CN117538044B - 一种水冷气门摇臂检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷气门摇臂检测装置，其包括：用于安装水冷气门摇臂的安装座，安装座上设有连接水冷气门摇臂进、出水管的循环水组件，循环水组件的管路中设有检测水温和流速的装置，安装座装有对工件进行加热和震动的装置、探测工件温度的装置、还装有驱动水冷气门摇臂上下摆动的驱动装置，由控制装置控制驱动装置、加热装置、震动装置运行以模拟各个速度档位水冷气门摇臂的工作环境，并将接收到的循环水温差、流速信息结合等效的汽车时速绘制曲线，并于显示屏显示，其检测结果准确可靠，并且可对水冷气门摇臂进行多种项目的检测。

Description

一种水冷气门摇臂检测装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工领域，尤其涉及一种水冷气门摇臂检测装置。

背景技术

汽油机是用汽油作燃料的一种动力机械，由气缸、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统等部分组成。通用汽油机是指除车用、航空用以外，具有广泛用途的往复活塞式汽油机，一般功率在20kW以内，大多通用性很强，有的专业性较强，所以一般也称为小型汽油机。通用汽油机的特点是结构简单、使用操作简便、成本低廉，主要用于农林植保机械、园林机械、小型机具、发电机组、建筑机械、消防系列机具、娱乐用卡丁车、水上动力和航空模型动力等。

汽油机的配气系统是保证汽油机正常运行的必要部件，一般包括气缸头上设有的进气门和排气门，进气门和排气门的开启和关闭是由摇臂组件等传动件分别加以控制的，摇臂组件包括气门摇臂和相应的摇臂轴及气门摇臂座。气门摇臂分别通过气门摇臂轴单自由度铰接在气门摇臂座上，气门摇臂一端分别与进、排气门杆顶部配合，另一端与推杆配合，利用凸轮轴的传动控制气门开闭。现有的摇臂组件不能高效利用气门摇臂的动力臂所传递的动力，并增大接触面的磨损，导致现有的进、排气门组件关闭不严、不准和动作不顺畅的问题，配气不准确，浪费燃料、降低效率，并影响汽油机的正常运行。

若能降低摇臂部件的温度，合金在较低温度下运转会有更高的硬度，其体积受热膨胀也较小，则可改善摇臂各摩擦组件的磨损状况。

为此，我司在先提出了一种摇臂自动循环水冷结构，申请号：CN202311484852.8，该结构设计应用于气门摇臂可在不额外消耗电能的情况下，实现气门摇臂的降温以延长部件的磨损状况，由于其结构与现有的气门摇臂存在明显的不同，因此在检测其各项参数包括工作温度、使用寿命等信息时，需要另外设计专用的检测装置以模拟工件的实际工作环境，使检测结果准确可靠。

发明内容

为了提供一种专用于检测具有摇臂自动循环水冷结构的气门摇臂的装置，从而准确的模拟工件运行工况，从而得出可靠的，准确的工件参数，本发明提出一种水冷气门摇臂检测装置，其结构包括：气门摇臂安装座、循环水组件、控制装置；气门摇臂安装座的上表面右侧设有两个呈前后排列的安装柱，上表面中部设有用于固定待检测气门摇臂的安装槽，上表面左侧设有安装架；所述安装柱上装有驱动轴，所述驱动轴中部有一个或多个径向的凸起结构，驱动轴一端由固定于安装柱的电机带动旋转，另一端通过轴承安装于另一安装柱上；气门摇臂安装座在安装槽的左侧和后侧均开设有连通气门摇臂安装座侧面和上表面的水路，水路的上出口装有单向连接管，侧出口装有用于检测流速和温度的检测管节；循环水组件包括：循环水箱及连接循环水箱的两条循环水管，两条循环水管与两个个检测管节一一对应连通；安装架的上部设有复位组件，复位组件上端有固定机构，固定机构与待检测气门摇臂的前臂连接孔形成固定，复位组件在气门摇臂下压时提供反向的弹力使其复位；检测管节、电机与控制装置电连接。

较佳的，所述控制装置包括正面的显示屏、按键，侧面的输出端口、输入端口，其内的控制电路板包括：显示模块、输入模块、输出模块、存储模块、信息处理模块，其中显示模块用于显示检测过程中产生的参数、图像、曲线，输入模块接收输入端口的电信号及按键输入的内容，输出模块通过输出端口向水冷气门摇臂检测装置的各用电器件发出控制信号，存储模块用于存储输入的预设数据和检测过程中产生的数据，信息处理模块用于将接收到的检测数据进行可视化处理。

