用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于发动机测试技术领域，并具体公开了用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置及方法，其包括激光位移传感器、固定座、激光光路隔油罩、气门夹块及动态信号采集分析系统，激光位移传感器安装在固定座上，用于发射激光，激光在气门夹块的测量面上发生散射后由激光位移传感器接收，接收后的激光信号转化为电信号传输至动态信号采集分析系统中；激光光路隔油罩罩在激光位移传感器外部；气门夹块的中部开设有气门杆固定孔，一端设置有测量面，气门杆固定孔与测量面之间还设置有隔油板和卸油槽；动态信号采集分析系统与激光位移传感器相连。本发明专利技术适用于在复杂油雾环境下实现气门运动规律的实时精确测量，具有结构简单，测量精确等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置及方法
本专利技术属于发动机测试
，更具体地，涉及用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置及方法。
技术介绍
配气机构是发动机两大运动机构之一，它根据发动机的工作循环规律，定时开启或关闭气门，使新鲜空气进入气缸，废气从气缸内排出，形成工质的合理循环。同时在发动机压缩过程和做功过程保证燃烧室的密封，形成较强的做功能力。气门运行状态的好坏直接影响着发动机的换气过程，进而影响了发动机燃烧性能和排放水平的好坏，在发动机中起到至关重要的作用。所以，进行发动机实机运行状态下的气门运动规律测量，对优化发动机配气机构设计、评估发动机配气机构运行状态、保证发动机的可靠运行等方面都有着重要的指导意义。气门运动规律的测量，主要包含气门升程的测量。目前气门升程的测量大致分有四类：一是主要用于发动机装配后，进行气门装配是否符合要求的静态测量。这类测量目前广泛应用在各个汽车公司或者发动机公司的装配监测中，相应的专利也最多，如CN201020700356.3，CN201110424884.X，CN201210060271.7，CN201520101336.7，CN201611100436.3等。这类测量往往通过盘车的形式来实现发动机的旋转，旋转速度很低，其气门运动规律跟发动机实机运行状态下的气门运动的运动学和动力学规律完全不同，不存在发动机实机运行状态下的气门加速和减速运动，故而无法获得气门飞脱和反跳等不正常运动特征。因此，此类测量方法仅可用于监测发动机装配后气门升程是否符合设计情况。二是用于气道实验台的气门升程测量，这类气门升程测量方法相对更简单，仅用于测量不同气门升程状态下的气门升程量，不涉及到气门运动规律的测量。由于方法相对简单，此类研究和专利都相对较少。三是气门运动模拟实验台及模拟实验台上的气门运动规律测量。这类测量能够较好地测量模拟实验台上的气门运动规律，但由于气门运动模拟实验台中，无法模拟气门推杆等的热胀冷缩情况，并且也没有发动机的振动影响，因此，测量的气门运动规律相对较理想，与发动机实机运行状态下的气门运动规律还有所不同。此类测量的专利也有很多，如CN201220152112.5，CN201310188820.3，CN201610724010.9等。四是发动机实时运行状态下气门运动规律的在线测量。这类测量是在发动机实际运行工况下测量的，包含了不同发动机工况下的气门及推杆热胀冷缩的影响，以及发动机振动的影响，其测量获得气门运动学规律和动力学规律就更真实，根据这些规律分析的气门飞脱，气门反跳，气门磨损，气门撞击和受力情况就更真实，更能指导发动机配气机构的设计。由于此类测量更趋发动机实际，相应的测量方法开始慢慢普及起来，相应的专利有CN201110418961.0，CN201320042644.8，CN201320045694.1等。