CN112774911A - 一种发动机缸孔涂油装置及其气控开关阀 - Google Patents

Abstract

一种发动机缸孔涂油装置及其气控开关阀，该发动机缸孔涂油装置包括机架、压力油罐、气控开关阀和甩油机构，该气控开关阀包括：阀体，其上设置有润滑油入口、润滑油出口、气动控制口、节流口、阀芯安装孔和活塞安装腔，该气动控制口与该活塞安装腔的底部连通，该节流口分别与该润滑油入口及润滑油出口连通；阀芯，安装在该阀芯安装孔内并与该阀体同轴，该阀芯的底端与该节流口适配；限位调节螺杆，通过盖帽安装在该阀体上，该限位调节螺杆与该阀芯同轴设置；活塞，安装在该活塞安装腔内并与该阀体同轴；以及复位弹簧，设置在该活塞安装腔内并位于该活塞与该盖帽之间，该复位弹簧的两端分别抵靠在该活塞与该盖帽上。

Description

一种发动机缸孔涂油装置及其气控开关阀

技术领域

本发明涉及一种发动机装配设备，特别是一种发动机缸孔涂油装置及其带流量调节的气控开关阀。

背景技术

汽车发动机是汽车的“心脏”，其制造技术直接决定了发动机的性能。发动机装配作为发动机制造过程的关键工序，对产品质量的好坏起着决定性作用。如今发动机装配己经实现流水线装配，并采用了大量的在线自动装配及自动检测等技术功能，保证了发动机高精度、高效率、高质量的装配。随着汽车发动机排放标准要求越来越高，发动机的设计要求、零件加工和装配质量要求也越来越高。特别是汽车生产规模的不断扩大，生产节拍的不断提高，多品种发动机的发展，使得装配过程中难免出现质量问题导致产品缺陷。缺陷可能是人员操作失误造成的，也可能是装配设备故障造成的。

现有技术在发动机装配过程中的缸孔涂油装置，其润滑油流量大小的控制需要由一个开关阀和一个节流阀串联起来实现，而且由于节流阀调整后是固定的，同时该装置压力油罐的压力也比较低，因此如果时间长了，污染物可能会集存在节流阀的节流口处，使得节流开度发生改变，即流量发生改变，影响缸孔涂油的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发动机缸孔涂油装置及其带流量调节的气控开关阀，用于发动机装配过程中的缸孔涂油。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，用于控制供给发动机缸孔涂油装置的润滑油的油路通断和流量大小，包括：

阀体，所述阀体上设置有润滑油入口、润滑油出口、气动控制口、节流口、阀芯安装孔和活塞安装腔，所述气动控制口与所述活塞安装腔的底部连通，所述节流口分别与所述润滑油入口及润滑油出口连通，所述阀芯安装孔和活塞安装腔的轴线与所述阀体的轴线同轴；

阀芯，安装在所述阀芯安装孔内并与所述阀体同轴，所述阀芯的底端与所述节流口适配，所述阀芯相对于所述节流口分别具有一全开位置和一关闭位置，并通过调整所述阀芯与所述节流口的相对位置控制所述润滑油的流量大小；

限位调节螺杆，通过盖帽安装在所述阀体上，所述限位调节螺杆通过螺母锁紧；

活塞，安装在所述活塞安装腔内并与所述阀芯同轴连接；以及

复位弹簧，设置在所述活塞安装腔内并位于所述活塞与所述盖帽之间，所述复位弹簧的两端分别抵靠在所述活塞与所述盖帽上。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述活塞和阀芯通过螺母连接固定，所述阀芯顶端设置有与所述螺母适配的连接部，所述活塞上设置有用于所述阀芯顶端通过的安装孔，且对应于所述安装孔设置有安装槽，所述螺母位于所述安装槽内。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述安装槽的中心线与所述安装孔的轴线位于同一直线，所述复位弹簧的底端抵靠在所述安装槽内。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述阀芯的底端为圆锥体，所述节流口的顶部为与所述圆锥体适配的圆锥孔，所述润滑油的流量大小与所述阀芯的底端与所述节流口的顶部的圆锥面之间形成流道的大小成正比。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述流道的大小通过所述限位调节螺杆的有效旋入长度调节控制。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述润滑油的流量大小与所述活塞带动所述阀芯上行位移的大小成正比。

