CN109752140A - 废气门密封夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废气门密封夹具。该废气门密封夹具(13)具备能够固定在增压器(1)的排气部(11)上的基台(14)、以向排气部(11)内延伸的方式设置在基台(14)上的突出部(15)、安装于突出部(15)的顶端部的阀部(16)，其中，增压器(1)具有废气门(6)和排出涡轮室(4b)内的废气的涡轮孔(12)。在废气门阀(6)打开的状态下，阀部(16)以被插入到废气门(5)和废气门阀(6)之间的状态下，利用阀部(16)闭塞废气门(5)。

Description

废气门密封夹具
技术领域
本发明涉及在排气涡轮式增压器的泄漏测试时密封废气门的废气门密封夹具。
背景技术
以往，已知有检查内燃机的吸排气体或发动机油的泄漏的泄漏测试(例如，参照日本特开昭56-63233号公报)。
在带有排气涡轮增压器的内燃机中，检查因组装不良而引起的吸排气气体或发动机油的泄漏。此时，由于是带排气涡轮式增压器的内燃机单体的泄漏测试，为了在未安装催化剂及消声器等的状态下进行测试，对排气涡轮式增压器的内燃机的吸气口以及排气口等开口部进行密封来进行检查。
发明内容
发明所要解决的课题
在带排气涡轮增压器的内燃机的泄漏测试中，即使密封排气口，也存在以下问题：从开闭排气涡轮增压器的废气门阀的开闭旋转轴以及使该开闭旋转轴通过的贯通孔之间的间隙产生少量的泄漏，而无法高精度地进行泄漏测试。
也考虑在泄漏测试时使用密封夹具从排气涡轮式增压器的外侧封堵该间隙，但因开闭旋转轴的结构等原因，在使用密封夹具时，有时难以从排气涡轮式增压器的外侧封堵贯通孔的间隙。
本发明鉴于以上问题，其目的在于提供一种能够适当地密封废气门的废气门密封夹具。
用于解决课题的手段
[1]为了达到上述目的，本发明的废气门密封夹具(例如，实施方式的废气门密封夹具13，以下相同。)的特征在于，具备：
基台(例如，实施方式的基台14，以下相同。)，其能够固定到增压器(例如，实施方式的增压器1，以下相同。)的排气部上，其中，所述增压器具有废气门(例如，实施方式的废气门5，以下相同。)、以覆盖该废气门的排出侧开口端的方式能够自如地闭塞该废气门的废气门阀(例如，实施方式的废气门阀6，以下相同。)、使该废气门阀开闭的开闭旋转轴(例如实施方式的开闭旋转轴6a，以下相同。)、排出收纳涡轮叶轮(例如，实施方式的涡轮叶轮4a，以下相同。)的涡轮室(例如，实施方式的涡轮壳体4b，以下相同。)内的废气的涡轮孔(例如，实施方式的涡轮孔12，以下相同。)，并具备形成排气口(例如实施方式的排气口10，以下相同。)的排气部(例如，实施方式的排气部11，以下相同。)，
突出部(例如，实施方式的突出部15，以下相同。)，其设置在所述基台上，并向所述排气部内的除去所述废气门后的区域延伸；和
阀部(例如，实施方式的阀部16，以下相同。)，其安装于所述突出部的顶端部，
在所述废气门阀打开的状态下，在所述阀部插入于所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
根据本发明的废气门密封夹具，由于利用阀部直接密封废气门，能够适当地抑制来自开闭废气门和废气门阀的开闭旋转轴的间隙的泄漏。
[2]另外，在本发明中，优选的是，所述阀部构成为以所述突出部的延伸方向为旋转轴线，相对于所述基台转动自如，并且，向与所述突出部的轴线方向正交的方向延伸，形成为宽度从突出部侧向顶端扩大的形状，在所述阀部转动而插入到所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
