CN104329200A - 柴油机喷油器喷油情况观察装置 - Google Patents

Abstract

一种能测量柴油机喷油器喷油角度和喷雾质量的柴油机喷油器喷油情况观察装置。它通过在封闭的长方体容器中安装三个电脑摄像头来同时观察喷油器相互垂直的三个不同方向上的喷油情况并进行录像，通过观看电脑显示器视频图像或录像截屏来测量喷油器喷油角度和喷雾质量。该装置不仅可测量喷油器喷油角度和喷雾质量，还可检查喷油器是否漏油、喷孔是否堵塞。在检查喷油器喷油情况的时候，通过安装的排气扇和螺旋排气管，使油雾在容器内部进行循环、消雾，避免油雾泄露到容器外部而影响环境卫生。该装置不仅可用于柴油机喷油器的生产、维修、试制时对喷油器性能的检查，还可用于柴油机喷油器喷油嘴的生产、维修、试制时对喷油嘴性能的检查。

Description

柴油机喷油器喷油情况观察装置

技术领域

本发明涉及一种柴油机喷油器喷油情况观察装置，特别涉及其中一种喷油器喷油角度测量方法、一种喷雾状况观察方法和一种喷油产生的油雾消除方法。

背景技术

目前对于柴油机喷油器，要检测其喷油性能，无论生产还是维修，为了使人能直接观察到其喷油角度、喷雾情况以及是否漏油等，都是在喷油器暴露情况下进行，这样就存在以下问题：一是喷油时产生的油雾会污染环境，影响操作者的身体健康。虽然有些企业装有排风装置，但排放到外面照样会污染外面环境。二是喷油角度不易测量。主要是因为喷油是瞬间进行，时间短，靠人眼不容易观察清楚；另外喷油器每束油雾的喷油角度是一个三维立体角度，人眼在一个方向观察是不能观察出来的，即使在一个方向可以观察，但观察出来的角度精度也低。三是现代柴油机喷油器里面的喷油嘴的喷油孔数越来越多，如果其中有个别孔被污物堵塞，要靠人眼发现就很难。

发明内容u

为了克服现有柴油机喷油器喷油性能检测方法的问题，本发明提供一种柴油机喷油器喷油情况观察装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：1、将喷油器安装在一封闭的容器盖板的专用夹具上，使其头部伸进容器中，用电脑摄像头代替人的眼睛来观察柴油机喷油器的喷油情况，再通过电脑屏幕将喷油情况显示出来，这样人不仅能清楚地观察到喷油情况，而且能避开喷油油雾对人的健康和卫生影响。2、在两两相互垂直的三个方向上安装摄像头同时对喷油器喷油进行录像，由于在喷油器喷油嘴的背面容器侧面加工有量角器图案和标准角度范围标志，所以喷油时通过电脑屏幕可以直接看到任一束油雾在三个方向上的喷油角度大小和角度是否落在合格范围标志内，从而判别喷油角度是否合格；孔数多时通过对喷油录像的截屏来测量三个方向上喷油角度从而确定喷油空间角度；或与标准喷油器喷油录像截屏进行对比，确定喷油器喷油角度是否合格以及是否有喷孔堵塞。3、为了防止喷油器漏油时产生的油滴滴落到与其同轴的摄像头镜头上而使摄像模糊，安装好的喷油器轴线与水平面不能垂直而偏离一定角度关系。4、为了防止摄像头镜头被柴油和灰尘污染而降低其清晰度，同时防止被高速运动的喷射的油束击伤，每个摄像头镜头前安装有平面玻璃，且处于容器底部的与喷油器同轴的摄像头镜头前的平面玻璃四周不应有高的凸出物，以防止平面玻璃上有积油而流不掉，影响摄像头镜头观察。5、为了每个摄像头能看清对应方向上喷油轨迹，在容器底部装有照明灯。6、为了通过倾听喷油声音来作为考核喷油情况的辅助参考，在喷油器喷油嘴附近安装电脑话筒来传输喷油声音信号到电脑上，与视频同时输出。7、为了不使喷油器喷油时产生的油雾影响摄像头摄像的清晰度，在容器的上部安装一排风扇，将容器中的油雾抽出，抽出的油雾经过容器外部螺旋线管道再回到容器底部。不断循环的油雾在螺旋线管道中不断受到排风扇进口挡杆及风扇叶片的撞击和离心力作用，被吸附在挡杆和螺旋线管道的内壁上，从而消除了油雾。另外，由于容器中安装有照明装置，里面空气温度会有所上升，为了减少上升，循环的油雾在外部长长的管道里流动有利于降温。