较佳的，所述安装槽底部四角设有安装孔，用于使用螺栓将待检测气门摇臂固定于安装槽内，安装槽底部还设有震动器和热电阻，所述震动器和热电阻的导线，埋设于安装槽下方的线孔内，并由气门摇臂安装座前侧面引出，并接入所述输入端口。

较佳的，所述检测管节包括连接管，连接管的两端通过内/外螺纹旋接实现与水路侧出口或循环水管外/内螺纹的连接，每个所述连接管上均装有电子流量计和温度传感器，电子流量计和温度传感器的探测端均处于连接管内侧，电子流量计和温度传感器的输出线接入所述输入端口。

较佳的，所述驱动轴的中部是断面为椭圆形的凸轮，凸轮在旋转时满足旋转一圈托起待检测气门摇臂的后臂两次。

较佳的，所述单向连接管包括软管，软管一端装有内螺纹连接头，另一端装有单向连接头；两条水路的上出口设置有外螺纹管口，所述内螺纹连接头旋入外螺纹管口实现单向连接管与气门摇臂安装座的连接；两个单向连接头分别与待检测气门摇臂的进水管、出水管连接；两个单向连接管的单向连接头的止回方向是相反的，其中处于左侧的单向连接管的单向连接头是防止循环水由单向连接头流向内螺纹连接头，处于后侧的单向连接管的单向连接头是防止循环水由内螺纹连接头流向单向连接头，此设置保证了在进行检测时，循环水由待测工件的进水管流向出水管而不回流。

较佳的，所述安装架呈H形，其横梁中部装有复位组件，复位组件包括活塞筒，活塞筒内下部设有弹性机构，活塞筒内还设有可上下滑动的活塞，活塞顶部设有铰接支座，支杆底部的铰接柱与铰接支座实现铰接，支杆上部设有限位板，支杆在限位板以上的部分为螺杆，并配有紧固螺母，紧固螺母和限位板的最大外径均大于待检测气门摇臂的前臂连接孔的孔径。

较佳的，所述弹性机构为金属弹簧、空气弹簧、聚氨酯弹性体中的一种，弹性机构在驱动轴不接触待检测气门摇臂的后臂时，将待检测气门摇臂的前臂顶至最高点。

较佳的，气门摇臂安装座的前侧面装有一个独立的温度传感器，该温度传感器的检测探头穿过气门摇臂安装座并露出于安装槽内侧。

基于上述的水冷气门摇臂检测装置，还提出一种检测水冷气门摇臂的方法，这里所述水冷气门摇臂是指具有摇臂自动循环水冷结构的气门摇臂，该方法包括如下步骤：

S1.将水冷气门摇臂装于某型号汽车的发动机上，控制汽车时速在10km/h、20km/h、30km/h…以此类推，记录下每种速度档位的摇臂轴座温度、摇臂的摆动频率；

S2.将每种速度档位的摇臂轴座温度、摇臂的摆动频率作为预设参数输入至水冷气门摇臂检测装置的控制装置；

S3.控制装置控制电机的转速以及热电阻的温度，使待测的气门摇臂的摆动频率和环境温度与汽车时速在10km/h时速条件下的摆动频率和环境温度相同，并维持5-10min，然后记录检测管节传递的循环水温度、循环水流速信息，记录并完毕后，控制装置控制电机的转速以及热电阻的温度与汽车时速在20km/h时速条件下的摆动频率和环境温度相同，并维持5-10min，然后记录检测管节传递的循环水温度、循环水流速信息，以此类推，直至完成对所有预设汽车时速档位的参数采集；

