CN108194436A - 大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统 - Google Patents

大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统 Download PDF

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Abstract

一种大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，包括液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构，其中，液压供给回路包括油箱、油量计、注油滤器、带测压计和弹簧止回阀的滤器、马达、液压泵、测压计、减压安全阀和二位二通电磁阀；液压马达控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、减压安全阀和液压马达；液压臂夹紧机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、双联式单向调速阀、蓄压器、可开关截止阀、减压安全阀、柱塞液压缸和压力继电器，柱塞液压缸安装有液压臂；液压缸行程控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、带电磁泄放的单向调速阀、压力继电器和柱塞液压缸。本发明自动化程度高，功能性强，提升了作业效率，提高了安装精度，确保了安全性与稳定性。

Description

大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统
技术领域
本发明涉及一种机械用液压控制装置，具体涉及一种大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，属于柴油机制造技术领域。
背景技术
柴油发动机工作过程中的每个工作循环都经历进气、压缩、做功和排气四个冲程。
在热力过程中，只有“工质”在膨胀时才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。
四冲程柴油机的工作原理是，在活塞运动四个冲程内活塞上下二次、曲轴旋转二周，完成进气、压缩、膨胀、排气四个过程。
进气冲程
进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外就要形成压差。因此，此冲程中排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸内腔容积逐渐扩大、压力降低，缸内气体压力低于大气压力约68—93kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入气缸；活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。
压缩冲程
压缩冲程的目的是提高气缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，气缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达3000～5000kPa，温度达500～700℃，远超过柴油的自燃温度。
膨胀(做功)冲程
当活塞上行即将终了时，喷油器开始将柴油喷入气缸，成为雾状的细小油滴与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，气缸内的压力迅速上升到约6000～9000kPa，温度高达1800～2200℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行，其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。
排气冲程
排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到800～900℃，压力下降到294～392kPa，此时排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又回到上止点时，排气过程结束。
排气过程结束后排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外作功。
由此可见，气阀组件作为柴油机的关重件，其完成柴油机的配气功能，因而直接影响主机的机械效率、主机燃油消耗率等性能。目前气阀组件在装配车间装配时广泛采用人工使用行车下降压力完成气阀组件弹簧安装和锥形块的落座，安装效果无法控制，安装一致性无法保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，针对大型船用柴油机缸盖气阀组件装配作业的高精度、高复杂程度，提供一种大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，优化安装工艺，控制安装精度，提高安装位置的准确性，提升安装作业效率，增加安装操作的安全性，保障缸盖组件装配质量。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：
一种大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，包括液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构以及液压缸行程控制机构，所述液压供给回路分别连接液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构；