上述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其中，所述活塞带动所述阀芯上下移动，所述限位调节螺杆限制所述阀芯上移的最大极限距离对应于所述全开位置；所述阀芯与所述节流口抵接处对应于所述关闭位置。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种发动机缸孔涂油装置，其中，包括机架、压力油罐、气控开关阀、甩油机构和轴向移动机构，所述气控开关阀和甩油机构分别安装在所述机架上，所述气控开关阀通过连接油管与所述压力油罐连接，所述甩油机构通过甩油油管与所述气控开关阀连接，所述轴向移动机构与所述甩油机构或待涂油发动机缸连接，以使所述甩油机构沿所述待涂油发动机缸的缸孔轴线按照设定速度移动，所述气控开关阀为上述的气控开关阀。

上述的发动机缸孔涂油装置，其中，所述甩油机构包括：

动力机构，通过连接座安装在所述机架上；

连接轴，一端与所述动力机构连接，所述连接轴外套装有轴套，所述轴套的顶端与所述连接座连接；所述甩油油管的一端与所述气控开关阀连接，所述甩油油管的另一端延伸入所述轴套并靠近所述连接轴设置；以及

甩油杯，安装在所述连接轴的另一端，所述甩油杯、连接轴与所述动力机构的输出轴同轴设置，所述甩油杯包括杯体，所述杯体上设置有连接孔和集油腔，所述连接孔设置在所述杯体的中心位置，所述杯体通过所述连接孔安装在所述连接轴的末端，所述集油腔为环绕所述连接孔的内凹腔体，所述集油腔的侧壁上设置有多个甩油孔。

上述的发动机缸孔涂油装置，其中，所述甩油机构还包括盖板，所述轴套的下端设置有安装凸台，所述盖板安装在所述轴套的下端并抵靠在所述安装凸台上，所述盖板的外缘上设置有与发动机缸孔适配的凸缘。

本发明的技术效果在于：

本发明的气控开关阀的阀芯同时起到开关和节流的功能，且在开关和调节流量大小时上下移动，即使有污染物存在，也会在开关的过程中流走，不会集存在节流口处。同时，本发明的甩油杯通过连接轴在直流电机的驱动下高速旋转，润滑油经甩油油管，流入甩油杯内的集油腔，甩油杯内的润滑油在离心力的作用下通过集油腔四周侧壁上均布的甩油孔高速甩出，形成沿甩油杯圆周切线方向高速运动的雾粒均匀涂抹到发动机缸孔的缸筒表面，可满足发动机缸孔涂油的工艺要求，质量稳定，操作简单，生产效率高。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的发动机缸孔涂油装置结构示意图；