根据该结构，使阀部转动并利用阀部直接密封废气门，因此能够适当地抑制来自开闭废气门和废气门阀的开闭轴的间隙的泄漏。
[3]另外，在本发明中，优选所述突出部构成为相对于所述基台向所述排气口进退自如。根据该结构，在将阀部插入到废气门与废气门阀之间后，能够利用突出部将阀部按压到废气门，从而能够牢固地密封废气门。
[4]另外，在本发明中，优选的是，在所述排气口中设置有与收纳涡轮的涡轮室连通的涡轮孔(例如，实施方式的涡轮孔12，以下相同。)，在所述基台上设置有对所述涡轮孔进行密封的涡轮孔密封部件(例如，实施方式的涡轮孔密封部件17，以下相同。)。
以往，也考虑对排气口本身实施密封，但需要对操作阀部的部分的间隙进行密封，存在构造变得复杂的可能性。
如上所述，若设置直接密封涡轮孔的涡轮孔密封部件，则无需闭塞排气口，另外，也不需要对操作阀部的部分的间隙进行密封，因此能够进一步简化废气门密封夹具的结构。
[5]另外，在本发明中，优选的是，所述涡轮孔密封部件构成为相对于所述基台向所述涡轮孔进退自如，所述阀部构成为以所述突出部的延伸方向为旋转轴线相对于所述基台转动自如，在所述涡轮孔密封部件处于后退位置时，所述阀部位于所述涡轮孔密封部件的顶端方向上，在闭塞所述排气口时，在转动所述阀部后，使所述涡轮孔密封部件前进来密封所述涡轮孔。
根据该结构，在将突出部插入排气口内时，能够在使阀部与涡轮孔密封部件重叠的状态下插入该阀部和涡轮孔密封部件，即使在排气口内的空间比较狭窄的情况下，也能够安装本发明的废气门密封夹具来适当地密封废气门。
[6]另外，在本发明中，优选所述基台构成为：在将所述基台固定于所述排气口时，所述旋转轴线位于连结所述废气门的排出侧的开口中心与所述涡轮孔的排出侧的开口中心的线段的二等分线上。
这里，可以设想下述情况：在不以旋转轴线位于上述二等分线上的方式构成基台时，如果不增大阀部，则有时即使转动位于涡轮孔密封部件的顶端的阀部也可能无法覆盖废气门。然而，当阀部增大到必要尺寸以上时，则即使阀部位于涡轮孔密封部件的顶端，也可能难以将其插入到排气口中。
因此，如上所述，通过以旋转轴线位于上述二等分线上的方式构成基台，即使阀部是最小限度必需的尺寸大小，也能够牢靠地密封废气门。
[7]另外，在本发明中，优选的是，所述阀部构成为厚度随着离开所述旋转轴线而逐渐变薄，在将所述基台固定于所述排气口时，所述旋转轴线配置在下述两个线段交叉的点上，该两个线段的其中一线段与所述开闭旋转轴(例如，实施方式的开闭旋转轴6a，以下相同。)的轴线正交的同时通过所述废气门的所述排出侧的开口中心，该两个线段的另一线段与所述一线段正交的同时通过所述涡轮孔的所述排出侧的开口中心，所述开闭旋转轴让所述废气门阀向离开所述废气门的方向摆动开闭。
根据该结构，通过利用涡轮孔密封部件事先密封涡轮孔，在使阀部转动时，能够防止阀部的旋转轴线因转动的反作用力而倾倒。
[8]另外，在本发明中，优选的是，所述阀部构成为向与所述突出部的延伸方向正交的方向滑动自如，在所述阀部滑动而被插入到所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
根据该结构，使阀部滑动来通过阀部直接密封废气门，因此能够适当地抑制来自开闭废气门和废气门阀的开闭旋转轴的间隙的泄漏。
附图说明
图1是示意性地表示具备应用本发明的第一实施方式的废气门密封夹具的排气涡轮式的增压器的内燃机的说明图。
图2是表示第一实施方式的增压器的立体图。
图3是表示第一实施方式的增压器的剖视图。
图4是表示第一实施方式的废气门阀的开闭旋转轴的剖视图。
图5是表示第一实施方式的废气门密封夹具的立体图。
图6是示意性地表示第一实施方式的废气门密封夹具的剖面的说明图。
图7是表示使第一实施方式的废气门密封夹具的阀部转动的状态的立体图。
