CN103443424A - 固定式发动机的仪表设备设置装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固定式发动机的仪表设备设置装置，在固定式燃气发动机（10）的气缸盖（14）设置有缸内压力传感器（18），在发动机架（12）设置有仪表设备设置装置（30A），在仪表设备设置装置（30A）固定有将由缸内压力传感器（18）检测出的信号进行放大的放大器（22）。仪表设备设置装置（30A）由悬吊件（32）和盘簧（36）构成，悬吊件（32）由与水平面（16）抵接并由螺栓（34）固定的固定板（32a）、从固定板（32a）向直角方向折曲的延伸板（32b）及从延伸板（32b）向直角方向折曲而与固定板（32a）平行的悬吊板（32c）构成，盘簧（36）的一端与悬吊板（32c）连接且另一端与把持放大器（22）的固定带（38）连接。由盘簧（36）悬吊放大器（22），从而抑制放大器（22）的振动。

Description

固定式发动机的仪表设备设置装置
技术领域
本发明涉及一种仪表设备设置装置，能够抑制向固定式发动机的发动机架上安装的仪表设备传递振动，能够防止仪表设备的故障和误操作。
背景技术
若将传感器、放大器等仪表设备直接固定在发动机架上，则发动机的振动会传递给仪表设备，诱发仪表设备的故障或误操作。因此，在发动机架上安装仪表设备的情况下，需要防振对策。以往，例如使用图7所示的防振装置。
图7表示固定式燃气发动机100的发动机架102。在固定式燃气发动机100上设置有四个气缸盖104。在每个气缸盖104上安装有检测气缸内的燃烧压力的缸内压力传感器108。引线110连接在缸内压力传感器108与燃烧诊断装置114之间，通过引线110将气缸内的燃烧压力发送给燃烧诊断装置114。燃烧诊断装置114的诊断信息被发送给控制固定式燃气发动机100的运转的主控制器116。在引线110的中途设有放大器112。
在形成于发动机架102的平面106上针对每个气缸设置有具有防振功能的仪表设备设置装置120。仪表设备设置装置120由固定在平面106上的基台122、一端与基台122的四角连接的四根线材124和连接线材124的另一端的防振台126构成。在防振台126的上面结合有固定带128，放大器112由固定带128把持，并被固定在防振台126上。
防振台126通过线材124的弯曲弹性力而以悬浮于空中的状态被支承。这样一来，以悬浮于空中的状态支承放大器112，从而发动机架102的振动不会传递到放大器112。但是，该结构的仪表设备设置装置120存在结构复杂、进行设置需要空间、且造价昂贵等问题。
专利文献1中公开了一种防振机构，在缸内燃料喷射式发动机中，经由防振材料将检测高压燃料通路内的压力的燃压（燃烧压力检测）传感器安装在缸体上。该防振机构中，不使该燃压传感器与缸体直接接触，在燃压传感器与缸体之间隔开间隔，经由防振材料将燃压传感器固定在缸体上。
专利文献1：日本特开2001－65386号公开公报
发明内容
专利文献1中公开的防振机构中，虽然燃压传感器未直接固定在缸体上，但是燃压传感器的自重经由防振材料加载于缸体上。因此，缸体的振动容易经由防振材料传递到燃压传感器上，防振效果有一定的限度。
由于固定式发动机安装固定在静止的架台上，所以发动机架的振动大部分仅是从发动机传递来的振动。因此，发动机架的振动是由限定的频率构成的振动，不同频率的振动彼此不会抵消，由单一频率构成的振动存在被放大的倾向。另外，专利文献1中公开的燃压传感器、防振材料的频率相对发动机的频率处于共振发生区域时，会引起共振现象，燃压传感器上产生较大振动，引起燃压传感器的故障、误操作。
鉴于上述状况，本发明人等研究了提高设置于固定式发动机的发动机架上的仪表设备用防振装置的防振效果的对策。图8表示本发明人等进展到本发明之前提案的、作为中间技术的固定式燃气发动机的防振装置（非公开）。
图8中，该防振装置130由固定台132构成，该固定台折曲加工一张金属板或硬质树脂制的板而成，且由与形成在发动机架102上的平面106抵接的突缘部132a、132e、相对该突缘部向直角方向折曲而向从平面106离开的方向竖立设置的侧壁部132b、132d及架设在该侧壁部间的固定部132c构成。