图2为本发明一实施例的发动机缸孔涂油装置气动原理图；

图3为本发明一实施例的气控开关阀俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3的B-B剖视图；

图6A-6C为本发明的气控开关阀控制原理图；

图7为本发明一实施例的甩油机构结构示意图；

图8为本发明一实施例的甩油杯结构示意图。

其中，附图标记

1 压力油罐

11 加油口

12 压力表

13 减压阀

2 气控开关阀

21 阀体

211 润滑油入口

212 润滑油出口

213 气动控制口

214 节流口

215 阀芯安装孔

216 活塞安装腔

22 阀芯

23 限位调节螺杆

24 活塞

25 复位弹簧

26 盖帽

27 螺母

3 甩油机构

31 连接座

32 直流电机

33 甩油油管

34 连接轴

35 轴套

36 盖板

37 甩油杯

371 杯体

372 集油腔

373 甩油孔

374 连接孔

4 发动机缸孔

5 机架

6 连接油管

7 气源

71 开关阀

72 气控三联件

8 轴向移动机构

81 托盘

82 举升机构

83 举升电机

9 待涂油发动机缸体

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1及图2，图1为本发明一实施例的发动机缸孔涂油装置结构示意图，图2为本发明一实施例的发动机缸孔涂油装置气动原理图。发动机的活塞有上面两层气环及下面一个油环。在发动机装配中，需要通过工装将活塞环及油环收紧后，压入发动机缸筒内，由于节能减排的要求，乘用车的发动机均采用全铝发动机，故而发动机为铝制缸体，活塞环为钢件，在压装的过程中极易将缸孔内拉伤。因而需要在缸孔内表面与活塞接触的部位进行均匀涂油操作，以保证压装时的润滑。涂油要求为：自缸孔口形成一个20mm长油膜环，该油膜环厚度约1mm左右，不能汇聚成或流体状态流下。

本发明的发动机缸孔涂油装置即针对上述涂油工艺要求对发动机缸孔4 进行涂油，以满足发动机装配需求。该发动机缸孔涂油装置包括机架5、压力油罐1、气控开关阀2、甩油机构3和轴向移动机构8，所述气控开关阀2和甩油机构3分别安装在所述机架5上，所述气控开关阀2通过连接油管6与所述压力油罐1连接，所述甩油机构3通过甩油油管33与所述气控开关阀2连接，所述轴向移动机构8可以与所述甩油机构3连接，也可以与待涂油发动机缸体9连接，只要可以使所述甩油机构3沿所述待涂油发动机缸体9的缸孔轴线按照设定速度移动即可，对该轴向移动机构8没有特别的限制。本实施例的轴向移动机构8可与待涂油发动机缸体9连接，包括托盘81、举升机构82和举升电机83，待涂油发动机缸体9安放在托盘81上，举升电机83为举升机构82提供动力，举升机构82通过托盘81带动待涂油发动机缸体9向上移动，保证甩油机构3沿待涂油发动机缸9的缸孔轴线按照设定速度移动，甩油机构 3将润滑油均匀涂抹到发动机缸孔4的缸筒表面，满足发动机缸孔涂油的工艺要求。优选10L的压力油罐1，压力油罐1顶部通过精密减压阀13接入气源7 的压缩空气做动力，使罐内的润滑油能够从连接油管6流出。该压力油罐1 的顶部还设置有加油口11和压力表12，气源7与压力油罐1连接的管路上设置有开关阀71和气控三联件72。与连接油管6连接的带流量调节的气控开关阀2用于润滑油供给的开关和润滑油流量大小的控制。该压力油罐1的组成、结构及其与气源7的连接、工作原理等均为较成熟的现有技术，在此不再赘述，下面仅对本发明的气控开关阀2予以详细说明。

参见图3-图5，图3为本发明一实施例的气控开关阀俯视图，图4为图3 的A-A剖视图，图5为图3的B-B剖视图。本发明的气控开关阀2，用于控制供给发动机缸孔涂油装置的润滑油的油路通断和流量大小，包括：阀体21，所述阀体21上设置有润滑油入口211、润滑油出口212、气动控制口213、节流口214、阀芯安装孔215和活塞安装腔216，所述气动控制口213与所述活塞安装腔216的底部连通，所述节流口214作为节流流道分别与所述润滑油入口211及润滑油出口212连通，所述阀芯安装孔215和活塞安装腔216的轴线与所述阀体21的轴线同轴；阀芯22，安装在所述阀芯安装孔215内并与所述阀体21同轴，所述阀芯22的底端与所述节流口214适配，所述阀芯22相对于所述节流口214分别具有一全开位置和一关闭位置，并通过调整所述阀芯 22与所述节流口214的相对位置控制所述润滑油的流量大小；限位调节螺杆 23，通过盖帽26安装在所述阀体21上，盖帽26用于封堵活塞24上腔及安装限位调节螺杆23，所述限位调节螺杆23与所述阀芯22同轴设置，用于限制活塞24行程位移，即用于调整该节流口214的大小；活塞24，安装在所述活塞安装腔216内并与所述阀芯22同轴连接；以及用于活塞24复位的复位弹簧 25，设置在所述活塞安装腔216内并位于所述活塞24与所述盖帽26之间，所述复位弹簧25的两端分别抵靠在所述活塞24与所述盖帽26上。

