CN109459194B - 汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管路接头测试装置技术领域，尤其涉及一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置及使用方法，模拟汽车发动机高压管路和球形接头的工况，尤其是模拟汽车发动机高压管路上的锥面和球形接的配合，即定位通孔后段的圆锥面和球形接头的前端的配合，该装置结构稳固，配合度高，为高压管路球形接头的设计提供关键的参数，提高试验效率和质量，确保了汽车发动机高压管路密封的安全。

Description

汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置及使用方法

技术领域

本发明涉及管路接头测试装置技术领域，尤其涉及一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置及使用方法。

背景技术

现阶段新型混合动力汽车的高压管路工作压力要求越来越高，管路发生泄漏的风险也随之增大。传统的高压管路采用锥面密封的方式与扩口式转接头连接，其缺点是锥面墩头的自适应能力较差，容易发生泄漏。

为了降低高压管路的泄漏风险，国内汽车发动机高压管路厂家开发出一种新型具有较高密封性能的高压油管接头。其特点是：依靠传统的螺纹来实现高压管路之间的连接并保证足够的抗拉性能，除此之外，还有一个有锁紧螺母扭矩产生的轴向力使之具有一定接触面压的墩头上的球形面与扩口式转接头的锥面金属间线密封形成第一道密封，此时，锁紧螺母的细牙螺纹连接和其尾部锥度球面密封形成第二道密封起着辅助密封的作用。

根据球形接头的特点和球面密封的机理可知，墩头上的球形面与扩口式转接头的锥面间的接触长度和接触面压是决定高压管路接头密封能力的主要因素。通常，接触面压越大密封性能越好，因此对螺母合理的扭矩是管路接头密封性能的关键参数，但要不影响接头的二次使用，螺母扭矩产生的轴向力也不能过大使接头产生塑性变形。所以接头处受到的轴向力、接触面压、接头弹塑性变形与螺母扭矩之间的关系很难确定，目前都是靠有限元分析得到初步结果，没有相关的实验方法和装置来研究高压管路球形接头的密封性能。

为了对高压管路球形接头的密封性能进行分析和评价，找出合理的螺母扭矩，需要弄清达到最佳密封性能时，螺母拧紧扭矩的最佳范围(即：螺母扭矩和接头轴向力与最佳密封性能之间的关系)，从而为高压管路接头设计和使用提供理论支持，因此，本发明提供了一种高压管路接头密封性能的评价方法，旨在研究螺母扭矩、接头轴向力与最佳密封性能之间的关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置及使用方法，以测试高压管路接头在螺母拧紧的过程中，产生多大的轴向力时，使接头的球面与锥面的接触面从弹性变形变为塑性变形及螺母扭矩和接头轴向力与最佳密封性能之间的关系，为高压管路接头设计提供关键参数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置，用于测试汽车发动机高压管路球形接头的密封性能，所述球形接头的前后相通的第一通孔，所述第一通孔为阶梯孔，第一通孔包括小径孔和大径孔，小径孔和大径孔间通过倒角连接，小径孔靠近球形接头的前端，球形接头靠近前端的外周为半球面A截去平面B后的弧形曲面，所述平面B和球形接头的中心轴线相垂直，球形接头靠近后端的外周呈圆柱状，

所述密封性能测试装置包括底座、传感器端座、连接头定位端座、压力传感器、带有六角螺帽的螺栓和定位件，所述传感器端座和连接头定位端座均固定安装在底座上，传感器端座和连接头定位端座的相对面为内侧面，传感器端座和连接头定位端座的内侧面相互平行，压力传感器固定安装在传感器端座的内侧面上，且压力传感器的压力传感面和连接头定位端座的内侧面相平行，连接头定位端座上还开设有前后方向的第二通孔，所述第二通孔分为前后两段，前段靠近连接头定位端座的内侧面，第二通孔的前段为光孔，第二通孔的后段为正六边形的通孔，正六边形的通孔的内接圆的直径大于光孔的直径，所述螺栓贯穿第二通孔，螺栓的六角螺帽位于第二通孔的后段内，螺栓的螺杆位于第二通孔的前段内，六角螺帽定在螺杆的后端，螺杆的前端外凸于连接头定位端座的内侧面，螺杆的前端上套装有拧紧螺母，拧紧螺母和连接头定位端座的内侧面相贴合，螺杆的前端面上车加工有凸台，球形接头的大径孔能够套装在凸台上，

所述定位件呈圆板状，定位件的一面为平面C，平面C能够与压力传感面相贴合，定位件与平面C相对的一面设置有柱形凸台，柱形凸台的中心沿轴向方向开设有定位通孔，定位通孔贯穿定位件，定位通孔、柱形凸台和定位件均同轴设置，所述定位通孔分为定位通孔前段和定位通孔后段，定位通孔前段为圆柱状且靠近平面C，定位通孔后段为定位通孔前段末端直径均匀向后递增的圆锥孔状，套装在凸台上的球形接头的前端能够抵靠在定位通孔后段内，将定位件的平面C压紧在压力传感面上，定位通孔前段的内径小于小径孔的内径。

