構(gòu)(凸輪驅(qū)動與定位機(jī)構(gòu))和油路與多級調(diào)壓系統(tǒng)進(jìn)行控 制，液壓操縱機(jī)構(gòu)受油路與多級調(diào)壓系統(tǒng)控制，液壓操縱機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)通過 計(jì)量測試顯示系統(tǒng)顯示，顯示的內(nèi)容包括噴油量、頻率、油壓、油溫等信息；同時所示發(fā)動機(jī) 噴油器試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)還需要對油路內(nèi)的油溫進(jìn)行控制，所以油路與多級調(diào)壓系統(tǒng)同時還接受 油溫自動控制系統(tǒng)的調(diào)控。
在圖3所示結(jié)構(gòu)中，油路部分可以采用圖4所示結(jié)構(gòu)，利用電磁閥對密封腔C、放 松腔B和夾緊腔D進(jìn)行進(jìn)油和回油狀態(tài)的控制，其中FX為換向閥，JY為減壓穩(wěn)壓閥，YL為 溢流閥，JZ為截止閥。在油箱內(nèi)設(shè)有加熱器和溫度傳感器，對油溫進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。通過PLC 控制油路中各個閥體的得電與否可以對液壓操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)所述發(fā)動機(jī)噴油器試 驗(yàn)臺的操作順序?yàn)?br> Os IOs 夾緊腔D處于回油狀態(tài)(密封腔C同步工作)；
IOs 20s 夾緊腔D開始通系統(tǒng)壓力油(密封腔C同步通系統(tǒng)壓力油)、左活塞 和右活塞左行至到位，中間活塞右行至到位、20s末截止閥JZl截止；
30s 60s 凸輪電機(jī)啟動，噴油器開始噴油；
60s 80s 凸輪電機(jī)停止，噴油器停止噴油，7 末截止閥JZl接通系統(tǒng)壓力，直 至 80s。
80s 90s 夾緊腔D開始接回油(密封腔C同步開始回油)，同時放松腔B通系 統(tǒng)壓力油，左活塞和右活塞在放松腔B的推動下右行并到位。
基于上述發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的操作順序，設(shè)計(jì)凸輪軸的轉(zhuǎn)速為1025r/min，噴油器供油壓力為0. SMPa ；噴油次數(shù)的計(jì)數(shù)可以通過相關(guān)的檢測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
為了便于對整個自適應(yīng)浮動夾緊裝置進(jìn)行性能評價、改進(jìn)設(shè)計(jì)、故障診斷，可以利 用時域觀察計(jì)算等手段對該自適應(yīng)浮動夾緊裝置的油液動態(tài)信號進(jìn)行分析處理。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)，夾緊腔D在實(shí)際工作過程中壓力波動過程的示意圖如圖5所示， 其通過IOkHz采樣頻率實(shí)測了夾緊腔D 口處四個周期的壓力波動波形，采樣總時間為 0. 25s。圖5中，標(biāo)號2為夾緊腔D開始進(jìn)系統(tǒng)壓力油、右活塞3左行、到位過程，最終壓力 為0. 78MPa,右活塞3左行占用時間約Is,主要發(fā)生在圖5中標(biāo)號3的階段，對應(yīng)0. 38MPa左 右，壓力不升反而略有下降，表明右活塞3克服整個裝置初始摩擦力等阻力真實(shí)地左行了 ；
圖5中標(biāo)號4 (兩處)表示噴油器柱塞6實(shí)際承受的靜態(tài)頂緊力0. 78MPa,比較穩(wěn) 定說明系統(tǒng)溢流閥YL工作正常；右活塞3直徑為10cm，噴油器柱塞6實(shí)際承受的靜態(tài)頂緊 力為6123N。
通過圖5中標(biāo)號4 (兩處)可以看出，截止閥JZ截止的情況下，夾緊腔D的壓力 出現(xiàn)較大下降，結(jié)合圖5中標(biāo)號7(截止閥JZ接通系統(tǒng)壓力)可知，70多秒內(nèi)總壓降達(dá) 0. 35MI^左右。右活塞3橡膠密封處出現(xiàn)明顯泄露，以右邊的標(biāo)號4為例(此時凸輪已旋轉(zhuǎn) 7 30s)，15s 內(nèi)壓降為 0. IMPa,達(dá) 0. 0066MPa/s。
圖5中標(biāo)號8反映了夾緊腔D回油壓力迅速下降、到位過程，圖5中標(biāo)號9反映了 夾緊腔D在放松腔B對右活塞3推動下右行保壓過程，主要與左活塞4和右活塞3受到的 摩擦及活塞運(yùn)行速度有關(guān)。
