CN113405764B - 一种用于检测气道一致性的检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测气道一致性的检测设备及检测方法，其中，检测设备包括压紧装置、检测装置和吸风装置，检测装置包括至少一个缸套，缸套内部设置有风速仪，缸套的出风端通过管路连接于吸风装置，压紧装置用于将测试缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通。本发明提供的检测设备可紧接生产工序，不需要额外设置专门的试验室，不需要对缸盖额外进行运输，节省了检测空间和成本，该检测设备集成化程度高，便于操作，测试效率高，每个缸盖在生产后均能够进行在线检测，极大地提升了产品一致性。

Description

一种用于检测气道一致性的检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及发动机生产技术领域，尤其涉及一种用于检测气道一致性的检测设备及检测方法。

背景技术

随着对内燃机性能要求的不断提高，对于气道的要求也逐渐提高。一个优良的气道设计，能够提供合适的涡流比，使缸内燃烧稳定迅速，并抑制排放，同时，能够提供较高的流量系数，增大缸内燃烧工质的量，从而获得更高的功率。气道的加工一致性对于发动机的功率及排放都有极其重要的作用。

发动机缸盖的生产过程中，需要对气道的一致性进行检测，目前，由于气道检测手段缺乏，并且检测过程非常繁琐，因此，不能做到对每件生产的缸盖都进行实时检测，故大多采用抽检的方式评估气道的加工一致性。传统的检测方式需要将抽检的缸盖运送至专门的试验室，安装相应的气门等部件，手动调节每一个气门升程，对每一个气缸单独试验。完成一个缸盖的试验往往需要花费几天时间，远远无法满足日益严苛的一致性要求。

可见，传统的气道一致性检测过程存在如下缺陷：

1）需要建立专门的试验室，零部件运转距离长，设备复杂，成本高昂；

2）每次只能检测一个气缸，需要手动调整气门升程，自动化程度低，耗费巨大的人力、物力；

3）传统检测方式只能实现抽检，无法做到每个缸盖的检测。

因此，如何方便、快速地实现气道一致性检测，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于检测气道一致性的检测设备及检测方法，可以方便、快速地实现气道一致性检测，提高自动化程度和检测效率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于检测气道一致性的检测设备，包括压紧装置、检测装置和吸风装置，所述检测装置包括至少一个缸套，所述缸套内部设置有风速仪，所述缸套的出风端通过管路连接于所述吸风装置，所述压紧装置用于将测试缸盖固定于所述检测装置上方并且使气道与所述缸套的进风端对应连通。

优选地，所述风速仪为热线风速仪。

优选地，每个所述缸套内沿周向均匀分布有多个所述热线风速仪。

优选地，所述热线风速仪距所述缸套的进风端的距离为所述缸套的直径的一半。

优选地，上述检测设备还包括用于检测所述缸套内气压的压力传感器。

优选地，所述吸风装置为真空泵。

优选地，所述检测装置包括多个所述缸套，还包括用于调节相邻所述缸套之间距离的间距调节装置。

优选地，所述间距调节装置包括调节螺杆和锁紧螺母。

优选地，上述检测设备还包括用于移动所述测试缸盖的机械手。

本发明提供的用于检测气道一致性的检测设备可以设置在缸盖生产工序之后，使用时，将生产完的缸盖通过压紧装置固定于检测装置上方，然后，启动吸风装置，当气流稳定之后，采集并记录各个风速仪的测试数据，将测试数据与预设标准缸盖数据进行对比，根据对比结果可以判断出测试缸盖是否满足一致性要求，如果满足，则将该测试缸盖继续进行下一步加工工序，如果不满足，则对该测试缸盖进行针对性的修磨，修磨完成之后重新进入检测工序，如此循环，直至测试缸盖满足一致性要求。

本发明还提供了一种用于检测气道一致性的检测方法，应用于如上所述的用于检测气道一致性的检测设备，该检测方法包括以下步骤：

将测试缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据；

根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求，如果是，则进入下一工序；如果否，则进入修磨工序，并在修磨后返回第一步骤。

优选地，所述预设标准缸盖数据通过以下步骤获取：

准备一个加工合格的标准缸盖；

将所述标准缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据并作为所述预设标准缸盖数据。

优选地，所述根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求的步骤包括：

判断各个缸套内的速度测量值与参考速度值的偏差是否小于限值要求；

和/或，判断各个缸套内的平均速度值与参考平均速度值的偏差是否小于限值要求；

和/或，判断各个缸套的合力矩与参考力矩值的偏差是否小于限值要求。

通过以上技术方案可知，本发明具有以下有益效果：

1）检测设备可紧接生产工序，不需要额外设置专门的试验室，不需要对缸盖额外进行运输，节省了检测空间和成本；

2）该检测设备集成化程度高，操作简单，测试效率高；

3）检测设备设有多个缸套，可以同时对同一缸盖的多个气道进行检测，检测速度快；

4）本发明可以实现对每个缸盖进行在线检测，极大地提升产品一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中的检测设备的使用状态示意图；