图8是示意性地表示使第一实施方式的废气门密封夹具的阀部转动的状态的说明图。
图9是表示将第一实施方式的废气门密封夹具固定于增压器的状态的立体图。
图10A是示意性地表示利用第一实施方式的阀部密封废气门的状态的剖视图。图10B是从第一实施方式的阀部的旋转轴线方向示意性地表示排气口的说明图。
图11是示意地表示利用第一实施方式的涡轮孔密封部件密封了涡轮孔的状态的剖视图。
图12是表示第一实施方式的进退限制部件的说明图。
图13是示意性地表示第二实施方式的滑动式的废气门密封夹具的剖视图。
图14是示意性地表示第三实施方式的凸轮驱动式的废气门密封夹具的剖视图。
符号说明
1 增压器(涡轮增压器)；2 内燃机；3 压缩机；4 涡轮；4a 涡轮叶轮；4b 涡轮壳体(涡轮室)；5 废气门；6 废气门阀；6a 开闭旋转轴；6b 贯通孔；7 空气滤清器；8 中间冷却器；9 催化剂；10 排气口；11 排气部；11a 凸缘；11b 螺栓孔；12 涡轮孔；13 废气门密封夹具；14 基台；14a 第1插通孔；14b 第2插通孔；14c 螺栓固定孔；15 突出部；16 阀部；17 涡轮孔密封部件；18 气动卡盘(气囊)；19 按压机构；20 密封材；21 操作杆；22 进退限制部件；23 凹部；24 凸轮机构；25 致动器；26 横向引导槽；27 第1销；28 斜向引导槽；29 纵向引导槽；30 臂部件；31 第2销；L1 二等分线；L2 第1假想直线；L3 第2假想直线；P1 第1中心点；P2 第2中心点；P3 交叉点。
具体实施方式
参照图1，使用本发明的第一实施方式的废气门密封夹具的排气涡轮式的增压器1(涡轮增压器)适用于例如4缸(也可以是4缸以外的缸数)的内燃机2(例如汽油发动机或柴油发动机)，具备对向内燃机2的进气进行压缩的压缩机3、通过来自内燃机2的排气而旋转来驱动压缩机3的涡轮4、调整向涡轮4供给的排气量的废气门5以及废气门阀6。
废气门阀6固定于顶端折弯成L字型的开闭旋转轴6a的顶端，通过使开闭旋转轴6a旋转来开闭废气门5的排气侧的开口端。
通过空气滤清器7的进气由增压器1的压缩机3压缩，该被压缩的进气由中间冷却器8冷却而被供给到内燃机2。从内燃机2排出的排气在通过增压器1的涡轮4后，从增压器1排出，并通过催化剂9而被排出。废气门5是将从内燃机2排出的排气绕过涡轮4向催化剂9引导的通路，通过废气门阀6调节通过废气门5的排气的量。
图2是本实施方式的增压器1的立体图。在增压器1设置有形成排气口10的排气部11。图3是本实施方式的增压器1的剖视图。如图3所示，在增压器1中，在排气部11内开口有与收纳涡轮叶轮4a的涡轮壳体4b(涡轮室)连通的涡轮孔12和废气门5。
在进行本实施方式那样的带增压器1的内燃机2的泄漏测试时，以往是对排气部11的排气口10实施了闭塞。但是，这样是不充分的，如图4所示，通过局部剖面表示现有例，从开闭废气门阀6的开闭旋转轴6a和贯穿设置于排气部11且插通有开闭旋转轴6a的贯通孔6b之间会产生气体或油等的泄漏(参照图4的虚线箭头)，因而在泄漏测试时，需要适当地对该间隙也进行密封。但是，由于开闭旋转轴6a的形状等问题，有时难以适当地对开闭旋转轴6a与贯通孔6b的间隙实施密封。
因此，在本实施方式中，能够使用在图5中以立体图表示、在图6中以剖视图所示的废气门密封夹具13来适当地密封废气门5。废气门密封夹具13具备：具有第1插通孔14a和第2插通孔14b这两个插通孔的长方体状的基台14；以相对于基台14进退自如的方式插通于第1插通孔14a且被安装在基台14上的突出部15；设置于突出部15的顶端的脚蹼状的阀部16、以及插通于第2插通孔14b的圆柱状的涡轮孔密封部件17。