S4.将采集到的循环水温度差值、循环水流速分别作为Y轴数值，循环水温度差值、循环水流速对应的等效的汽车时速作为X轴数值绘制曲线，并于显示屏显示；

S5.水冷气门摇臂应用于不同型号的汽车，或检测不同规格的水冷气门摇臂需重新按步骤S1-S4流程实施检测操作，预设参数不通用。

本发明具有以下优点：

1.很好的模拟了水冷气门摇臂的实际使用环境，其检测结果可靠性高；

2.本装置结构紧凑，占用面积小，安装方便；

3.可对应用于不同车型的水冷气门摇臂的运行状况进行可视化的分析；

4.与待测工件的装卸方便；

5.使用凸轮带动气门摇臂上下摆动，旋转一圈气门摇臂上下摆动两个来回，相较于实际运行的受曲轴带动的气门摇臂，对转速的要求降低了一半。

本发明在使用时，将水冷气门摇臂通过安装孔固定于安装槽内，再将单向连接管与水冷气门摇臂的进水管、出水管连接，将复位组件上端与水冷气门摇臂的前臂固定，完成水冷气门摇臂的安装工作，最后操作控制装置对电机、热电阻、震动器进行相应的操作，使水冷气门摇臂处于预设参数的环境并按预设参数运行，控制装置根据检测管节反馈的循环水温度信息及流速信息，将之结合等效的汽车时速绘制曲线，并于显示屏显示，其检测结果准确可靠，检测项目多样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明立体图。

图2为本发明正视图。

图3为本发明俯视图。

图4为本发明侧视图。

图5为复位组件结构示意图。

图6为水冷气门摇臂结构示意图。

图中：1、气门摇臂安装座；2、安装柱；3、安装槽；4、驱动轴；5、震动器；6、单向连接管；7、检测管节；8、循环水管；9、循环水箱；10、热电阻；11、安装孔；12、线孔；13、温度传感器；14、安装架；15、复位组件；16、控制装置；17、显示屏；18、按键；19、输入端口；20、输出端口；21、电机；22、连接管；23、流量计；24、活塞筒；25、活塞；26、金属弹簧；27、铰接支座；28、支杆；29、限位板；30、螺杆。

具体实施方式

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

实施例1，如图1-图6所示，本发明中的前、后、左、右的位置描述，以图3的俯视图为例，下为前、上为后、左为左、右为右，本发明所述水冷气门摇臂检测装置，其结构包括：气门摇臂安装座1、循环水组件、控制装置16；气门摇臂安装座1的上表面右侧设有两个呈前后排列的安装柱2，上表面中部设有用于固定待检测气门摇臂的安装槽3，上表面左侧设有安装架14；所述安装柱2上装有驱动轴4，所述驱动轴4中部有一个或多个径向的凸起结构，驱动轴4一端由固定于安装柱2的电机21带动旋转，另一端通过轴承安装于另一安装柱2上；气门摇臂安装座1在安装槽3的左侧和后侧均开设有连通气门摇臂安装座1侧面和上表面的水路，水路的上出口装有单向连接管6，侧出口即左侧和后侧的出口装有用于检测流速和温度的检测管节7；循环水组件包括：循环水箱9及连接循环水箱9的两条循环水管8，两条循环水管8与两个个检测管节7一一对应连通，当然为了防止循环水温度过高，可以在循环水管8路中加装散热器；安装架14的上部设有复位组件15，复位组件15上端有固定机构，固定机构与待检测气门摇臂的前臂连接孔形成固定，即图6中的D区域中的部位，复位组件15在气门摇臂下压时提供反向的弹力使其复位；检测管节7、电机21与控制装置16电连接。

更具体的，所述控制装置16包括正面的显示屏17、按键18，侧面的输出端口20、输入端口19，其内的控制电路板包括：显示模块、输入模块、输出模块、存储模块、信息处理模块，其中显示模块用于显示检测过程中产生的参数、图像、曲线，输入模块接收输入端口19的电信号及按键18输入的内容，输出模块通过输出端口20向水冷气门摇臂检测装置的各用电器件发出控制信号，存储模块用于存储输入的预设数据和检测过程中产生的数据，信息处理模块用于将接收到的检测数据进行可视化处理。

更具体的，所述安装槽3底部四角设有安装孔11，用于使用螺栓将待检测气门摇臂即固定图6中的A区域固定于安装槽3内，安装槽3底部还设有震动器5和热电阻10，所述震动器5和热电阻10的导线，埋设于安装槽3下方的线孔12内，并由气门摇臂安装座1前侧面引出，并接入所述输入端口19。

更具体的，所述检测管节7包括连接管22，连接管22的两端通过内/外螺纹旋接实现与水路侧出口或循环水管8外/内螺纹的连接，每个所述连接管22上均装有电子流量计23和温度传感器13，电子流量计23和温度传感器13的探测端均处于连接管22内侧，电子流量计23和温度传感器13的输出线接入所述输入端口19。

更具体的，所述驱动轴4的中部是断面为椭圆形的凸轮，凸轮在旋转时满足旋转一圈托起待检测气门摇臂的后臂两次，该条件由水冷气门摇臂的转轴位置、后臂长度、转轴与驱动轴4的距离、凸轮断面的长短轴长度共同决定。