突缘部132a、132e通过螺栓136与平面106连接。在固定部132c的上表面结合有固定带138，放大器112由固定带138把持，并固定在固定部132c上。在固定带138与放大器112之间安装有防振橡胶板140。缸内压力传感器108、放大器112和燃烧诊断装置（图示省略）之间通过引线110连接。
该防震装置130中，发动机架102的振动通过防振橡胶板140而衰减，但是从发动机架102经由固定台132传递给放大器112的振动不会消失。因此，与专利文献1中公开的防振机构同样地、防振效果存在一定的限度。
本发明是鉴于上述发明而研发的，其目的在于，作为安装在固定式发动机的发动机架上的仪表设备设置装置，实现低成本且能够提高防振效果的仪表设备设置装置，防止仪表设备的故障、误操作，延长仪表设备的寿命。
为了实现该目的，本发明的固定式发动机的仪表设备设置装置具备：悬吊件由安装固定于发动机架的固定部和与该固定部连接并向从发动机架表面离开的方向延伸地设置的延伸部构成；及弹簧部件，一端与该延伸部连接，另一端与把持仪表设备的把持件连接。并且，弹簧部件对上述延伸部的连接位置设定在不会因发动机架的振动而使仪表设备与悬吊件接触的位置，仪表设备在因仪表设备的自重而使弹簧部件伸长的状态下悬吊于弹簧部件。
本发明装置中，仪表设备在因仪表设备的自重而使弹簧部件伸长的状态下悬吊于弹簧部件。因此，能够提高经由弹簧部件传递给仪表设备的振动的衰减效果。另外，弹簧部件和仪表设备的固有频率设定在与发动机架的频率发生共振的区域之外，因此能够防止发动机架与仪表设备发生共振。因此，能够提高仪表设备的防振效果，能够防止仪表设备的共振、误操作，能够延长仪表设备的寿命。
另外，在本说明书中，“发动机架”包括缸体、曲柄室及气缸盖等构成气缸收纳体、且从发动机传递振动的全部构造物。
本发明装置中，由长筒状体构成仪表设备时，可以维持该长筒状体的水平方向的姿势并沿轴向在多个部位由多个弹簧部件悬吊，通过调整各弹簧部件的固有频率来调整弹簧部件整体的固有频率。这样一来，能够通过多个弹簧部件将长筒状体的仪表设备维持水平方向的姿势并稳定地支撑，因此能够提高仪表设备的振动抑制效果。另外，由于能够以简单的方法调整弹簧部件的固有频率，所以能够容易地避免仪表设备与发动机架的共振。
本发明装置中，由长筒状体构成仪表设备时，可以在该长筒状体的轴向两端连接引线，由多个弹簧部件以朝向上下方向的姿势悬吊该长筒状体。这样一来，朝向上下方向支撑由长筒状体构成的仪表设备，从而能够更有效地抑制长筒状体的两端部位的振动。因此，由于能够抑制施加到与长筒状体的两端连接的引线的连接部上的弯曲应力，所以能够提高引线的连接部的耐久性，防止引线从仪表设备破断。
本发明装置中，可以将弹簧部件由同心状配置的彼此反绕的双盘簧构成，通过调整各盘簧的固有频率来调整弹簧部件整体的固有频率。由此，能够增大弹簧部件整体的强度，并且能够容易地变更弹簧部件整体的固有频率。因此，能够容易地避免仪表设备与发动机架的共振。
本发明装置中，可以将弹簧部件由盘簧构成，通过改变该盘簧的轴方向节距而能够改变固有频率。通过该方法，也能够以简单的方法来变更弹簧部件的固有频率，能够容易地避免仪表设备与发动机架的共振。
发明效果
根据本发明装置，将仪表设备安装于振动的发动机架的固定式发动机的仪表设备设置装置具备：悬吊件，由安装固定于发动机架的固定部和与该固定部连接并向从发动机架表面离开的方向延伸地设置的延伸部构成；及弹簧部件，一端与该延伸部连接，另一端与把持上述仪表设备的把持件连接，弹簧部件对上述延伸部的连接位置设定在不会因发动机架的振动而使仪表设备与上述悬吊件接触的位置，仪表设备在因仪表设备的自重而使弹簧部件伸长的状态下悬吊于该弹簧部件，弹簧部件和仪表设备的固有频率设定在与发动机架的频率发生共振的区域之外，因此能够有效地衰减经由弹簧部件传递给仪表设备的发动机架的振动，并且不会导致仪表设备与发动机架的共振。由此，能够抑制设于振动的发动机架上的仪表设备振动，能够防止仪表设备的故障、误操作，能够延长仪表设备的寿命。
附图说明
图1是本发明装置的第一实施方式的仪表设备设置装置的立体图。
图2是上述仪表设备设置装置的局部放大图。
图3是本发明装置的第二实施方式的仪表设备设置装置，其中，（A）是其主视图，（B）是其侧视图。
图4是本发明装置的第三实施方式的仪表设备设置装置的主视图。
图5是表示构成本发明装置的弹簧部件的变形例的立体图。
图6是表示构成本发明装置的弹簧部件的其他变形例的立体图。
图7是安装有以往仪表设备设置装置的固定式燃气发动机的立体图。