本发明的有益效果是：柴油机喷油器生产厂家、维修和科研单位在做柴油机喷油器性能试验时，不但能够检测喷雾质量，而且能够准确检查其喷油空间角度是否合格及方便地检查喷油孔是否堵塞；检查情况能够回放和保存；在检查喷油器性能时，能使喷油器喷油产生的油雾不散发到周围环境中，而是经过循环流动、消雾处理后仍然回到封闭的容器中，避免对环境造成污染。

附图说明

图1是本发明的总体结构图。图中1.Z轴方向电脑摄像头装置，2.排气管接头，3.X轴方向电脑摄像头装置，4.螺旋排气管，5.容器盖板，6.喷油器，7.Y轴方向电脑摄像头装置，8.排气扇，9.电脑话筒，10.电脑显示器，11.电脑主机，12.电源，13.电线，14.集油箱，15.集油箱接管，16.集油管接头，17.容器，18.容器固定板。

图2为经过朝竖直方向旋转30°后的容器(17)与其附属件的装配图。

图3为图2在D-D截面上的剖视图。图中19.盖板固定螺钉，20.夹具固定螺钉，21.喷油器定位固定螺栓，22.定位固定螺母，23.喷油器夹具，24.X轴方向角度刻度标志，25.照明灯。

图4为图2在B方向上的视图。

图5为图3中I部分的放大图，图中26.双头螺栓，27.固定螺母，28.摄像头定位板，29.摄像头，30.玻璃板固定螺母，31.透明平面玻璃板，32.摄像头定位套筒。

图6为图4中摄像头定位板(28)的右视图。

图7为图3中X轴方向角度刻度标志(24)、图8中Y轴方向角度刻度标志(33)的放大图。

图8为图2在E-E截面上的剖视图。图中33.Y轴方向角度刻度标志。

图9为图2在C-C截面上的剖视图。图中34.Z轴方向角度刻度标志。

图10为图9中Z轴方向角度刻度标志(34)的放大图。

图11为图2在A-A截面上的剖视图。

图12为图1中螺旋排气管(4)的放大图。

图13为图12在H方向上的视图。

图14为图2在F方向上的视图。

具体实施方式

在图1中，喷油器(6)安装在与其外圆配合的喷油器夹具(23)(图3)的中央孔中，并通过喷油器定位固定螺栓(21)(图3)保证其周向定位，轴向靠喷油器夹具(23)(图3)上的平面定位。喷油器夹具(23)(图3)的中央孔与容器盖板(5)中央孔同轴。Z轴方向电脑摄像头装置(1)与容器盖板(5)中央孔同轴安装，Z轴方向电脑摄像头装置(1)、X轴方向电脑摄像头装置(3)和Y轴方向电脑摄像头装置(7)互成90°安装，并通过USB接口与电脑主机(11)相连接。电脑话筒(9)安装在喷油器(6)的喷油嘴头部附近，并通过电线与电脑主机(11)相连接。二个照明灯(25)(图3)安装在容器(17)的底部，规格都是6V10W，发出的光照向上方的喷油器(6)。排气扇(8)装在容器(17)侧板的上部，为轴流式，规格是220V11W，风量80CMH。如果喷油器(6)漏油时，为了不使油滴滴在Z轴方向电脑摄像头装置(1)镜头前的透明平面玻璃板(31)(图5)上影响Z轴方向电脑摄像头装置(1)的摄像头摄像，特将容器盖板(5)中央孔轴线通过容器固定板(18)与水平面成60°放置。