脚蹼状的阀部16形成为向与突出部15的轴线方向正交的方向延伸，宽度从突出部15侧向顶端逐渐增大，并且阀部16的顶端形成为圆弧状。另外，阀部16的与覆盖废气门5一侧的面成相反一侧的面形成为倾斜，使得阀部16的厚度从突出部15侧向顶端逐渐变小。
另外，在阀部16的面向废气门5的表面上粘贴有由聚氨酯橡胶或硅橡胶等构成的密封材20。
涡轮孔密封部件17以进退自如的方式设置于基台14，使得涡轮孔密封部件17的顶端部能够插入涡轮孔12。在涡轮孔密封部件17的顶端设置有气动卡盘18(气囊(airpicker))。在涡轮孔密封部件17上设置有能够自如地向气动卡盘18供给空气的供气排气通路(省略图示)，当经由该供气排气通路向气动卡盘18供给空气时，气动卡盘18膨胀而闭塞涡轮孔12，当空气经由供气排气通路被排出时，气动卡盘18萎缩而解除涡轮孔12的密封。
突出部15以与阀部16一体地转动自如的方式进行安装。在使涡轮孔密封部件17后退的状态下，如图7的立体图所示、图8的剖面所示那样，阀部16的脚蹼状的顶端部分从涡轮孔密封部件17的前方的位置向向作为向涡轮孔密封部件17的进退方向的运动轨迹的进退投影空间的外侧摆动自如。
图9是表示将本实施方式的废气门密封夹具13安装于排气部11后的状态的立体图。由图9可知，在废气门密封夹具13的基台14上，与螺栓孔11b的位置对应地设置螺栓固定孔14c，利用螺栓孔11b固定废气门密封夹具13，其中，螺栓孔11b设置在排气部11的凸缘11a上，在将催化剂装置及消声器等安装到排气部11上时，利用该螺栓孔11b连结催化剂装置及消声器等。由此，不用在排气部11设置废气门密封夹具13专用的螺栓孔11b，能够以稳定的状态将废气门密封夹具13固定于排气部11。
需要说明的是，作为废气门密封夹具13的固定方法，示出了使用螺栓固定孔14c进行固定的方法，但废气门密封夹具的固定方法不限于此，例如也可以将废气门密封夹具安装于机器人等外部设备上，并使用定位销等将其定位固定于排气部11上。
图10A及图10B是示意性地表示将本实施方式的废气门密封夹具13安装于排气部11的状态的说明图。如图10A及图10B所示，在将本实施方式的废气门密封夹具13安装于排气部11时，首先，使涡轮孔密封部件17移动至后退位置。并且，阀部16的脚蹼部的顶端部位于涡轮孔密封部件17的顶端侧，涡轮孔密封部件17与阀部16的顶端部分在涡轮孔密封部件17的轴线方向上重叠。由此，即使排气口10的开口面积小，也能够以避开废气门阀6的方式将阀部16和涡轮孔密封部件17容易地插入到排气口10内。
然后，通过使螺栓与排气部11的螺栓孔11b螺合，在将基台14固定于排气部11之后，在使废气门阀6开阀的状态下，使阀部16转动而插入到废气门5与废气门阀6之间。之后，利用螺旋弹簧或气压供给机构等按压机构19将阀部16牢固地按压并直接密封废气门5的排出侧开口端。
然后，如图11所示，使涡轮孔密封部件17前进而将气动卡盘18插入到涡轮孔12中。然后，向气动卡盘18供给空气使其膨胀而密封涡轮孔12。需要说明的是，也可以代替气动卡盘18，在涡轮孔密封部件17的顶端部的外周面配置外径比涡轮孔12小的O型环等环状弹性体，将涡轮孔密封部件17插入到涡轮孔12内，通过从轴向压扁环状弹性体而使环状弹性体扩径，从而通过将环状弹性体按压于涡轮孔12的内周面来密封涡轮孔12。
由图10B可知，突出部15的旋转轴线位于与下述线段的二等分线L1交叉的位置。该线段是指：连结废气门5的排出侧开口端的中心、也即第1中心点P1和作为涡轮孔12的排出侧开口端的中心、也即第2中心点P2的线段。另外，突出部15的旋转轴线位于第1假想直线L2和第2假想直线L3相交叉的交叉点P3处。其中，第1假想直线L2与废气门阀6的开闭旋转轴6a的轴线正交且通过废气门5的排出侧的开口端的中心、也即第1中心点P1；第2假想直线L3与第1假想直线L2正交且通过涡轮孔12的排出侧的开口端的中心、也即第2中心点P2。