一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的使用方法，采用所述的汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置，测试方法包括如下步骤：

1)测试前，螺杆前端和压力传感面之间的距离能够满足定位件和球形接头的更换和安装，

2)将需要检测的球形接头的大径孔套装在凸台上，定位件的平面C与压力传感面相贴合放置，

3)拧紧拧紧螺母，螺杆向前运动，直到球形接头的前端运动至定位通孔后段内，并够抵靠在定位通孔后段内，球形接头的前端外周和定位通孔后段能够形成自定心，

4)再通过数显扭力扳手扳动拧紧螺母得到相应的扭矩值，以及此时压力传感器的压力值，

5)数显扭力扳手对拧紧螺母不同的拧紧程度得到不同的扭矩值，以及相应的压力传感器的压力值，

6)采用数据分析仪进行数据分析。

本发明的有益效果是，本发明的汽车发动机高压管路球形接头密封性能测试装置及其使用方法，模拟汽车发动机高压管路和球形接头的工况，尤其是模拟汽车发动机高压管路上的锥面和球形接的配合，即定位通孔后段的圆锥面和球形接头的前端的配合，该装置结构稳固，配合度高，为高压管路球形接头的设计提供关键的参数，提高试验效率和质量，确保了汽车发动机高压管路密封的安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的立体结构示意图。

图2是本发明汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的剖面结构示意图。

图3是本发明汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的球形接头和定位件分开状态结构示意图。

图中：1、底座，2、传感器端座，3、连接头定位端座，31、第二通孔的前段，32、第二通孔的后段，4、压力传感器，5、六角螺帽，6、螺杆，61、凸台，7、球形接头，71、小径孔，72、大径孔，8、拧紧螺母，9、定位件，91、柱形凸台，92、定位通孔，921、定位通孔前段，922、定位通孔后段。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-3所示，是本发明最优实施例，一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置，用于测试汽车发动机高压管路球形接头7的密封性能，球形接头7的前后相通的第一通孔，第一通孔为阶梯孔，第一通孔包括小径孔71和大径孔72，小径孔71和大径孔72之间通过倒角连接，小径孔71靠近球形接头7的前端，球形接头7靠近前端的外周为半球面A截去平面B后的弧形曲面，平面B和球形接头7的中心轴线相垂直，平面B截去的部分小于1/2球面A所在的球体，球形接头7靠近后端的外周呈圆柱状，

密封性能测试装置包括底座1、传感器端座2、连接头定位端座3、压力传感器4、带有六角螺帽5的螺栓和定位件9，传感器端座2和连接头定位端座3均固定安装在底座1上，传感器端座2和连接头定位端座3的相对面为内侧面，传感器端座2和连接头定位端座3的内侧面相互平行，压力传感器4固定安装在传感器端座2的内侧面上，且压力传感器4的压力传感面41和连接头定位端座3的内侧面相平行，连接头定位端座3上还开设有前后方向的第二通孔，所述第二通孔分为前后两段，前段靠近连接头定位端座3的内侧面，第二通孔的前段31为光孔，第二通孔的后段32为正六边形的通孔，正六边形的通孔的内接圆的直径大于光孔的直径，所述螺栓贯穿第二通孔，螺栓的六角螺帽5位于第二通孔的后段32内，螺栓的螺杆6位于第二通孔的前段31内，六角螺帽5固定在螺杆6的后端，的前端外凸于连接头定位端座3的内侧面，螺杆6的前端上套装有拧紧螺母8，拧紧螺母8和连接头定位端座3的内侧面相贴合，螺杆6的前端面上车加工有凸台61，球形接头7的大径孔72能够套装在凸台61上，

定位件9呈圆板状，定位件的一面为平面C，平面C能够与压力传感面41相贴合，定位件9与平面C相对的一面设置有柱形凸台91，柱形凸台91的中心沿轴向方向开设有定位通孔92，定位通孔92贯穿定位件9，定位通孔92、柱形凸台91和定位件9均同轴设置，所述定位通孔92分为定位通孔前段921和定位通孔后段922，定位通孔前段921为圆柱状且靠近平面C，定位通孔后段922为定位通孔前段921末端直径均匀向后递增的圆锥孔状，套装在凸台61上的球形接头7的前端能够抵靠在定位通孔后段922内，将定位件9的平面C压紧在压力传感面41上，定位通孔前段921的内径小于小径孔71的内径。

一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的使用方法，采用所述的汽车发动机高压管路球形接头密封性能测试装置，测试方法包括如下步骤：

