[发明专利]可精确控制不同气门角度下移的气门压紧机构

说明书

技术领域

本发明属于内燃机性能参数检测技术，具体涉及一种内燃机气道流动性能检测试验台上的气缸盖气门压紧机构。 

技术背景 

内燃机气道流动性能稳流试验台可以测量发动机气缸盖进气道的流量系数、涡流比、滚流比等流动参数。为使发动机获得良好的动力性、经济性和排放特性，要求发动机的气缸盖必须有足够高的流量系数和合适的涡流比、滚流比等参数，因此该试验台历来就是发动机质量检测的重要工具。但是气道试验台对发动机气道性能的检测涉及到机械、电子、气流运动和内燃机燃烧等多学科技术，因此试验台所含部件的构成大多都是非标准装置。内燃机气道稳流试验时，要求模拟发动机气缸盖的气门连续或断续打开，在每一个控制点，严密测试此时的气门开启量、气体流量、气道两端的压差、气体扭矩等与气道流量系数、涡流比等有关的参数。 

由于发动机气门(特别是汽油机)都具有一定角度，通过一套复杂的气门弹簧和弹簧锁夹等固定，其空间位置有限而且弹簧预紧力较大。如何在气道试验时能够快速打开气门且同时知道气门打开的位置，一直是气道试验遇到的难点。不同的发动机其气门安装的角度有所不同。因此不同气门角度要求，测定发动机气缸盖的气门连续或断续打开时的位置或准确知道气门升程，是气道试验中难以解决的问题。目前国内外有以下2种解决该问题的方法：(1)针对不同气门角度采用一种压板方法。在压板与气缸盖连接的位置，对应气门角度开有相应角度的孔，在转动手动压气门的同时，用百分表测量其转动的位移，以此确定气门打开的升程。这种方式的主要缺陷是，每种类型缸盖都需要专门设计压板，气门升程初始位置靠手感，零点判定极不准确。(2)采用多自由度机构。采用涡轮涡杆机构，用步进电机驱动压下气门，气门升程量通过位移传感器来测量。这种方式的缺陷是，在气缸盖的气门处没有安装位置，除位移传感器难以固定外，传感器的测头也难以与气门接触。与第一种方法类似，其气门升程初始位置靠手感，零点判定极不准确。而且采用步进电机以及涡轮涡杆机构等造成结构复杂，过多的传动使位移控制较为困难。本发明的提出可使上述问题得以解决。 

发明内容

本发明的目的是在内燃机气道流动性能检测试验台上，提供一种针对不同气门角度可精确控制气门升程的机械装置，即可以准确测定发动机气缸盖的气门连续或断续打开时的位置，同时可自动判定发动机气门升程零点。 

以下结合图1～图4对本发明的技术原理进行说明。气门压紧机构主要由框架组件和检测组件两大部分组成。框架组件包括：立板、锁紧轮、立臂、横臂、定位销、支撑杆、支撑臂以及磁力座(如图1)；检测组件包括：球形压头、接插件、检测件、弹簧座、弹簧、压紧螺母、轴套、电机锁母、直线电机等(如图2)。在试验台面上由立臂、横臂、和支撑杆构成一个门式框架。立板用锁紧轮固定于试验台平面；支撑臂固定于磁力座的侧面。因为立臂和支撑杆两个部件的下端分别与立板、支撑臂轴连接，所以门式框架就能绕立板及支撑臂在0～90度的范围内转动。采用磁力座与台面固定其目的是门式框架一端的位置可以在气道实验台上小范围内自由固定，这样可方便不同类型的实验。检测组件的结构为：作为检测气门行程的球形压头与接插件及检测件等连接，接插件的上端面连接负电极，检测件的下端面连接正电极，球形压头压入气门的行程信号是通过两个电极的接触来获取，所以要保证球形压头能够垂直压入具有不同偏移角度的气门。据此设计为：立臂、横臂、支撑杆组成的门字框架绕立板和支撑臂做轴转动；同时横臂可相对于立臂和支撑杆转动。即通过门式框架和横臂两个位置的调整，达到球形压头与不同偏移角度的气门能够垂直。为了使门式框架角度固定，除了有锁紧轮固定外，在立板上设有10个小孔，每个小孔分别对应0～90度，与此对应，立臂的外侧设有弧形槽，用定位销便可将立臂的弧形槽与立板上的小孔(如图3)连接起来，即使锁紧轮松动时，立臂只能在小范围内绕立板轴滑动，而不会滑落在气道实验台面上。由于发动机气门弹簧的刚度较大，横臂较长，球形压头压气门的反作用力会导致横臂弹性变形，造成气门升程误差。这时可通过支撑杆的拉紧作用来减小其变形，即减小气门升程误差。