所述液压供给回路包括油箱、油量计、注油滤器、带测压计和弹簧止回阀的滤器、马达、液压泵、测压计、减压安全阀和二位二通电磁阀；
所述液压马达控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个减压安全阀和液压马达；该液压马达控制机构由方向相对的两个减压安全阀进行保护；
所述液压臂夹紧机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个双联式单向调速阀、蓄压器、可开关截止阀、减压安全阀、两个柱塞液压缸和压力继电器；其中，两个柱塞液压缸的端部各安装有液压臂；蓄压器在可开关截止阀打开时，利用回流液压进行补充液压油，在可开关截止阀关闭后，蓄压器充满液压油，对液压臂的压力进行补充；该液压臂夹紧机构由相互串联且方向相对的带电磁泄放的两个双联式单向调速阀定向调整液压油的流速，以控制液压臂的行程方向以及保持夹紧；
所述液压缸行程控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个带电磁泄放的单向调速阀、压力继电器和柱塞液压缸；该液压缸行程控制机构由相互串联且方向相对的两个带电磁泄放的单向调速阀和三位四通电磁阀进行调节控制；
所述液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由三位四通电磁阀控制液压流向，实现液压油的正流、逆流和静止。
进一步地，所述的液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构中的液压回路由联锁交互的电磁系统综合控制。
进一步地，所述的液压控制夹紧翻转系统仅使用液压油一种液体介质。
进一步地，所述的液压控制夹紧翻转系统由外部传感器给出的电磁信号和外部操作系统进行综合交互控制。
进一步地，所述的液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由互控式双液控单向阀以及三位四通电磁阀控制液压油的流向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所述夹紧翻转系统集成了压紧、夹紧、翻转等功能，柔性程度高，能够适用于各种不同柴油机机型的缸盖或其他零件的装配。
2、夹紧翻转系统采用一体式液压控制回路系统，结构简明，保证了缸盖组件的装配质量。
3、采用电磁控制，自动化程度高，提升了安装作业效率，提高了安装精度，确保了安全性与稳定性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：
0-1油箱，0-2电路组；
1-1注油滤器，1-2油量计，1-3马达，1-4液压泵，1-5二位二通电磁阀，1-6带测压计和弹簧止回阀的滤器，1-7减压安全阀，1-8测压计；
2-1三位四通电磁阀，2-2带电磁泄放的单向调速阀，2-3带电磁泄放的单向调速阀，2-4互控式双液控单向阀，2-5压力继电器，2-6柱塞液压缸；
3-1蓄压器，3-2减压安全阀，3-3可开关截止阀，3-4双联式单向调速阀，3-5柱塞液压缸，3-6互控式双液控单向阀，3-7三位四通电磁阀，3-8双联式单向调速阀，3-9压力继电器；
4-1液压马达，4-2减压安全阀，4-3互控式双液控单向阀，4-4三位四通电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统做进一步的详细阐述，但不应以此来限制本发明的保护范围。
请参阅图1，本发明所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统包括液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构以及液压缸行程控制机构，所述液压供给回路分别连接液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构。所述的液压控制夹紧翻转系统仅使用液压油一种液体介质，并且由外部传感器给出的电磁信号和外部操作系统进行综合交互控制。所述的液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构中的液压回路由联锁交互的电磁系统综合控制。所述的液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由互控式双液控单向阀以及三位四通电磁阀控制液压油的流向。
为后面叙述的便利，先对部分液压元件作出说明。请参阅图1，互控式双液控单向阀2-4、互控式双液控单向阀3-6和互控式双液控单向阀4-3均为相同的液压元件，由完全相同的两个单向阀加上通路组成，其中任意一边的单向阀下方受到液压时，从下向上流通，而另一边的单向阀则会受到旁通液压，变为可以反向流通。三位四通电磁阀2-1、三位四通电磁阀3-7和三位四通电磁阀4-4均为相同的液压元件，三个位置分别为a、0、b位，初始处于0位。带电磁泄放的单向调速阀2-2、带电磁泄放的单向调速阀2-3以及双联式单向调速阀3-4均并联有一个与调速阀流向相反的单向阀，以保证回流的通畅。以下叙述与此相同。
请参阅图1，所述液压供给回路包括油箱0-1、油量计1-2、注油滤器1-1、带测压计和弹簧止回阀的滤器1-6、马达1-3、液压泵1-4、测压计1-8、减压安全阀1-7和二位二通电磁阀1-5。