上述四类测量方法，各有优缺点，适合不同用途。在发动机装配检测中，简单的千分表等方式测量各个转角下的气门升程，得到发动机的气门升程曲线，该方法简便快捷，能加快发动机装配速度，适用于装配线上的批量检测。但该方法无法实现发动机实机运行状态下的气门运动规律的测量，对发动机实机运行状态的检测和监控的意义不大，也无法指导发动机配气机构的设计和优化。气门运动模拟实验台往往采用电机带动配气机构运动，以模拟气门的运动规律。气门运动模拟实验台是一种简化版的发动机配气机构，模拟试验台中测量空间更大，同时可以去除一些复杂环境，故而测量难度相对较小。此类测量对气门的设计已经具有指导意义，可以指导防止气门飞脱和气门反跳的配气机构设计，但由于无法准确模拟配气机构受热膨胀情况和发动机震动对配气机构的受力影响，因此还存在一定的不足，对配气机构的受力和磨损分析的指导意义相对不够。在实机测量中，具体的测量方法也有多种，如采用差动变压式位移传感器之类的杆式位移传感器测量气门升程；采用电子测微计来测量气门升程；采用高速摄像记录气门运动过程，使用图像处理的方法来获得气门运动规律；使用激光位移传感器等方法。其中，杆式位移传感器测量杆允许的移动速度有限，不能测高转速下的气门升程，并且这些传感器需要跟气门固定在一起，这就大大增大了气门运动件的质量，改变了气门运动的惯性规律，从而改变了气门的原有运动特性。激光位移测量和高速摄像测量则为非接触性测量，不会改变气门运动的原有特性，对研究气门运动规律更有裨益，而高速摄影测量需对采集的图片进行数据处理才能得到气门运动规律，过程较为繁琐，不如激光位移传感器测量简单方便。发动机实机运行过程中，发动机气缸盖罩内，尤其是气门附近存在大量的润滑油，以进行配气机构运动副的润滑，这些润滑油往往以油滴或者油雾的形式存在于气门附近。采用激光位移传感器测量，是通过激光的传播来测量位移，而大量的油滴及油雾，会使光束产生折射和散射，从而影响了测量精度。综上，针对复杂油雾测量环境，目前的气门运动规律测量装置难以适用，本领域亟需进行研究设计以获得满足复杂油雾测量环境的气门运动规律测量装置。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置及方法，目的在于解决现有测量装置不适用于在复杂油雾环境下实现精确测量的问题，本专利技术通过设置隔油结构，使得测量装置适用于在复杂油雾环境下实现发动机实机运行状态时的气门升程规律或运动规律的实时精确测量，具有结构简单，测量精确等优点。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置，其包括激光位移传感器、固定座、激光光路隔油罩、气门夹块及动态信号采集分析系统，其中，所述激光位移传感器安装在固定座上，用于发射激光以垂直射在气门夹块的测量面上，激光在气门夹块的测量面上发生散射后重新由激光位移传感器接收，接收后的激光信号转化为电信号传输至动态信号采集分析系统中；所述激光光路隔油罩罩在激光位移传感器外部，防止润滑油飞溅到激光光路上，并将飞溅到隔油罩上的润滑油引流到指定区域；所述气门夹块设于激光位移传感器激光发射头的下方，其中部开设有气门杆固定孔，用于将气门夹块安装在气门杆上，其一端设置有位于激光位移传感器正下方的测量面，所述气门杆固定孔与测量面之间还设置有隔油板和卸油槽；所述动态信号采集分析系统与激光位移传感器相连，用于接收激光位移传感器传输的电信号。作为进一步优选的，所述激光光路隔油罩上开设有用于将激光光路隔油罩安装在激光位移传感器外部的安装孔，其顶面开设有用于避让激光位移传感器数据输出线缆的U型孔，其正面下端设置有斜度，以使飞溅到隔油罩正面的润滑油向下流走，底部设置有带斜度的导油槽，以使从隔油罩流到导油槽上的润滑油向较低侧流走，流向设定区域。