将喷油器(6)上的进油接头连接到喷油器试验台高压油管上，检查喷油器(6)喷油情况前，先将电脑显示器(10)、电脑主机(11)、照明灯(25)(图3)、排气扇(8)分别打开，并打开电脑中摄像头录像软件，使Z轴方向电脑摄像头装置(1)、X轴方向电脑摄像头装置(3)和Y轴方向电脑摄像头装置(7)从三个相互垂直方向同时对喷油器(6)前部的喷油嘴头部录像，电脑话筒(9)进行录音。然后，操纵喷油器试验台，使喷油器(6)喷油。喷油过程中，容器(17)中会产生大量油雾而影响摄像头摄影清晰度，为此，排气扇(8)会将容器中的油雾排出。油雾首先经过排风扇(8)前的挡杆和叶片的撞击，部分转化为油液，再经过螺旋排气管(4)、排气管接头(2)又回到容器的下部，在这个过程中，油雾气体由于作旋转运动，其中的油雾受到离心力的作用，会吸附在螺旋排气管(4)的内壁上。所以，容器(17)中的油雾气体经过排出再进来这样的一个循环后，油雾得到了消除或减少；经过数个循环后，油雾得到了彻底消除。喷油器(6)喷进容器(17)里的试验油从容器(17)最低处的集油管接头(16)经集油箱接管(15)流进本观察装置最低处的集油箱(14)里。喷油结束后，再关闭录像程序，电脑主机(11)的硬盘上就保存有刚才喷油器喷油过程的一段视频录像。

对于喷孔数不多或一次喷油时间可以较长的喷油器，由于X、Y、Z三个方向的摄像头对面的容器侧板上都加工有X轴方向角度刻度标志(24)(图3)、Y轴方向角度刻度标志(33)(图8)和Z轴方向角度刻度标志(34)(图9)，所以可以在喷油器喷油过程中，直接观察电脑显示器(10)中的视频获知喷油器三个方向的喷油角度值，从而判别喷油角度是否合格；也可在三个方向上的角度刻度标志上显目地注明每个喷孔喷油时应处的合格角度范围位置，通过观察每个喷孔的喷雾束的轴线是否落在此范围位置内来判别喷油角度是否合格。

对于喷孔数较多或一次喷油时间很短的喷油器，可通过事后对其录像进行分析的方法精确得到每个喷孔的喷油角度。得到喷油器(6)喷油的录像后，为了测量其喷油角度并检查是否有喷孔堵塞，必须对其录像进行喷油瞬间的截屏。由于喷油瞬间极其短暂，通过一般的视频播放软件难以捕捉其画面，要通过运行视频播放减速软件方能捕捉。通过截屏得到喷油器(6)喷油时三个相互垂直方向上的喷油照片后，通过观察就得到三个相互垂直方向上的喷油角度。如果代入一定的换算公式，还能够算出喷油器(6)的喷雾锥角和在柴油机上安装角度值。要判断喷油器(6)喷油角度是否合格，也可通过与标准喷油器三个相互垂直方向上的喷油照片对照的方法加以判别。

在图2中，容器(17)为长方体形状，由五块3mm厚的钢板两两焊接而成，容器竖直方向长度小于水平方向长度，竖直方向上的截面为正方形。底部焊接有容器固定板(18)，安装底面与容器竖直方向上的轴线成60°。另外，侧板外面还焊接有一个排气管接头(2)、一个集油箱接管(16)和三个摄像头定位套筒(32)。

在图3中，容器盖板(5)通过四个盖板固定螺钉(19)固定在容器上，喷油器夹具(23)安装在容器盖板(5)的中央孔中，由夹具固定螺钉(19)固定。喷油器(6)安装在喷油器夹具(23)的中央孔中，并且法兰上的两个孔套在喷油器定位固定螺栓(21)，并由定位固定螺母(22)固定。容器底部安装有两个照明灯(25)，照向喷油器(6)。

在图4中，喷油器夹具(23)是圆形的，喷油器(6)安装法兰面上有两个孔，容器盖板(5)四个盖板固定螺钉(19)分别处于容器四个角端处。

在图5中，摄像头(29)靠摄像头定位板(28)和摄像头定位套筒(32)定位，摄像头定位板(28)上的有四个孔分别套在四个双头螺栓(26)上，再用四个固定螺母(27)固定。在摄像头定位套筒(32)里的摄像头(29)镜头的前端装有透明平面玻璃板(31)，透明平面玻璃板(31)用万能胶粘贴在玻璃板固定螺母(30)上，玻璃板固定螺母(30)再靠螺纹连接在摄像头定位套筒(32)上。