液压油从注油滤器1-1处注入油箱0-1；之后液压油由马达1-3带动液压泵1-4从油箱0-1内抽出，经过滤后进入液压回路；在汇点P，测压计1-8进行压力检测，若液压油压力超过减压安全阀1-7的额定压力，则减压安全阀1-7泄放多余压力，多余液压油经过汇点T，再经过带测压计和弹簧止回阀的滤器1-6回到油箱0-1内。
二位二通电磁阀1-5处于断路位时，所述的液压供给回路从汇点P开始对外有压力并向外流通；二位二通电磁阀1-5处于接通位时，整个供给系统对外无压力，液压油由二位二通电磁阀1-5经过汇点T，再经过带测压计和弹簧止回阀的滤器1-6回到油箱0-1内。经过外部流通回到液压供给回路的液压油经过液压供给回路内的汇点T和带测压计和弹簧止回阀的滤器1-6回到油箱0-1。
请参阅图1，所述液压马达控制机构包括三位四通电磁阀4-4、互控式双液控单向阀4-3、两个减压安全阀4-2和液压马达4-1；该液压马达控制机构由方向相对的两个减压安全阀4-2进行保护。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀4-4处于a位时，压力从三位四通电磁阀4-4上的P点进入A点，再经过互控式双液控单向阀4-3中左边的单向阀，若压力过大，减压安全阀4-2接通进行泄压；液压油进入液压马达4-1使液压马达4-1开始翻转，液压马达4-1另一路压力流出，经过互控式双液控单向阀4-3中右边的已能反向流通的单向阀，再经过三位四通电磁阀4-4的B点后通过T点进入回油路线。翻转到位处有传感器进行检测，信号对三位四通电磁阀4-4进行控制，翻转到位时三位四通电磁阀4-4回到0位，三位四通电磁阀4-4上A、B两点没有压力，互控式双液控单向阀4-3不能反向流通，液压马达4-1停止运动，保持翻转状态。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀4-4处于b位时，压力从三位四通电磁阀4-4上的P点进入B点，再经过互控式双液控单向阀4-3中右边的单向阀，若压力过大，减压安全阀4-2接通进行泄压，液压油进入液压马达4-1使液压马达4-1开始反向旋转，液压马达4-1另一路压力流出，经过互控式双液控单向阀4-3中的左边的已能反向流通的单向阀，再经过三位四通电磁阀4-4的A点后通过T点进入回油路线。回到原位由传感器进行检测，信号对三位四通电磁阀4-4进行控制，回到原位后三位四通电磁阀4-4回到0位，三位四通电磁阀4-4上A、B两点没有压力，互控式双液控单向阀4-3不能反向流通，液压马达4-1停止运作，回到初始状态。
请参阅图1，所述液压臂夹紧机构包括三位四通电磁阀3-7、互控式双液控单向阀3-6、双联式单向调速阀3-4、双联式单向调速阀3-8、蓄压器3-1、可开关截止阀3-3、减压安全阀3-2、两个柱塞液压缸3-5和压力继电器3-9；其中，两个柱塞液压缸3-5的端部各安装有一液压臂；双联式单向调速阀3-4和双联式单向调速阀3-8均分别由方向相对的两个相互并联的单向调速阀组成，两个调速阀之间无直接流通。该液压臂夹紧机构由相互串联且方向相对的带电磁泄放的两个双联式单向调速阀定向调整液压油的流速，以控制液压臂的行程方向以及保持夹紧；蓄压器3-1在可开关截止阀3-3打开时，利用回流液压进行补充液压油；在可开关截止阀3-3关闭后，蓄压器3-1充满液压油，对液压臂的压力进行补充。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀3-7处于b位时，压力从三位四通电磁阀3-7上的P点进入B点，再经过互控式双液控单向阀3-6中右边的单向阀，液压油对压力继电器3-9作用使之产生电信号，经过双联式单向调速阀3-4及双联式单向调速阀3-8后进入柱塞液压缸3-5，活塞向下运动，液压臂夹紧工件；柱塞液压缸3-5无柱腔液压油排出，经过双联式单向调速阀3-4和双联式单向调速阀3-8，再经过互控式双液控单向阀3-6中左边的已能反向流通的单向阀，经过三位四通电磁阀3-7的A点后通过T点进入回油路线。
液压臂夹紧由传感器进行检测，传感器信号控制三位四通电磁阀3-7，检测到液压臂已夹紧时，三位四通电磁阀3-7转换到0位，三位四通电磁阀3-7上A、B两点没有压力，互控式双液控单向阀3-6不能反向流通，柱塞液压缸3-5两腔压力相等，保持夹紧状态；同一通路上蓄压器3-1对油压进行压力调节，防止液压臂松动，若压力过高由减压安全阀3-2进行多余压力泄放。此时三位四通电磁阀3-7可进行变位。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀3-7处于a位时，压力从三位四通电磁阀3-7上的P点进入A点，再经过互控式双液控单向阀3-6中左边的单向阀，经过双联式单向调速阀3-4、双联式单向调速阀3-8后进入柱塞液压缸3-5，活塞向上运动，液压臂松开；柱塞液压缸3-5有柱腔液压油排出，经过双联式单向调速阀3-4、双联式单向调速阀3-8；液压油对压力继电器3-9作用使之产生电信号，同一通路上对蓄压器3-1进行补充；液压油经过互控式双液控单向阀3-6中右边的已能反向流通的单向阀，经过三位四通电磁阀3-7的B点后通过T点进入回油路线。
当压力继电器3-9有信号时，表明柱塞液压缸3-5正在工作中，液压缸行程控制机构将被锁死无法进行动作。
翻转系统保持原位时，由传感器检测，当翻转运动进行以及保持翻转状态时即原位传感器无信号时，三位四通电磁阀3-7需保持0位，以保证柱塞液压缸3-5静止持续夹紧以避免安全事故。