作为进一步优选的，所述气门夹块上开设有与气门杆固定孔连通的缝隙，还开设有轴线与气门杆固定孔轴线垂直的螺栓固定孔，以此在气门夹块安装在气门杆上后通过拧紧穿过螺栓固定孔的螺栓使缝隙闭合，以使气门夹块发生变形，进而将气门夹块稳定可靠的固定在气门杆上。作为进一步优选的，所述缝隙的宽度为3-6mm。作为进一步优选的，所述测量面的四周设有卸油倒角，用于使飞溅到测量面上的润滑油快速流走。作为进一步优选的，所述测量面和气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置，其特征在于，包括激光位移传感器(2)、固定座(1)、激光光路隔油罩(3)、气门夹块(4)及动态信号采集分析系统(6)，其中，所述激光位移传感器(2)安装在固定座(1)上，用于发射激光以垂直射在气门夹块(4)的测量面上，激光在气门夹块的测量面上发生散射后重新由激光位移传感器(2)接收，接收后的激光信号转化为电信号传输至动态信号采集分析系统(6)中；所述激光光路隔油罩(3)罩在激光位移传感器(2)外部，防止润滑油飞溅到激光光路上，并将飞溅到隔油罩上的润滑油引流，避免在激光光路中产生润滑油滴和润滑油雾；所述气门夹块(4)设于激光位移传感器(2)的下方，其中部开设有气门杆固定孔(4‑1)，用于将气门夹块(4)安装在气门杆(5)上，其一端设置有位于激光位移传感器(2)激光发射头正下方的测量面(4‑2)，所述气门杆固定孔(4‑1)与测量面(4‑2)之间设置有隔油板(4‑3)和卸油槽(4‑6)；所述动态信号采集分析系统(6)与激光位移传感器(2)相连，用于接收激光位移传感器传输的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置，其特征在于，包括激光位移传感器(2)、固定座(1)、激光光路隔油罩(3)、气门夹块(4)及动态信号采集分析系统(6)，其中，所述激光位移传感器(2)安装在固定座(1)上，用于发射激光以垂直射在气门夹块(4)的测量面上，激光在气门夹块的测量面上发生散射后重新由激光位移传感器(2)接收，接收后的激光信号转化为电信号传输至动态信号采集分析系统(6)中；所述激光光路隔油罩(3)罩在激光位移传感器(2)外部，防止润滑油飞溅到激光光路上，并将飞溅到隔油罩上的润滑油引流，避免在激光光路中产生润滑油滴和润滑油雾；所述气门夹块(4)设于激光位移传感器(2)的下方，其中部开设有气门杆固定孔(4-1)，用于将气门夹块(4)安装在气门杆(5)上，其一端设置有位于激光位移传感器(2)激光发射头正下方的测量面(4-2)，所述气门杆固定孔(4-1)与测量面(4-2)之间设置有隔油板(4-3)和卸油槽(4-6)；所述动态信号采集分析系统(6)与激光位移传感器(2)相连，用于接收激光位移传感器传输的电信号。2.如权利要求1所述的适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置，其特征在于，所述激光光路隔油罩(3)上开设有用于将激光光路隔油罩(3)安装在激光位移传感器外部的安装孔(3-1)，其顶面开设有用于避让激光位移传感器数据输出线缆的U型孔(3-2)，其正面下端设置有斜度，以使飞溅到隔油罩上的润滑油向下流走，底部设置有带斜度的导油槽(3-3)，以使从隔油罩流到导油槽上的润滑油向较低侧流走。3.如权利要求1所述的适用于复杂油雾环境的发动机气门运动规律测量装置，其特征在于，所述气门夹块(4)上开设有与气门杆固定孔(4-1)连通的缝隙(4-4)，还开设有轴线与气门杆固定孔(4-1)轴线垂直的螺栓固定孔(4-5)，以此在气门夹块(4)安装在气门杆(5)上后通过拧紧穿过螺栓固定孔(4-5)的螺栓使缝隙(4-4)闭合，以使气门夹块(4)发生变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆文，覃国宇，成晓北，杜涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42