图8是表示本发明人等发展到本发明之前提案的作为中间技术的仪表设备设置装置（非公开）的立体图。
具体实施方式
以下，使用附图所示的实施方式详细说明本发明。其中，关于本实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别特定的记载，并不是指将本发明保护范围仅限定于此。
（实施方式1）
基于图1和图2说明本发明装置的第一实施方式。图1中，固定式燃气发动机10与图7同样地具备四个气缸盖14。但是，三个气缸盖14的图示被省略。在各气缸盖14上安装有检测气缸内的燃烧压的缸内压力传感器18。在缸内压力传感器18连接有引线20，在引线20的中途设有放大器22。
引线20在缸内压力传感器18与放大器22之间通过捆束带48固定在设于发动机架12上的配管46的表面。缸内压力传感器18的检测信号通过放大器22放大，经由引线20发送给燃烧诊断装置24。燃烧诊断装置24的燃烧诊断信号发送给控制固定式燃气发动机10的运转的主控制器26。
在发动机架12的平面16安装固定有仪表设备设置装置30A。对应每个气缸盖14设置有仪表设备设置装置30A，但是在图1中，仅图示了一个仪表设备设置装置30A，其他仪表设备设置装置30A的图示被省略。仪表设备设置装置30A由将钢制的板折曲加工所得的悬吊件32构成。悬吊件32由与水平面16抵接的固定板32a、相对于固定板32a向直角方向折曲而在从平面16离开的方向上竖立设置的延伸板32b及相对于延伸部32b向直角方向折曲而与固定板32a平行配置的悬吊板32c构成。
固定板32a通过螺栓34与平面16连接。也可以在平面16与固定板32a之间不安装防振橡胶板44。两个盘簧36的一端与悬吊板32c连接，盘簧36的另一端与悬吊支撑放大器22的钢制的固定带38连接。放大器22形成长圆筒体，在其两端连接有引线20。
在图2中，盘簧36的另一端经由螺栓40与固定带38连接。固定带38具有沿着呈长圆筒体的放大器22的外周面的圆形，在两端一体地形成有平坦的突缘部38a。固定带38环绕放大器22，在突缘部38a螺纹接合螺栓40，通过螺栓40来调整突缘部38a、38a之间的间隔，从而通过固定带38来紧固并把持放大器22。在放大器22的外周面与固定带38之间安装有防振橡胶板42。
放大器22相对于悬吊板32c的悬吊位置设定在不会因发动机架12的振动而与延伸板32b接触的位置。另外，盘簧36和放大器22的固有频率设定成不会成为与传递给发动机架12的发动机频率发生共振的频率。关于盘簧36的固有频率的调整，可通过调整其材质、匝数、直径及节距等而容易地设定为与传递给发动机架12的发动机频率不发生共振的频率。
在该结构中，放大器22由盘簧36悬吊，盘簧36因放大器22的自重而处于伸长状态，因此能够经由盘簧36提高传递给放大器22的振动的衰减效果。另外，放大器22和盘簧36的固有频率设定成不会成为与传递给发动机架12的发动机频率共振的频率，因此能够防止放大器22与发动机架12的共振。因此，能够抑制放大器22的振动，防止故障、误操作。另外，仪表设备设置装置30A为简单的结构，能够以低成本进行制造，向发动机架12进行的安装也容易。
另外，在缸内压力传感器18与放大器22之间，将引线20通过捆束带48固定在配管46上，因此可通过引线20的刚性来降低放大器22的振动。
（实施方式2）
接着，根据图3说明本发明装置的第二实施方式。本实施方式也是适用于与上述第一实施方式同样的固定式燃气发动机10的例子。本实施方式中，由于作为仪表设备的放大器22、构成仪表设备设置装置30B的悬吊件32及盘簧36是与第一实施方式相同的结构，所以标以相同的附图标记。此外，与第一实施方式相同的部件使用相同的附图标记。
在图3中，放大器22呈长圆筒体，在长筒状体的两端接合有引线20。另外，放大器22由一对固定带50a和50b把持。固定带50a、50b构成半圆形状，分别在两端具有平坦的突缘部52a、52b。在突缘部52a、52b螺纹接合螺栓54，通过操作螺栓54来调整突缘部52a、52b之间的间隔，从而通过固定带50a、50b紧固放大器22的中央部位并进行把持。在固定带50a、50b与放大器22的外周面之间安装有防振橡胶板56。
盘簧36的一端与悬吊板32c连接，另一端与螺栓54连接。在悬吊板32c的中央部位穿设有孔32d，引线20穿过孔32d。