在突出部15的上端部设有用于转动操作突出部15的操作杆21。另外，在基台14上固定有进退限制部件22，该进退限制部件22沿着操作杆21的转动运动时的转动轨迹形成为圆弧状，并与操作杆21的顶端抵接。
如图12所示，进退限制部件22设置有凹部23。利用该凹部23，在将操作杆21转动到阀部16位于废气门5的正上方时，利用由弹簧构成的按压机构19将密封材20按压到废气门5，从而使突出部15前进到前进位置。通过使操作杆21嵌入到该凹部23中，突出部15利用按压机构19的施力而前进，阀部16将密封材20按压到废气门5而对其进行密封。
根据本实施方式的废气门密封夹具13，利用阀部16直接密封废气门5，因此能够适当地抑制来自开闭废气门5及废气门阀6的开闭旋转轴6a的间隙的泄漏。
另外，在将阀部16插入废气门5和废气门阀6之间后，能够利用突出部15将阀部16按压向废气门5，能够利用阀部16牢固地密封废气门5。
另外，由于设置有直接密封涡轮孔12的涡轮孔密封部件17，因此无需闭塞排气口10，另外，也不需要对操作阀部16的部分的间隙进行密封，因此能够进一步简化废气门密封夹具13的构造。
另外，在将突出部15插入到排气口10内时，能够以阀部16与涡轮孔密封部件17在涡轮孔密封部件17的轴线方向上重叠的状态插入阀部16与涡轮孔密封部件17。由此，即使在排气口10内的空间比较狭窄的情况下，也能够将本实施方式的废气门密封夹具13安装于排气部11而适当地密封废气门5。
此外，在本实施方式中，基台通过下述方式构成：在将基台14固定到排气口10上时，突出部15的旋转轴线位于连结废气门5的排出侧的开口中心点P1与涡轮孔12的排出侧的开口中心点P2的线段的二等分线L1上。
此处，可以设想以下情况：在基台14没有以突出部15的旋转轴线位于上述二等分线上的方式构成的情况下，如果不增大阀部16的径等，则可能会出现即使转动位于涡轮孔密封部件17的顶端的阀部16也无法覆盖废气门5的情况。然而，如果将阀部16设置得过大，则即使阀部16位于涡轮孔密封部件17的顶端，也会难以被插入到排气口10中。
因此，通过如本实施方式那样以旋转轴线位于二等分线上的方式构成基台14，即使阀部16是最低限度必需的尺寸大小，也能够牢固地密封废气门5。
另外，在本实施方式中，对利用阀部16密封废气门5后利用涡轮孔密封部件17密封涡轮孔12的情况进行了说明。但是，本发明的废气门密封夹具13不限于此。例如，也可以在转动阀部16后，先利用涡轮孔密封部件17密封涡轮孔12，之后通过阀部16密封废气门5。由此，在将阀部16按压向废气门5时，能够防止阀部16的旋转轴线因按压的反作用力而倾倒。
另外，在本实施方式中，说明了使阀部16转动来密封废气门5的例子。然而，本发明的阀部的动作不限于此。例如，作为第二实施方式而示于图13中那样，也可以利用气缸等致动器25使阀部16沿横向滑动而密封废气门5。也可以如作为第三实施方式而示于图14中那样，利用凸轮机构24使阀部从斜上方朝向废气门5与废气门阀6之间移动来实施密封。
图14所示的第三实施方式的凸轮机构24具备：固定于能够沿上下方向进退的致动器25的顶端并沿横向实施引导的横向引导槽26；受横向引导槽26引导并固定于臂部件30上的第1销27；在固定于基座14的部件上穿设的斜向引导第1销27的斜向引导槽28；在固定于基座14的部件上穿设的沿上下方向实施引导的纵向引导槽29；受纵向引导槽29引导且固定在臂部件30上的第2销31，在臂部件30的下端固定有阀部16。第1销27以位于比第2销31更靠臂部件30的上端部的方式固定于臂部件30。
