用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器，包括内锥靶、弹性体和应变片，内锥靶设有竖向的锥靶中心通孔，内锥靶的内表面为锥面，锥靶中心通孔的最小孔径处形成靶孔，内锥靶的中下部外壁上设有外螺纹；弹性体包括内圈、外圈和桥臂，桥臂的两端分别与内圈的外侧和外圈的内侧连接，内圈设有竖向的内圈中心通孔且该孔壁上设有内螺纹，桥臂的表面安装有应变片；内圈套装于内锥靶外并通过螺纹连接，外圈用于安装打靶位置测试传感器。与传统最好的打靶位置测试装置的测试准确度相比，本发明专利技术所述打靶位置测试传感器的测试准确度提高了9倍，几乎提高了一个数量级，已经接近于真实反映活塞冷却喷嘴喷射油束；通过更换内锥靶可以适应不同型号活塞冷却喷嘴的打靶位置测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试装置，尤其涉及一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器。
技术介绍
活塞冷却喷嘴(即PCN)作为汽车发动机的重要组成部分，其性能的优劣对发动机运动活塞的润滑、冷却效果具有极其重要的作用。如图1所示，活塞冷却喷嘴由单向阀1和喷嘴体2组成，基于汽车发动机规格、型号的多样性，活塞冷却喷嘴的规格、型号也很多，但其结构形式大致相似。活塞冷却喷嘴的打靶位置测试是出厂检验项目，要求对所有出厂产品进行100％全数检验测试。打靶位置的定义是：供油压力达到规定测试压力值时，油束喷射打击的位置。如FL.P68型活塞冷却喷嘴的检测合格要求：供油压力400kPa时，油束喷入指定区域内流量大于等于90％。如图1所示，油束喷入指定区以靶板4上的靶孔3的形状、尺寸及其中心点的空间位置予以规定。靶孔3的形状多数为圆形，少数为异形。活塞冷却喷嘴的规格、型号不同，其靶孔3的形状、尺寸及其中心点的空间位置要求有所差异。打靶位置的测试一般在活塞冷却喷嘴性能实验台架上完成，与其开启压力、关闭压力、泄漏流量、泄油量等的测试一同进行。目前，可知的已公开打靶位置测试方法主要有称重法、图像识别法和人工目测法这三种，但这三种传统方法都存在测试精度不够高的问题。本专利技术的申请人研究的另一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试装置，已经申请专利，相比上述三种传统方法其测试精度能够得到提高，其结构如图2、图3、图4和图5所示，该打靶位置测试装置21包括测力传感器25、伞形靶27、保护套26、安装板22、孔板23和“Z”形过渡板24，安装板22为大致“L”形板，安装板22的竖向板上设有用于与夹具连接的安装孔(图中未示标记)，安装板22的横向板所在平面与活塞冷却喷嘴的喷嘴体2的中心轴线相互垂直，安装板22的横向板上和孔板23上各自设有竖向或斜向的通孔(图中未示)，孔板23安装于安装板22的横向板上且孔板23的通孔位于安装板22的横向板的通孔内，孔板23的通孔位于与活塞冷却喷嘴的喷嘴体2的喷口的下方，伞形靶27的伞形靶面位于孔板23的通孔的下方，伞形靶27下部的中心承力柱的下端与测力传感器25的压力输入端连接，保护套26套装于伞形靶27下部的中心承力柱和测力传感器25的外面，保护套26与测力传感器25的自由端之间的间隙为0.5mm，保护套26的底部设有漏油孔，“Z”形过渡板24的一端安装于测力传感器25的下面且另一端安装于安装板22上，“Z”形过渡板24上设有过线孔(图中未示标记)，测力传感器25的信号传输线穿过该过线孔。上述打靶位置测试装置21通过测力传感器25测量通过孔板23的通孔的油束的打靶力、按设定打靶力下限值判定是否合格的间接测试方法，获得活塞冷却喷嘴的打靶位置是否适当的评价结果。按活塞冷却喷嘴的技术要求，其喷射油束的流量不是定值而是一个区间。如FL.P68型活塞冷却喷嘴规定的合格判椐为泄油量检测：1.15L/min～1.55L/min(测试压力：400kPa)、打靶测试：90％(测试压力：400kPa)。为兼顾所有流量合格产品，打靶力下限值的设定按合格产品下限流量1.15L/min×90％设定，即按400kPa时1.04L/min流量全部通过孔板限位靶孔时的打靶力为设定的合格判定下限值。但是，当合格产品处于上限流量1.55L/min时，如其67％的流量(1.04L/min)通过孔板限位靶孔时，所测得的打靶力满足所设定的合格判定下限值，被判定为合格。实际上，上述打靶位置测试装置21的打靶位置准确度仍然不足90％；实际打靶偏离流量达到33％。因此，上述打靶位置测试装置21是存在缺陷的，不能完全真实地反映活塞冷却喷嘴的打靶位置准确度，所得到的结果只是确定了不少于某个流量的油束喷射进入了指定的合格打靶区域，判定合格的活塞冷却喷嘴产品满足最低要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能近于真实反映活塞冷却喷嘴喷射油束的打靶位置准确度的用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器，包括内锥靶、弹性体和应变片，所述内锥靶设有竖向的锥靶中心通孔，所述内锥靶的内表面为锥面，所述锥靶中心通孔的最小孔径处形成靶孔，所述内锥靶的中下部外壁上设有外螺纹；所述弹性体包括内圈、外圈和桥臂，所述桥臂的两端分别与所述内圈的外侧和所述外圈的内侧连接，所述内圈设有竖向的内圈中心通孔且该孔壁上设有内螺纹，所述桥臂的表面安装有应变片；所述内圈套装于所述内锥靶外并通过螺纹连接，所述外圈用于安装所述打靶位置测试传感器。