在该结构中，放大器22以朝向上下方向的姿势悬吊于盘簧36。将放大器22维持为上下方向的姿势并通过盘簧36支撑放大器22的中央部位，因此即使发动机架12发生振动，也能够更有效地抑制放大器22的两端部位在水平方向上的摆动。
根据本实施方式的仪表设备设置装置30B，能够以简单且低成本的结构来抑制放大器22的振动。特别是，由于能够防止施加到与放大器22的两端接合的引线20的接合部的弯曲应力因振动而增大，所以能够防止引线20的接合部处的破断等。
（实施方式3）
接着，根据图4说明本发明装置的第三实施方式。在图4所示的本实施方式的仪表设备设置装置30C中，呈长筒状体的放大器22的上端附近由固定带50a、50b紧固而把持。两根线材62和64的一端分别与螺栓54连接，该线材62、64的另一端彼此连接后与盘簧60连接。盘簧60的另一端与悬吊板32c连接。这样一来，放大器22由一个盘簧60悬吊。对于其他结构，包括固定带50a、50b在内均与上述第二实施方式相同。
在该结构中，由于放大器22由一个线材62悬吊，所以能够进一步使仪表设备设置装置30C低成本化，并且能够抑制仪表设备设置装置30C的振动，防止放大器22的故障、误操作。特别是，由于通过固定带50a、50b把持放大器22的上端部位，所以能够大幅度降低放大器22的上端部位的摆动。因此，能够大幅度降低施加到与放大器22的上端连接的引线20上的弯曲应力，所以能够防止引线20的破断等。
（实施方式4）
接着，根据图5说明本发明装置的第四实施方式。本实施方式是仪表设备设置装置30A～30C中使用的盘簧的变形例。图5中，本实施方式的盘簧结构体70由彼此同心圆状配置的、直径不同的两根盘簧72和74构成。盘簧72和74彼此反绕配置。
能够通过使用该结构的盘簧70来提高盘簧整体的强度。另外，能够通过调整盘簧72、74的材质、匝数、直径及节距等而容易地设定为与传递给发动机架12的发动机频率不发生共振的频率。因此，容易调整盘簧70的杨氏模量、固有频率。
（第五实施方式）
接着，根据图6说明本发明装置的第五实施方式。本实施方式是仪表设备设置装置30A～30C中使用的盘簧的其他变形例。图6中，本实施方式的盘簧80中，在上方部位82和下方部位84使它们的节距不同。即，具有上方部位82的节距P1＜下方部位84的节距P2的关系。
使用该结构的盘簧80，通过适当调整上方部位82和下方部位84的节距，从而容易调整盘簧80的杨氏模量、固有频率。
另外，可以将图5中图示的第五实施方式的盘簧70的结构和图6中图示的盘簧80的结构进行适当组合。由此，盘簧的强度、固有频率的调整变得更容易。
工业实用性
根据本发明，能够防止设于固定式发动机的发动机架上的仪表设备设置装置的故障、误操作，能够延长仪表设备的寿命。

Claims (5)

1.一种固定式发动机的仪表设备设置装置，将仪表设备安装于振动的发动机架，其特征在于，具备：
悬吊件，由安装固定于发动机架的固定部和与该固定部连接并向从发动机架表面离开的方向延伸地设置的延伸部构成；及
弹簧部件，一端与该延伸部连接，另一端与把持所述仪表设备的把持件连接，
弹簧部件对所述延伸部的连接位置设定在不会因发动机架的振动而使仪表设备与所述悬吊件接触的位置，仪表设备在因仪表设备的自重而使弹簧部件伸长的状态下悬吊于该弹簧部件，
所述弹簧部件和仪表设备的固有频率设定在与发动机架的频率发生共振的区域之外。
2.如权利要求1所述的固定式发动机的仪表设备设置装置，其特征在于，所述仪表设备由长筒状体构成，该长筒状体维持水平方向的姿势并在轴向多个部位由多个所述弹簧部件悬吊，通过调整各弹簧部件的固有频率来调整弹簧部件整体的固有频率。
3.如权利要求1所述的固定式发动机的仪表设备设置装置，其特征在于，所述仪表设备由长筒状体构成，该长筒状体的轴向两端连接有引线，该长筒状体维持上下方向的姿势并由所述弹簧部件悬吊。
4.如权利要求1～3中任一项所述的固定式发动机的仪表设备设置装置，其特征在于，所述弹簧部件由同心状配置的彼此反绕的双盘簧构成，通过调整各盘簧的固有频率来调整弹簧部件整体的固有频率。
5.如权利要求1～4中任一项所述的固定式发动机的仪表设备设置装置，其特征在于，所述弹簧部件由盘簧构成，通过改变该盘簧的轴向节距而能够改变固有频率。
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