本实施例中，所述活塞24和阀芯22通过螺母27连接固定，所述阀芯22 顶端设置有与所述螺母27适配的连接部，所述活塞24上设置有用于所述阀芯 22顶端通过的安装孔，且对应于所述安装孔设置有安装槽，所述螺母27位于所述安装槽内。所述安装槽的中心线与所述安装孔的轴线位于同一直线，所述复位弹簧25的底端抵靠在所述安装槽内。

工作时，初始状态时，活塞24及阀芯22在复位弹簧25的作用下下行，使得阀芯22压紧在节流口214的锥面上，阀芯22位于关闭位置，带流量调节的气控开关阀2处于关闭状态。润滑油入口211与润滑油出口212不通，此时没有润滑油输出。打开状态时，当气动控制口213接通控制气压信号后，压缩空气通过气动控制口213进入活塞24下腔，活塞24带动阀芯22上行，直到被限位调节螺杆23限位。此时，阀芯22脱离节流口214的锥面，形成流道，润滑油入口211与润滑油出口212接通，有润滑油流出。

参见图6A-6C，图6A-6C为本发明的气控开关阀控制原理图。其中，图6A 为打开状态，图6B为极限打开位置，图6C为关闭位置。根据流量与压力之间的关系，有如下公式：

Q＝μ*A*(2*P/ρ)^0.5

式中，Q为流量，单位为m/S；μ为流量系数，与阀门或管子的形状有关，一般为0.6-0.65；A为面积，单位为m²；P为通过阀门前后的压力差，单位为Pa；ρ为流体的密度，单位为Kg/m³。

最终出口的压力是大气，相当于常量，同种润滑剂密度ρ也是常量，假定不调整带流量调节的气控开关阀2的节流开度，那么有效截面积A也是常量，故经过减压阀13调整罐内的压力，可以调节单位时间出油量，单位时间的出油量Q与压力罐内的压力P成正比。同样，将经过减压阀13调整罐内的压力 P固定，此时单位时间的出油量Q与带流量调节的气控开关阀2的节流开度，也就是有效截面积A的大小成正比。本实施例的所述阀芯22的底端为圆锥体，所述节流口214的顶部为与所述圆锥体适配的圆锥孔，所述润滑油的流量大小与所述阀芯22的底端与所述节流口214的顶部的圆锥面之间形成流道的大小成正比。所述流道的大小可通过所述限位调节螺杆23的有效旋入长度调节控制。

或者，所述润滑油的流量大小与所述活塞24带动所述阀芯22上行位移的大小成正比。其中，所述活塞24带动所述阀芯22上下移动，所述限位调节螺杆23限制所述阀芯22上移的最大极限距离对应于所述全开位置；所述活塞 24带动所述阀芯22下移至与所述节流口214抵接处，对应于所述关闭位置。

本实施例中流量的调节，当带有流量调节的气控开关阀2被打开后，润滑油流出的流量大小，取决于阀芯22与节流口214锥面所形成流道的大小，也就是活塞24带动阀芯22上行位移的大小。其通过调节限位调节螺杆23来实现。图6A-6C中阀芯22和节流口214组成一个开关阀，阀芯22下移堵住节流口214，则流道关闭，相当于阀关闭；阀芯22上移，离开节流口214，使之与阀体21之间形成流道，则阀打开。阀芯22的上移和下移由活塞24带动，且有限制，限位调节螺杆23的螺杆旋入的高低，限制阀芯22上移的距离，即限制流道的大小；下移的极限位置由阀体21上的节流口214的位置和结构限定，阀芯22被节流口214挡住，相当于阀关闭。图6C中的x即为节流开度，这个开度由限位调节螺杆23的螺杆旋入高低实现。