根据图14的凸轮机构24，通过利用致动器25使横向引导槽26沿上下方向进退，第1销27沿着横向引导槽26及斜向引导槽28移动，第2销31沿着纵向引导槽29移动。通过该第1销27及第2销31的移动，臂部件30的顶端在沿上下方向移动的同时进行摆动运动，从而利用阀部16密封废气门5。

Claims (8)

1.一种废气门密封夹具，其特征在于，具备：
基台，其能够固定到增压器的排气部上，所述增压器具有废气门、以覆盖该废气门的排出侧开口端的方式能够自如地闭塞该废气门的废气门阀、使该废气门阀开闭的开闭旋转轴、排出收纳涡轮叶轮的涡轮室内的废气的涡轮孔，并具备形成排气口的所述排气部；
突出部，其设置在所述基台上，并向所述排气部内的除去所述废气门的区域延伸；和
阀部，其安装于所述突出部的顶端部，
在所述废气门阀打开的状态下，在所述阀部插入于所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
2.根据权利要求1所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述阀部构成为以所述突出部的延伸方向为旋转轴线，相对于所述基台转动自如，并且，向与所述突出部的轴线方向正交的方向延伸，形成为宽度从突出部侧向顶端扩大的形状，
在所述阀部转动而插入到所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
3.根据权利要求1所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述突出部构成为相对于所述基台向所述排气口进退自如。
4.根据权利要求1所述的废气门密封夹具，其特征在于，
在所述排气口中设置有与收纳涡轮的涡轮室连通的涡轮孔，在所述基台上设置有对所述涡轮孔进行密封的涡轮孔密封部件。
5.根据权利要求4所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述涡轮孔密封部件构成为相对于所述基台向所述涡轮孔进退自如，
所述阀部构成为以所述突出部的延伸方向为旋转轴线相对于所述基台转动自如，
在所述涡轮孔密封部件处于后退位置时，所述阀部位于所述涡轮孔密封部件的顶端方向上，
在闭塞所述排气口时，在转动所述阀部后，使所述涡轮孔密封部件前进来密封所述涡轮孔。
6.根据权利要求5所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述基台构成为：在将所述基台固定于所述排气口时，所述旋转轴线位于连结所述废气门的排出侧的开口中心与所述涡轮孔的排出侧的开口中心的线段的二等分线上。
7.根据权利要求5所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述阀部构成为厚度随着离开所述旋转轴线而逐渐变薄，
在将所述基台固定于所述排气口时，所述旋转轴线配置在下述两个线段交叉的点上，该两个线段的其中一线段与所述开闭旋转轴的轴线正交的同时通过所述废气门的所述排出侧的开口中心，该两个线段的另一线段与所述一线段正交的同时通过所述涡轮孔的所述排出侧的开口中心，所述开闭旋转轴让所述废气门阀向离开所述废气门的方向摆动开闭。
8.根据权利要求1所述的废气门密封夹具，其特征在于，
所述阀部构成为向与所述突出部的延伸方向正交的方向滑动自如，在所述阀部滑动而被插入到所述增压器的所述废气门与所述废气门阀之间的状态下，通过所述阀部闭塞所述废气门。
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