更具体的，所述单向连接管6包括软管，软管一端装有内螺纹连接头，另一端装有单向连接头；两条水路的上出口设置有外螺纹管口，所述内螺纹连接头旋入外螺纹管口实现单向连接管6与气门摇臂安装座1的连接；两个单向连接头分别与待检测气门摇臂的进水管、出水管连接，进水管即图中的C区域的结构；两个单向连接管6的单向连接头的止回方向是相反的，其中处于左侧的单向连接管6的单向连接头是防止循环水由单向连接头流向内螺纹连接头，处于后侧的单向连接管6的单向连接头是防止循环水由内螺纹连接头流向单向连接头，此设置保证了在进行检测时，循环水由待测工件的进水管流向出水管而不回流。

更具体的，所述安装架14呈H形，其横梁中部装有复位组件15，复位组件15包括活塞筒24，活塞筒24内下部设有弹性机构，活塞筒24内还设有可上下滑动的活塞25，活塞25顶部设有铰接支座27，支杆28底部的铰接柱与铰接支座27实现铰接，支杆28上部设有限位板29，支杆28在限位板29以上的部分为螺杆30，并配有紧固螺母，紧固螺母和限位板29的最大外径均大于待检测气门摇臂的前臂连接孔的孔径。

更具体的，所述弹性机构为金属弹簧26，弹性机构在驱动轴4不接触待检测气门摇臂的后臂时，将待检测气门摇臂的前臂顶至最高点，即当待检测气门摇臂的前臂处于最高点时，金属弹簧26处于自然长度或压缩状态。

更具体的，气门摇臂安装座1的前侧面装有一个独立的温度传感器13，该温度传感器13的检测探头穿过气门摇臂安装座1并露出于安装槽3内侧，该温度传感器13用于反馈待检测气门摇臂的温度信息，以结合控制装置16实现闭环控制。

实施例2，基于实施例1所述的水冷气门摇臂检测装置，还提出一种检测水冷气门摇臂的方法，这里所述水冷气门摇臂是指具有摇臂自动循环水冷结构的气门摇臂，该方法包括如下步骤：

S1.将水冷气门摇臂装于某型号汽车的发动机上，控制汽车时速在10km/h、20km/h、30km/h…以此类推，记录下每种速度档位的摇臂轴座温度、摇臂的摆动频率，记录方法分为室外检测和室内检测，在室外实车检测时，需先在水冷气门摇臂的底座处安装温度传感器以在运动状态下监控其温度变化，在室内检测时可只对不车载的发动机进行检测并使用红外测温仪进行测温，摇臂在每个时速档位的摆动频率可以根据轮胎尺寸、零件传动比进行换算，也可以通过在曲轴一端加设编码器获取曲轴的转速从而1比1换算成摇臂的摆动频率；

S2.将每种速度档位的摇臂轴座温度、摇臂的摆动频率作为预设参数输入至水冷气门摇臂检测装置的控制装置；

S3.控制装置控制电机的转速以及热电阻的温度，使待测的气门摇臂的摆动频率和环境温度与汽车时速在10km/h时速条件下的摆动频率和环境温度相同，并维持5-10min，然后记录检测管节传递的循环水温度、循环水流速信息，记录并完毕后，控制装置控制电机的转速以及热电阻的温度与汽车时速在20km/h时速条件下的摆动频率和环境温度相同，并维持5-10min，然后记录检测管节传递的循环水温度、循环水流速信息，以此类推，直至完成对所有预设汽车时速档位的参数采集；

S4.将采集到的循环水温度差值、循环水流速分别作为Y轴数值，循环水温度差值是由两个检测管节的温度传感器传递的温度值相减得到，循环水温度差值、循环水流速对应的等效的汽车时速作为X轴数值绘制曲线，并于显示屏显示，如汽车在10km/h时速条件下水冷气门摇臂的摆动频率为f，则检测时控制装置控制电机的转速使待检测气门摇臂的摆动频率为f，频率f以时速10km/h在X轴显示，使用温度差值是因为待检测气门摇臂进、出水管的温度差值不受循环水组件散热能力的影响，可以直观的反应出冷却水的温升信息；