圖5中標(biāo)號6部分為凸輪電機(jī)啟動，噴油器開始噴油過程。
上述發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺，通過組合液壓油缸的多級多路關(guān)聯(lián)伸縮機(jī)構(gòu)，滿足了 各種形狀與尺寸的噴油器殼體與運(yùn)動件的同步、瞬時夾緊的要求；通過凸輪傳動、導(dǎo)向孔、 噴油嘴卡口和活塞套的自適應(yīng)定位進(jìn)行定向、以及電液自動控制與油壓精確控制，使得噴 油器在高速大沖擊運(yùn)行過程中始終保持精確的作用行程和作用點(diǎn)，以及合適的作用力；通 過凸輪位置檢測與同步數(shù)控電磁制動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)凸輪在噴油器夾緊過程中的自動定位。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，其特征在于該自適應(yīng)浮動夾緊 裝置包括凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī)構(gòu)所述凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪(10)和從動桿(9)，所述從動桿(9)的一端與凸輪(10)的曲面 接觸，另一端設(shè)有壓緊噴油器彈簧的壓緊裝置，所述凸輪(10)安裝在凸輪軸上，且凸輪軸 位置固定；所述液壓操縱機(jī)構(gòu)包括中間活塞(1)、活塞套O)、左活塞G)、右活塞C3)和活塞桿， 所述活塞套( 位置固定；所述中間活塞套裝在左活塞(4)上，活塞套( 套裝在中間活塞 (1)和右活塞C3)上，活塞桿穿過中間活塞(1)底部與活塞桿相適配的孔，所述左活塞(4) 和右活塞C3)固定在活塞桿的兩端；在中間活塞(1)內(nèi)，左活塞(4)與中間活塞(1)底部之 間的腔體為密封腔，所述密封腔與密封腔油路相連通；在活塞套O)內(nèi)，中間活塞(1)底部 與右活塞( 之間的腔體為放松腔，所述放松腔與放松腔油路相連通；在活塞套O)內(nèi)，右 活塞( 和活塞套( 底部之間的腔體為夾緊腔，所述夾緊腔與夾緊腔油路相連通；所述左 活塞(4)與活塞桿相背離的一側(cè)設(shè)有噴油嘴卡口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，其特征在于 所述密封腔油路設(shè)置在中間活塞(1)上，所述放松腔油路設(shè)置在活塞套( 上，所述夾緊腔 油路設(shè)置在活塞套( 上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，其特征在于 所述自適應(yīng)浮動夾緊裝置還包括放置被測試件噴油器的殼體，所述殼體與中間活套(2)相 固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(jī)噴油器試驗(yàn)臺的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，包括凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī)構(gòu)；所述凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪和從動桿；所述液壓操縱機(jī)構(gòu)包括中間活塞、活塞套、左活塞、右活塞和活塞桿；所述中間活塞套裝在左活塞上，活塞套套裝在中間活塞和右活塞上，所述左活塞和右活塞固定在活塞桿的兩端；左活塞與中間活塞底部之間的腔體為密封腔，中間活塞底部與右活塞之間的腔體為放松腔，右活塞和活塞套底部之間的腔體為夾緊腔；所述左活塞上設(shè)有噴油嘴卡口，所述從動桿安裝在導(dǎo)向孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動。本發(fā)明提供的自適應(yīng)浮動夾緊裝置，采用凸輪機(jī)構(gòu)和液壓操縱機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對噴油器的浮動式夾緊與放松，提高了作業(yè)效率、檢測過程的安全性與便捷性。
文檔編號F02M65/00GK102042144SQ20111000412
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者夏天, 梁升, 王東, 王新晴, 錢淑華 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院