图2为本发明具体实施例中的检测设备的使用状态仰视图；

图3为本发明具体实施例中的热线风速仪在缸套内的布置示意图；

图4为本发明具体实施例中的检测方法的工作流程图。

图1至图3中的各项附图标记的含义如下：

1-缸套、2-风速仪、3-测试缸盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图3，图1为本发明具体实施例中的检测设备的使用状态示意图；图2为本发明具体实施例中的检测设备的使用状态仰视图；图3为本发明具体实施例中的热线风速仪在缸套内的布置示意图。

为了实现缸盖的在线检测，本发明提供了一种用于检测气道一致性的检测设备，该检测设备可集成设置于缸盖生产线上，并且位于缸盖生产工序之后，具体的，该检测设备包括压紧装置、检测装置和吸风装置，检测装置包括至少一个缸套1，缸套1内部设置有风速仪2，缸套1的出风端通过管路连接于吸风装置，压紧装置用于将测试缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套1的进风端对应连通。其中，本发明可以根据所要检测的缸盖的缸数来设计检测装置的缸套1的数量，确保测试缸盖3的各缸都有对应的缸套1进行测试。

本发明提供的用于检测气道一致性的检测设备可以设置在缸盖生产工序之后，使用时，将生产完的缸盖通过压紧装置固定于检测装置上方，然后，启动吸风装置，当气流稳定之后，采集并记录各个风速仪2的测试数据，将测试数据与预设标准缸盖数据进行对比，根据对比结果可以判断出测试缸盖是否满足一致性要求，如果满足，则将该测试缸盖继续进行下一步加工工序，如果不满足，则对该测试缸盖进行针对性的修磨，修磨完成之后重新进入检测工序，如此循环，直至测试缸盖满足一致性要求。

需要说明的是，本方案中在缸套1内布置的风速仪2用于测量气流速度，具体可以采用多种形式的风速仪，例如热线风速仪、叶片风速仪或热膜风速仪等等，优选地，本方案中的风速仪2为热线风速仪。

为了对单个缸套1对应的各个气道进行更加精确的风速测量，优选地，本方案在每个缸套1内沿周向均匀分布有多个热线风速仪，如图3所示。每个热线风速仪均能够测量流经其所在位置处的气流速度，通过多个热线风速仪的测量结果可以获取单个缸套1内的平均风速和气流分布等情况，进而全面反映对应气道的结构和导流特性。

优选地，热线风速仪距缸套1的进风端的距离为缸套1的直径的一半。将热线风速仪设置在该位置，可以更加真实反应缸套1内的大尺度气体流动的情况，从而提高测试准确性。

优选地，上述检测设备还包括用于检测缸套1内气压的压力传感器。在测试过程中，需要缸套1内达到预设的压差，气流稳定之后再采集各个风速仪2的速度数据。为了方便获取缸套1的压力，本方案设置了压力传感器。

需要说明的是，本方案中的吸风装置用于抽吸缸套1内的空气，进而在测试缸盖3的气道以及检测装置的缸套1内形成气流，具体的，该吸风装置可以采用风机、空压机、气泵或真空泵等，优选地，本方案中的吸风装置为真空泵。

可选的，检测装置包括多个缸套1，还包括用于调节相邻缸套1之间距离的间距调节装置。由于不同规格的缸盖对应的缸数和各缸间距存在差异，因此，为了使该检测设备能够适用于检测各种间距规格的缸盖，本方案将检测装置设计为缸套间距可调的结构形式，具体的，相邻缸套1之间的距离可通过间距调节装置进行调节。

需要说明的是，上述间距调节装置可以有多种实现形式，例如，采用齿轮齿条调节机构，或者螺杆螺母调节机构，或者气缸伸缩杆调节机构，等等。优选地，本方案中的间距调节装置包括调节螺杆和锁紧螺母，各个缸套1之间可以通过调节螺杆串联连接，每个缸套1都滑动连接于调节螺杆，旋松锁紧螺母时可以调节相邻缸套1的间距，调节至目标间距之后，可以通过拧紧锁紧螺母来固定缸套1沿调节螺杆的位置，从而实现了间距调节功能。

优选地，上述检测设备还包括用于移动测试缸盖3的机械手。机械手具有抓取、移动和释放缸盖的功能，本领域技术人员可根据所生产的缸盖的具体尺寸和重量等选择现有的机械手设备。缸盖在生产出来之后，可通过机械手抓取缸盖并将缸盖移动至检测工位的检查装置上方，然后，机械手释放缸盖，再通过压紧装置将缸盖固定于检测装置上。