在图6中，摄像头定位板(28)一面上加工有一个长方形的凹槽，用来对摄像头周向进行定位，与摄像头尾部的长方体正好相匹配。

在图7中，X轴方向角度刻度标志(24)和Y轴方向角度刻度标志(33)范围为0°～180°，最小刻度1°，并且刻度朝下方分布，通过机械、激光、电火花之一的方法加工在容器(17)内侧壁的平面上，与对应的摄像头镜头轴线垂直，角度刻线交点落在对应摄像头的镜头轴线上。

在图8中，Y轴方向角度刻度标志(33)与图3中X轴方向角度刻度标志(24)相同，电脑话筒(9)为驻极体话筒，被万能胶固定在一支撑板上，支撑板再通过二个螺钉固定在容器(17)的一个侧板上，话筒安装位置与喷油器(6)中的喷油嘴头部等高并指向头部，尽量靠近头部但不能挡住Z轴方向角度刻度标志(34)(图9)。

在图9中，Z轴方向角度刻度标志(34)通过机械、激光、电火花之一的方法加工在容器盖板(5)靠近容器(17)的平面上，与对应的Z轴方向电脑摄像头装置(1)上的摄像头镜头轴线垂直，角度刻线交点落在摄像头镜头轴线上。

在图10中，Z轴方向角度刻度标志(34)范围为0°～360°，最小刻度1°。

在图11中，X轴方向电脑摄像头装置(3)、Y轴方向电脑摄像头装置(7)和Z轴方向电脑摄像头装置(1)两两相互垂直，从而保证各自的摄像头镜头轴线也两两垂直，并且Z轴方向电脑摄像头镜头轴线与喷油器轴线在一条直线上。排气扇(8)与Y轴方向电脑摄像头装置(7)安装在容器(17)的同一个壁板上，排气管接头(2)与X轴方向电脑摄像头装置(3)处于容器(17)的同一个壁板上。

在图12中，螺旋排气管(4)中间相绕四圈，弯成螺旋线形状，管内径为90mm，采用一般的塑料软管。

在图13中，通过排气扇(8)强制将容器(17)里的油雾气体吸入螺旋排气管(4)中，并在里螺旋排气管(4)里沿螺旋线方向快速流动，油雾气体里的油由于有质量，受到离心力作用，很容易吸附于管道内壁上。另外，由于照明灯在封闭的容器里长时间点亮，容易将容器里气体温度变高，油雾气体在长长的外部管道里流动，也有利于将容器里的气体散热。

在图14中，容器固定板(18)安装平面上加工有四个孔，用于将容器(17)固定在外部的喷油器试验台台面上。为了保证容器(17)与容器固定板(18)结合牢固，两者之间焊有加强筋板(图2)。

Claims (8)

1.一种柴油机喷油器喷油情况观察装置，采用三个电脑摄像头分别观察喷油器三个相互垂直方向上的喷油情况并进行录像，根据观看电脑显示器视频图像或录像截屏来测量喷油器喷油角度、喷雾质量。

2.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：以密封的长方体容器为基础，喷油器安装在容器盖板的中央专用夹具上，容器底部中央安装有一个电脑摄像头，在容器两个相邻侧壁上安装有二个电脑摄像头，三个摄像头镜头方向两两相互垂直，并同时对准喷油器的喷油嘴球型头部中心位置或喷孔轴线的交点位置，其中有一个摄像头镜头轴线与喷油器轴线重合。

3.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：在两两相互垂直的三个摄像头的正对面的容器内壁平面上加工有角度刻度标志或喷油角度合格范围标志。

4.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：长方体容器盖板和容器底部为正方形，在容器盖板中央位置安装喷油器安装夹具，喷油器安装夹具的中央安装喷油器，定位安装好后的喷油器，其轴线与水平面不垂直，而成60°。

5.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：在长方体容器一侧侧板的上方安装有排气扇，排气扇排出的油雾气体经螺旋排气管和容器底部的气管接头再进入容器。

6.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：每个电脑摄像头镜头与喷油器喷嘴之间安装有一层平面玻璃。

7.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：在密封的长方体容器内部靠近喷油器喷油嘴处安装有电脑话筒。

8.根据权利要求1所述的柴油机喷油器喷油情况观察装置，其特征是：该装置不仅用于柴油机喷油器的生产、维修、试制时对喷油器性能的检查，还用于柴油机喷油器喷油嘴的生产、维修、试制时对喷油嘴性能的检查。