上述结构中，桥臂的两侧均悬空，所以桥臂的截面面积较小，对内锥靶通过弹性体的内圈传递来的压力具有比较灵敏的感应；安装于桥臂上的应变片的电阻阻值随内锥靶通过弹性体的内圈传递来的压力的变化而变化，并将其转换为电信号变化，通过检测电信号变化即可检测内锥靶受到测试介质机油的击打压力变化，从而完成精度较高的活塞冷却喷嘴的打靶位置测试试验。作为优选，四个所述桥臂的两端分别与所述内圈的外侧和所述外圈的内侧连接，四个所述桥臂均匀分布于所述内圈外的四周，每一个所述桥臂的上下表面分别安装有一个所述应变片，八个所述应变片相互电性连接组成桥式电路。这种结构的检测精度非常高，微小的压力变化也会转换为能够检测的电流变化信号。为了便于安装应变片，每一个所述桥臂的上下表面分别设有一个应变片粘贴平面，所述应变片安装于所述应变片粘贴平面上。作为优选，八个所述应变片分别为第一应变片、第二应变片、第三应变片、第四应变片、第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片，所述第一应变片、所述第三应变片、所述第五应变片和所述第七应变片位于上层，所述第二应变片、所述第四应变片、所述第六应变片和所述第八应变片分别位于与所述第一应变片、所述第三应变片、所述第五应变片和所述第七应变片对应的下层，所述第一应变片的第一端与所述第二应变片的第一端连接并作为所述桥式电路的第一输出端，所述第一应变片的第二端与所述第五应变片的第一端连接，所述第五应变片的第二端与所述第八应变片的第一端连接并作为所述桥式电路的第一电源输入端，所述第八应变片的第二端与所述第四应变片的第一端连接，所述第四应变片的第二端与所述第三应变片的第一端连接并作为所述桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器，其特征在于：包括内锥靶、弹性体和应变片，所述内锥靶设有竖向的锥靶中心通孔，所述内锥靶的内表面为锥面，所述锥靶中心通孔的最小孔径处形成靶孔，所述内锥靶的中下部外壁上设有外螺纹；所述弹性体包括内圈、外圈和桥臂，所述桥臂的两端分别与所述内圈的外侧和所述外圈的内侧连接，所述内圈设有竖向的内圈中心通孔且该孔壁上设有内螺纹，所述桥臂的表面安装有应变片；所述内圈套装于所述内锥靶外并通过螺纹连接，所述外圈用于安装所述打靶位置测试传感器。

【技术特征摘要】
1.一种用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测试传感器，其特征在
于：包括内锥靶、弹性体和应变片，所述内锥靶设有竖向的锥靶中心通孔，所
述内锥靶的内表面为锥面，所述锥靶中心通孔的最小孔径处形成靶孔，所述内
锥靶的中下部外壁上设有外螺纹；所述弹性体包括内圈、外圈和桥臂，所述桥
臂的两端分别与所述内圈的外侧和所述外圈的内侧连接，所述内圈设有竖向的
内圈中心通孔且该孔壁上设有内螺纹，所述桥臂的表面安装有应变片；所述内
圈套装于所述内锥靶外并通过螺纹连接，所述外圈用于安装所述打靶位置测试
传感器。
2.根据权利要求1所述的用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测
试传感器，其特征在于：四个所述桥臂的两端分别与所述内圈的外侧和所述外
圈的内侧连接，四个所述桥臂均匀分布于所述内圈外的四周，每一个所述桥臂
的上下表面分别安装有一个所述应变片，八个所述应变片相互电性连接组成桥
式电路。
3.根据权利要求2所述的用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测
试传感器，其特征在于：每一个所述桥臂的上下表面分别设有一个应变片粘贴
平面，所述应变片安装于所述应变片粘贴平面上。
4.根据权利要求2所述的用于活塞冷却喷嘴性能实验台架的打靶位置测
试传感器，其特征在于：八个所述应变片分别为第一应变片、第二应变片、第
三应变片、第四应变片、第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片，
所述第一应变片、所述第三应变片、所述第五应变片和所述第七应变片位于上
层，所述第二应变片、所述第四应变片、所述第六应变片和所述第八应变片分
别位于与所述第一应变片、所述第三应变片、所述第五应变片和所述第七应变
片对应的下层，所述第一应变片的第一端与所述第二应变片的第一端连接并作

\t为所述桥式电路的第一输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李代生，王小龙，王军，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51