S5.水冷气门摇臂应用于不同型号的汽车，或检测不同规格的水冷气门摇臂需重新按步骤S1-S4流程实施检测操作，预设参数不通用。

此外还可以长时间将检测的水冷气门摇臂处于某个摆动频率下运作，以此检测该工件在每个摆动频率下的使用寿命，震动器的震动频率也分为由弱到强的若干档位，每个档位对应于一个电机转速，以模拟实际车载条件下的震动情况，前述文字中的待检测气门摇臂和水冷气门摇臂所指内容相同，均为本检测装置所要检测的工件。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：包括：气门摇臂安装座、循环水组件、控制装置；气门摇臂安装座的上表面右侧设有两个呈前后排列的安装柱，上表面中部设有用于固定待检测气门摇臂的安装槽，上表面左侧设有安装架；所述安装柱上装有驱动轴，所述驱动轴中部有一个或多个径向的凸起结构，驱动轴一端由固定于安装柱的电机带动旋转，另一端通过轴承安装于另一安装柱上；气门摇臂安装座在安装槽的左侧和后侧均开设有连通气门摇臂安装座侧面和上表面的水路，水路的上出口装有单向连接管，侧出口装有用于检测流速和温度的检测管节；循环水组件包括：循环水箱及连接循环水箱的两条循环水管，两条循环水管与两个检测管节一一对应连通；安装架的上部设有复位组件，复位组件上端有固定机构，固定机构与待检测气门摇臂的前臂连接孔形成固定，复位组件在气门摇臂下压时提供反向的弹力使其复位；检测管节、电机与控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述控制装置包括正面的显示屏、按键，侧面的输出端口、输入端口，其内的控制电路板包括：显示模块、输入模块、输出模块、存储模块、信息处理模块，其中显示模块用于显示检测过程中产生的参数、图像、曲线，输入模块接收输入端口的电信号及按键输入的内容，输出模块通过输出端口向水冷气门摇臂检测装置的各用电器件发出控制信号，存储模块用于存储输入的预设数据和检测过程中产生的数据，信息处理模块用于将接收到的检测数据进行可视化处理。

3.根据权利要求2所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述安装槽底部四角设有安装孔，用于使用螺栓将待检测气门摇臂固定于安装槽内，安装槽底部还设有震动器和热电阻，所述震动器和热电阻的导线，埋设于安装槽下方的线孔内，并由气门摇臂安装座前侧面引出，并接入所述输入端口。

4.根据权利要求3所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述检测管节包括连接管，连接管的两端通过内/外螺纹旋接实现与水路侧出口或循环水管外/内螺纹的连接，每个所述连接管上均装有电子流量计和温度传感器，电子流量计和温度传感器的探测端均处于连接管内侧，电子流量计和温度传感器的输出线接入所述输入端口。

5.根据权利要求4所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述驱动轴的中部是断面为椭圆形的凸轮，凸轮在旋转时满足旋转一圈托起待检测气门摇臂的后臂两次。

6.根据权利要求5所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述单向连接管包括软管，软管一端装有内螺纹连接头，另一端装有单向连接头；两条水路的上出口设置有外螺纹管口，所述内螺纹连接头旋入外螺纹管口实现单向连接管与气门摇臂安装座的连接；两个单向连接头分别与待检测气门摇臂的进水管、出水管连接；两个单向连接管的单向连接头的止回方向是相反的，其中处于左侧的单向连接管的单向连接头是防止循环水由单向连接头流向内螺纹连接头，处于后侧的单向连接管的单向连接头是防止循环水由内螺纹连接头流向单向连接头，此设置保证了在进行检测时，循环水由待测工件的进水管流向出水管而不回流。

7.根据权利要求6所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述安装架呈H形，其横梁中部装有复位组件，复位组件包括活塞筒，活塞筒内下部设有弹性机构，活塞筒内还设有可上下滑动的活塞，活塞顶部设有铰接支座，支杆底部的铰接柱与铰接支座实现铰接，支杆上部设有限位板，支杆在限位板以上的部分为螺杆，并配有紧固螺母，紧固螺母和限位板的最大外径均大于待检测气门摇臂的前臂连接孔的孔径。

8.根据权利要求7所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：所述弹性机构为金属弹簧、空气弹簧、聚氨酯弹性体中的一种，弹性机构在驱动轴不接触待检测气门摇臂的后臂时，将待检测气门摇臂的前臂顶至最高点。

9.根据权利要求1-8任一项所述水冷气门摇臂检测装置，其特征在于：气门摇臂安装座的前侧面装有一个独立的温度传感器，该温度传感器的检测探头穿过气门摇臂安装座并露出于安装槽内侧。