1)测试前，螺杆6前端和压力传感面41之间的距离能够满足定位件9和球形接头7的更换和安装，

2)将需要检测的球形接头7的大径孔72套装在凸台61上，定位件9的平面C与压力传感面41相贴合放置，

3)拧紧拧紧螺母8，螺杆6向前运动，直到球形接头7的前端运动至定位通孔后段922内，并够抵靠在定位通孔后段922内(如图2所示)，球形接头7的前端外周和定位通孔后段922能够形成自定心，当转动拧紧螺母8时，由于螺杆6六角螺帽5在第二通孔的后段32内无法转动，因此螺杆6只能前后移动，因此能够调节球形接头7对定位件9的压紧程度，

4)再通过数显扭力扳手扳动拧紧螺母8得到相应的扭矩值，以及此时压力传感器4的压力值，数显扭力扳手采用台湾数泓科技股份有限公司的WIZTANK进口数显扭力扳手WSC3-085-16000111。

5)数显扭力扳手对拧紧螺母8不同的拧紧程度得到不同的扭矩值，以及相应的压力传感器4的压力值，

6)采用数据分析仪进行数据分析。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置，用于测试汽车发动机高压管路球形接头（7）的密封性能，所述球形接头（7）的前后相通的第一通孔，所述第一通孔为阶梯孔，第一通孔包括小径孔（71）和大径孔（72），小径孔（71）和大径孔（72）之间通过倒角连接，小径孔（71）靠近球形接头（7）的前端，球形接头（7）靠近前端的外周为半球面A截去平面B后的弧形曲面，所述平面B和球形接头（7）的中心轴线相垂直，球形接头（7）靠近后端的外周呈圆柱状，

所述密封性能测试装置包括底座（1）、传感器端座（2）、连接头定位端座（3）、压力传感器（4）、带有六角螺帽（5）的螺栓和定位件（9），所述传感器端座（2）和连接头定位端座（3）均固定安装在底座（1）上，传感器端座（2）和连接头定位端座（3）的相对面为内侧面，传感器端座（2）和连接头定位端座（3）的内侧面相互平行，压力传感器（4）固定安装在传感器端座（2）的内侧面上，且压力传感器（4）的压力传感面（41）和连接头定位端座（3）的内侧面相平行，连接头定位端座（3）上还开设有前后方向的第二通孔，所述第二通孔分为前后两段，前段靠近连接头定位端座（3）的内侧面，第二通孔的前段（31）为光孔，第二通孔的后段（32）为正六边形的通孔，正六边形的通孔的内接圆的直径大于光孔的直径，所述螺栓贯穿第二通孔，螺栓的六角螺帽（5）位于第二通孔的后段（32）内，螺栓的螺杆（6）位于第二通孔的前段（31）内，六角螺帽（5）固定在螺杆（6）的后端，螺杆（6）的前端外凸于连接头定位端座（3）的内侧面，螺杆（6）的前端上套装有拧紧螺母（8），拧紧螺母（8）和连接头定位端座（3）的内侧面相贴合，螺杆（6）的前端面上车加工有凸台（61），球形接头（7）的大径孔（72）能够套装在凸台（61）上，

所述定位件（9）呈圆板状，定位件（9）的一面为平面C，平面C能够与压力传感面（41）相贴合，定位件（9）与平面C相对的一面设置有柱形凸台（91），柱形凸台（91）的中心沿轴向方向开设有定位通孔（92），定位通孔（92）贯穿定位件（9），定位通孔（92）、柱形凸台（91）和定位件（9）均同轴设置，所述定位通孔（92）分为定位通孔前段（921）和定位通孔后段（922），定位通孔前段（921）为圆柱状且靠近平面C，定位通孔后段（922）为定位通孔前段（921）末端直径均匀向后递增的圆锥孔状，套装在凸台（61）上的球形接头（7）的前端能够抵靠在定位通孔后段（922）内，将定位件（9）的平面C压紧在压力传感面（41）上，定位通孔前段（921）的内径小于小径孔（71）的内径。

2.一种汽车发动机高压管路球形接头密封性测试装置的使用方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的汽车发动机高压管路球形接头密封性能测试装置，测试方法包括如下步骤：

1）测试前，螺杆（6）前端和压力传感面（41）之间的距离能够满足定位件（9）和球形接头（7）的更换和安装，

2）将需要检测的球形接头（7）的大径孔（72）套装在凸台（61）上，定位件（9）的平面C与压力传感面（41）相贴合放置，

3）拧紧拧紧螺母（8），螺杆（6）向前运动，直到球形接头（7）的前端运动至定位通孔后段（922）内，并够抵靠在定位通孔后段（922）内，球形接头（7）的前端外周和定位通孔后段（922）能够形成自定心，

4）再通过数显扭力扳手扳动拧紧螺母（8）得到相应的扭矩值，以及此时压力传感器（4）的压力值，

5）数显扭力扳手对拧紧螺母（8）不同的拧紧程度得到不同的扭矩值，以及相应的压力传感器（4）的压力值，

6）采用数据分析仪进行数据分析。

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