本发明的气控开关阀2的阀芯22同时起到开关和节流的功能，且在开关和调节流量大小时上下移动，即使有污染物存在，也会在开关的过程中流走，不会集存在节流口214处。

参见图7及图8，图7为本发明一实施例的甩油机构结构示意图，图8为本发明一实施例的甩油杯结构示意图。本实施例的所述甩油机构3用于将通过带流量调节的气控开关阀2流入甩油杯37的润滑油甩成油雾，涂抹到发动机缸孔4的内表面，包括：动力机构，通过连接座31安装在所述机架5上，连接座31用于固定动力机构及轴套35；该动力机构优选12000rpm直流电机32，提供12000rpm旋转动力；连接轴34，用于连接直流电机32和甩油杯37，连接轴34的一端与所述动力机构连接，所述连接轴34外套装有轴套35，所述轴套35的顶端与所述连接座31连接，轴套35用于盖板36滑动导向；所述甩油油管33的一端与所述气控开关阀2连接，所述甩油油管33的另一端延伸入所述轴套35并靠近所述连接轴34设置，使润滑油流入甩油杯37中；以及甩油杯37，安装在所述连接轴34的另一端，所述甩油杯37、连接轴34与所述直流电机32的输出轴同轴设置。所述甩油杯37包括杯体371，所述杯体371 上设置有连接孔374和集油腔372，所述连接孔374设置在所述杯体371的中心位置，所述杯体371通过所述连接孔374安装在所述连接轴34的末端，所述集油腔372为环绕所述连接孔374的内凹腔体，所述集油腔372的侧壁上设置有多个甩油孔373。

其中，所述甩油机构3还包括盖板36，用于涂油的时候盖住缸筒，以防止润滑油飞溅；所述轴套35的下端设置有安装凸台，所述盖板36安装在所述轴套35的下端并抵靠在所述安装凸台上，所述盖板36的外缘上设置有与发动机缸孔4适配的凸缘。

工作时，甩油杯37通过连接轴34在直流电机32的驱动下高速旋转，润滑油经甩油油管33，流入甩油杯37内的集油腔372，甩油杯37内的润滑油在离心力的作用下通过四周直径0.5mm的甩油孔373高速甩出，形成沿甩油杯 37圆周切线方向高速运动的雾粒涂抹到发动机缸孔4的内表面。

本发明的涂油效果由以下因素综合决定：经过减压阀13调整压力油罐1 内的压力，可以调节单位时间出油量，单位时间的出油量与压力油罐1内的压力成正比；顶部接入的带流量调节的气控开关阀2，通过调节流量开关，可以调节单位时间的出油量；甩油机构3及发动机缸体9的相对运动速度影响涂油油膜的厚度。由于直流电机32带动甩油机构3的甩油杯37高速旋转，同时举升电机83驱动举升机构82带动待涂油发动机缸体9自下而上匀速运动，使所述甩油机构3沿所述待涂油发动机缸体9的缸孔轴线按照设定速度移动，在运动的过程中始终有压力油滴入甩油杯37，甩油杯37内的润滑油在离心力的作用下通过集油腔372四周侧壁上均布的甩油孔373高速甩出，形成沿甩油杯 37圆周切线方向高速运动的雾粒均匀涂抹到发动机缸孔4的缸筒表面。该设定速度与油膜厚度成正比，即当出油量不变的情况下，甩油机构3的移动速度与油膜厚度成正比，如果设定速度过快，则油膜厚度不够，设定速度过慢，则油膜厚度过厚，汇聚成流体状态后沿发动机缸孔4的内侧壁流下，均影响后续活塞压入时的装配质量。可见主要有两个因素影响油膜厚度，一是甩油机构3 及发动机缸体9的相对速度，一是供给的流量。一般情况下，可保持甩油机构 3及发动机缸体9的相对速度为主，根据生产节拍要求，然后通过调整压力，或者调整带流量调节的气控开关阀2的节流开度，来实现调整流量，以满足发动机缸体涂油的工艺要求。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，用于控制供给发动机缸孔涂油装置的润滑油的油路通断和流量大小，包括：