请参阅图1，所述液压缸行程控制机构包括三位四通电磁阀2-1、互控式双液控单向阀2-4、带电磁泄放的单向调速阀2-2、带电磁泄放的单向调速阀2-3、压力继电器2-5和柱塞液压缸2-6；该液压缸行程控制机构由相互串联且方向相对的两个带电磁泄放的单向调速阀和三位四通电磁阀进行调节控制。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀2-1处于a位时，压力从三位四通电磁阀2-1上的P点进入A点，再经过带电磁泄放的单向调速阀2-2和带电磁泄放的单向调速阀2-3上并联的单向阀，经过互控式双液控单向阀2-4中左边的单向阀；液压油对压力继电器2-5产生作用使之产生电信号，并从柱塞液压缸2-6的无柱腔注入柱塞液压缸2-6，柱塞液压缸2-6由上向下运动，将柱塞液压缸2-6内原有的液压油从柱塞液压缸2-6的有柱腔推出，经过已能反向流通的互控式双液控单向阀2-4中右边的单向阀，通过三位四通电磁阀2-1的B点后经过T点进入回油路线。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀2-1处于b位时，压力从三位四通电磁阀2-1上的P点进入B点，再经过互控式双液控单向阀2-4中右边的单向阀，由柱塞液压缸2-6的有柱腔注入液压缸，柱塞液压缸2-6由下向上运动，将缸内液压油从柱塞液压缸2-6的无柱腔推出；液压油对压力继电器2-5作用使之产生电信号，经过互控式双液控单向阀2-4中左边的已能反向流通的单向阀，经过带电磁泄放的单向调速阀2-3和带电磁泄放的单向调速阀2-2上并联的单向阀，通过三位四通电磁阀2-1的A点后经过T点进入回油路线。
压力继电器2-5有信号时，表明柱塞液压缸2-6正在工作中，液压马达控制机构以及液压臂夹紧机构将被锁死无法进行动作。
二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀2-1处于a位时，带电磁泄放的单向调速阀2-2中的电磁阀如果受到程序控制或传感器信号则转换到接通位，柱塞液压缸2-6可以快速向下运动。二位二通电磁阀1-5处于断路位，并且三位四通电磁阀2-1处于b位时，带电磁泄放的单向调速阀2-3中的电磁阀如果受到程序控制或传感器信号则转换到接通位，柱塞液压缸2-6可以快速向上运动。根据程序不同和传感器位置不同可以进行不同的动作，用于实现柴油机缸盖气阀安装工艺，如快速压紧或起到安全保护作用。
所述液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由三位四通电磁阀控制液压流向，实现液压油的正流、逆流和静止。
系统中所有液压元件都应有一个额定值，对整个液压系统进行调控，根据实际需求可以选择不同型号的元件。
上述仅为本发明的优选实施例，必须指出的是，所属领域的技术人员凡依本发明申请内容所作的各种等效修改、变化与修正，都应成为本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，其特征在于：所述液压控制夹紧翻转系统包括液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构以及液压缸行程控制机构；
所述液压供给回路包括油箱、油量计、注油滤器、带测压计和弹簧止回阀的滤器、马达、液压泵、测压计、减压安全阀和二位二通电磁阀，所述液压供给回路分别连接液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构；
所述液压马达控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个减压安全阀和液压马达；该液压马达控制机构由方向相对的两个减压安全阀进行保护；
所述液压臂夹紧机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个双联式单向调速阀、蓄压器、可开关截止阀、减压安全阀、两个柱塞液压缸和压力继电器；其中，两个柱塞液压缸的端部各安装有液压臂；蓄压器在可开关截止阀打开时，利用回流液压进行补充液压油，在可开关截止阀关闭后，蓄压器充满液压油，对液压臂的压力进行补充；该液压臂夹紧机构由相互串联且方向相对的带电磁泄放的两个双联式单向调速阀定向调整液压油的流速，以控制液压臂的行程方向以及保持夹紧；
所述液压缸行程控制机构包括三位四通电磁阀、互控式双液控单向阀、两个带电磁泄放的单向调速阀、压力继电器和柱塞液压缸；该液压缸行程控制机构由相互串联且方向相对的两个带电磁泄放的单向调速阀和三位四通电磁阀进行调节控制；
所述液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由三位四通电磁阀控制液压流向，实现液压油的正流、逆流和静止。
2.根据权利要求1所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，其特征在于：所述的液压供给回路、液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构中的液压回路由联锁交互的电磁系统综合控制。
3.根据权利要求1所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，其特征在于：所述的液压控制夹紧翻转系统仅使用液压油一种液体介质。
4.根据权利要求1所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，其特征在于：所述的液压控制夹紧翻转系统由外部传感器给出的电磁信号和外部操作系统进行综合交互控制。
5.根据权利要求1所述的大功率柴油机缸盖气阀装配用液压控制夹紧翻转系统，其特征在于：所述的液压马达控制机构、液压臂夹紧机构和液压缸行程控制机构均由互控式双液控单向阀以及三位四通电磁阀控制液压油的流向。
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