下面通过具体检测实例介绍上述检测设备的使用过程：

首先，在缸盖生产线的生产工序之后布置检测工序，并布置好本发明提供的检测设备，生产完的缸盖通过机械手抓取、移动至检测装置上，移动到位之后，机械手释放缸盖，再利用压紧装置将缸盖固定在检测装置上。然后，启动真空泵，真空泵按照设定转速开始运转，缸套1达到预定的压差，真空泵运转一段时间后，缸套1内气流稳定下来，此时，采集各个热线风速仪的速度数据，作为测试数据。接着，将测试数据与预设标准缸盖数据进行对比，再按照设定算法对对比结果进行判断，判断测试缸盖3与标准缸盖的偏差是否在设定限值之内。如果在设定限值之内，则说明该测试缸盖3满足一致性要求，该测试缸盖3就可以进行下一步加工工序；如果判断结果为在设定限值之外，则说明该测试缸盖3不满足一致性要求，该测试缸盖3则需要进入修磨工序进行针对性的修磨。修磨之后的缸盖重新进入检测工序，检测其是否满足限值要求，如此循环，直至缸盖满足一致性要求为止，即可进入下一步加工工序。

需要说明的是，本方案提供的检测设备在使用之前需要进行标定，先准备一个加工合格的标准缸盖，然后加载至检测装置上，启动真空泵，等气流稳定之后记录试验数据，并作为预设的标准缸盖数据，即，作为实际生产的缸盖对比的参考数据。其中，准备标准缸盖的过程可采用现有的检测方法来判定加工的标准缸盖是否加工合格。

本发明还提供了一种用于检测气道一致性的检测方法，应用于如上所述的用于检测气道一致性的检测设备，该检测方法包括以下步骤：

将测试缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据；

根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求，如果是，则将该测试缸盖进入下一工序；如果否，则将该测试缸盖进入修磨工序，并在修磨后返回第一步骤，重新测试。

需要说明的是，本方案中的预设标准缸盖数据可以人为预先设定，也可以通过标定的方式获取，优选地，所述预设标准缸盖数据通过以下步骤获取：

准备一个加工合格的标准缸盖，该标准缸盖即作为后续生产的缸盖是否满足一致性要求的参考依据；

将所述标准缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据并作为所述预设标准缸盖数据。

优选地，所述根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求的步骤包括：

判断各个缸套内的速度测量值与参考速度值的偏差是否小于限值要求，其中，参考速度值为预设的瞬时速度值；

和/或，判断各个缸套内的平均速度值与参考平均速度值的偏差是否小于限值要求，其中，参考平均速度值为预设的一定时间内的平均速度值；

和/或，判断各个缸套的合力矩与参考力矩值的偏差是否小于限值要求，其中，参考力矩值为预设力矩值。

通过以上技术方案可知，本发明具有以下有益效果：

1）检测设备可紧接生产工序，不需要额外设置专门的试验室，不需要对缸盖额外进行运输，节省了检测空间和成本；

2）该检测设备集成化程度高，操作简单，测试效率高；

3）检测设备设有多个缸套，可以同时对同一缸盖的多个气道进行检测，检测速度快；

4）本发明可以实现对每个缸盖进行在线检测，极大地提升产品一致性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，所述检测设备集成设置于缸盖生产线上，所述检测设备包括压紧装置、检测装置和吸风装置，所述检测装置包括多个缸套，所述缸套内部设置有风速仪，所述缸套的出风端通过管路连接于所述吸风装置，所述压紧装置用于将测试缸盖固定于所述检测装置上方并且使所述测试缸盖的各缸气道与各个所述缸套的进风端对应连通，所述检测装置还包括用于调节相邻所述缸套之间距离的间距调节装置。

2.根据权利要求1所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，所述风速仪为热线风速仪。

3.根据权利要求2所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，每个所述缸套内沿周向均匀分布有多个所述热线风速仪。

4.根据权利要求3所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，所述热线风速仪距所述缸套的进风端的距离为所述缸套的直径的一半。

5.根据权利要求1所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，还包括用于检测所述缸套内气压的压力传感器。

6.根据权利要求1所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，所述吸风装置为真空泵。

7.根据权利要求1所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，所述间距调节装置包括调节螺杆和锁紧螺母。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于检测气道一致性的检测设备，其特征在于，还包括用于移动所述测试缸盖的机械手。

9.一种用于检测气道一致性的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的用于检测气道一致性的检测设备，该检测方法包括以下步骤：

将测试缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据；

根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求，如果是，则进入下一工序；如果否，则进入修磨工序，并在修磨后返回第一步骤。

10.根据权利要求9所述的用于检测气道一致性的检测方法，其特征在于，所述预设标准缸盖数据通过以下步骤获取：

准备一个加工合格的标准缸盖；

将所述标准缸盖固定于检测装置上方并且使气道与缸套的进风端对应连通；

启动吸风装置，记录各个缸套内的风速仪的测试数据并作为所述预设标准缸盖数据。

11.根据权利要求9或10所述的用于检测气道一致性的检测方法，其特征在于，所述根据所述测试数据与预设标准缸盖数据的对比结果判断测试缸盖是否满足一致性要求的步骤包括：

判断各个缸套内的速度测量值与参考速度值的偏差是否小于限值要求；

和/或，判断各个缸套内的平均速度值与参考平均速度值的偏差是否小于限值要求；

和/或，判断各个缸套的合力矩与参考力矩值的偏差是否小于限值要求。

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