阀体，所述阀体上设置有润滑油入口、润滑油出口、气动控制口、节流口、阀芯安装孔和活塞安装腔，所述气动控制口与所述活塞安装腔的底部连通，所述节流口分别与所述润滑油入口及润滑油出口连通，所述阀芯安装孔和活塞安装腔的轴线与所述阀体的轴线同轴；

阀芯，安装在所述阀芯安装孔内并与所述阀体同轴，所述阀芯的底端与所述节流口适配，所述阀芯相对于所述节流口分别具有一全开位置和一关闭位置，并通过调整所述阀芯与所述节流口的相对位置控制所述润滑油的流量大小；

限位调节螺杆，通过盖帽安装在所述阀体上，所述限位调节螺杆与所述阀芯同轴设置；

活塞，安装在所述活塞安装腔内并与所述阀芯同轴连接；以及

复位弹簧，设置在所述活塞安装腔内并位于所述活塞与所述盖帽之间，所述复位弹簧的两端分别抵靠在所述活塞与所述盖帽上。

2.如权利要求1所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述活塞和阀芯通过螺母连接固定，所述阀芯顶端设置有与所述螺母适配的连接部，所述活塞上设置有用于所述阀芯顶端通过的安装孔，且对应于所述安装孔设置有安装槽，所述螺母位于所述安装槽内。

3.如权利要求2所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述安装槽的中心线与所述安装孔的轴线位于同一直线，所述复位弹簧的底端抵靠在所述安装槽内。

4.如权利要求1、2或3所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述阀芯的底端为圆锥体，所述节流口的顶部为与所述圆锥体适配的圆锥孔，所述润滑油的流量大小与所述阀芯的底端与所述节流口的顶部的圆锥面之间形成流道的大小成正比。

5.如权利要求4所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述流道的大小通过所述限位调节螺杆的有效旋入长度调节控制。

6.如权利要求1、2或3所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述润滑油的流量大小与所述活塞带动所述阀芯上行位移的大小成正比。

7.如权利要求6所述的发动机缸孔涂油装置的气控开关阀，其特征在于，所述活塞带动所述阀芯上下移动，所述限位调节螺杆限制所述阀芯上移的最大极限距离对应于所述全开位置；所述阀芯与所述节流口抵接处对应于所述关闭位置。

8.一种发动机缸孔涂油装置，其特征在于，包括机架、压力油罐、气控开关阀、甩油机构和轴向移动机构，所述气控开关阀和甩油机构分别安装在所述机架上，所述气控开关阀通过连接油管与所述压力油罐连接，所述甩油机构通过甩油油管与所述气控开关阀连接，所述轴向移动机构与所述甩油机构或待涂油发动机缸连接，以使所述甩油机构沿所述待涂油发动机缸的缸孔轴线按照设定速度移动，所述气控开关阀为上述权利要求1-7中任意一项所述的气控开关阀。

9.如权利要求8所述的发动机缸孔涂油装置，其特征在于，所述甩油机构包括：

动力机构，通过连接座安装在所述机架上；

连接轴，一端与所述动力机构连接，所述连接轴外套装有轴套，所述轴套的顶端与所述连接座连接；所述甩油油管的一端与所述气控开关阀连接，所述甩油油管的另一端延伸入所述轴套并靠近所述连接轴设置；以及

甩油杯，安装在所述连接轴的另一端，所述甩油杯、连接轴与所述动力机构的输出轴同轴设置，所述甩油杯包括杯体，所述杯体上设置有连接孔和集油腔，所述连接孔设置在所述杯体的中心位置，所述杯体通过所述连接孔安装在所述连接轴的末端，所述集油腔为环绕所述连接孔的内凹腔体，所述集油腔的侧壁上设置有多个甩油孔。

10.如权利要求9所述的发动机缸孔涂油装置，其特征在于，所述甩油机构还包括盖板，所述轴套的下端设置有安装凸台，所述盖板安装在所述轴套的下端并抵靠在所述安装凸台上，所述盖板的外缘上设置有与发动机缸孔适配的凸缘。

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