CN207662368U - 发动机活塞凸出量测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了发动机活塞凸出量测量装置和系统，包括：下压单元，具有：安装架(110)，一端固定于所述安装架(110)的芯杆(120)以及第一导套(141)和第二导套(142)；测量单元，具有测量块(130)，球套(160)和多个位移传感器(170)，该多个位移传感器(170)插入设置于所述测量块(130)，所述位移传感器(170)的测量头伸入至所述测量块(130)，所述第二导套(142)的底端面抵接于所述球套(160)的顶端面，所述芯杆(120)的外表面与所述测量块(130)的所述竖直表面间隔有预设距离。本实用新型的发动机活塞凸出量测量装置能够获得更为精确的发动机活塞凸出量的测量数据。

Description

发动机活塞凸出量测量装置及系统

技术领域

本实用新型涉及发动机活塞凸出量测量装置领域，具体地，能够使测量装置的测量表面与缸体表面紧密贴合而发动机活塞凸出量的测量结果较为准确的发动机活塞凸出量测量装置及系统。

背景技术

发动机的性能直接关系到汽车的整体性能，影响发动机燃烧效率的诸多因素中，压缩余隙及压缩比极为关键，而活塞凸出量直接影响这两种因素。这就要求活塞凸出量的检测足够精确，才能在下一道工序选择合适分组的活塞和汽缸垫来装配在机体上，保证给缸盖上装配的气门留有合适的压缩余隙提供准确数据。

以往的发动机活塞凸出量的测量装置中，在测量块的下表面(定位面)与缸体的顶表面(缸体火力面)平行且紧密贴合的情况下，才能较为精确地测量上述凸出量以保证数据的可靠性，但是实际操作过程中，往往因缸体发生微动而使测量块的下表面与缸体的顶表面没有紧密贴合。由于活塞凸出量一般都在1mm以下，并且根据0.1mm左右的差异选择不同分组的缸垫，因此上述缸体的微动就能够造成数据不准确，从而生产者需要进行二次或者多次调试，耗费大量精力，影响生产效率。

因此，目前需要解决因缸体微动而造成发动机活塞凸出量的测量数据不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种在缸体定位微动的情况下也能够准确测量发动机活塞凸出量的发动机活塞凸出量测量装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种发动机活塞凸出量测量装置，包括下压单元和测量单元。下压单元包括：安装架；芯杆，一端固定于安装架；第一导套；沿轴向方向的一端固定于安装架，沿径向方向套设于芯杆，并且第一导套的内径和芯杆的外径之间设置有螺旋弹簧；以及第二导套，包括第一套部和第二套部，第一套部套设于第一导套的外部并在底端形成有台阶，第二套部套设于芯杆，其中，沿轴向方向，第一导套的底面与台阶间隔布置，螺旋弹簧的两端分别抵接于台阶和第一导套的内顶表面之间。测量单元包括：测量块，该测量块上形成有沿径向方向延伸的定位面以及沿轴向方向的第一中空部和第二中空部，第一中空部的内表面包括沿轴向方向从下往上半径恒定的竖直表面、半径逐渐增大的第一圆锥面以及半径逐渐减小的第二圆锥面，第二中空部与第一中空部连通；球套，设置于第一中空部内，球套的外表面与第一圆锥面和第二圆锥面抵接，芯杆的另一端穿设于球套的内部；多个位移传感器，该多个位移传感器插入设置于测量块，位移传感器的测量头伸入至测量块的第二中空部内并与定位面沿沿径向方向平齐，其中，第二导套的底端面抵接于球套的顶端面，芯杆的外表面与测量块的竖直表面间隔有预设距离。

优选地，测量块包括第一测量块和设置于第一测量块的上方的第二测量块，第一圆锥面形成于第一测量块，第二圆锥面形成于第二测量块，第一测量块和第二测量块通过调节螺栓可拆卸地连接。

优选地，位移传感器和测量块之间设置有衬套，并且第一测量块和第二测量块之间形成有间隙，该间隙中设置有紧定螺钉。

优选地，测量块的竖直表面上形成有沿径向方向向内凸出的凸缘，该凸缘与芯杆间隔有预设距离，芯杆的另一端形成有沿径向方向向外凸出的凸块，该凸块位于凸缘的下方。

优选地，位移传感器可以为笔式位移传感器

优选地，芯杆的一端穿过安装架的上方并在杆体的外表面设置有螺纹部，该螺纹部上连接有螺帽。

优选地，发动机活塞凸出量测量装置还包括引导杆，该引导杆的一端固定于测量块，另一端通过安装架上形成的引导孔穿过安装架，引导杆与引导孔的内壁间隔有预设距离。

优选地，发动机活塞凸出量测量装置还包括驱动单元，该驱动单元包括固定架和驱动气缸，固定架固定于外部构件并在侧表面形成有导轨，驱动气缸与安装架连接并驱动安装架沿着导轨移动。

优选地，安装架包括水平板和竖直板，芯杆固定于水平板，竖直板上形成有滑块，该滑块设置于导轨。

本实用新型又提供一种发动机活塞凸出量测量系统，包括托盘、固定于托盘上的缸体以及设置于缸体内部的活塞，发动机活塞凸出量测量系统还包括本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量装置，测量块的定位面与缸体的顶表面紧密贴合时，多个位移传感器的测量头全部接触于活塞的顶面。

当缸体有微动而顶面有微小倾斜时，本实用新型的发动机活塞凸出量测量装置整体向下移动，直至测量块的定位面部分地接触缸体的顶表面，此时继续下压芯杆，则芯杆继续向下移动，第一导套内的螺旋弹簧开始压缩，其弹性力通过第二导套传递至球套，通过球套与测定块的第一圆锥面和第二圆锥面之间的摩擦力，整个测定块绕球套旋转直至测定块的定位面全部接触于缸体的顶表面，使得发动机活塞凸出量的测量数据精确。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量系统的装配立体图；

图2是本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量装置的装配立体图；

图3是图2的发动机活塞凸出量测量装置的装配主视图；

图4是图2的A-A线剖视图；

图5是图2的B-B线剖视图；

图6是本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量装置的部分结构的分解立体图；

图7是测量块的主视图；

图8A是第一测量块的俯视图；

图8B是图8A的第一测量块的G-G线剖视图；

图9A是第二测量块的俯视图；

图9B是图9A的第二测量块的F-F线剖视图。

附图标记说明

100 发动机活塞凸出量测量装置

110 安装架 111 水平板 112 竖直板 113 加强板114 滑块

120 芯杆 121 凸块 122 螺帽

130 测量块 131 第一测量块 132 第一圆锥面 133 凹槽

134 凸缘 135 第二测量块 136 第二圆锥面

141 第一导套 142 第二导套 143 螺旋弹簧

150 调节螺栓 160 球套 170 位移传感器 171 衬套 172 紧定螺钉

180 驱动单元 181 驱动气缸 182 固定架 183 导轨 190 引导杆

200 缸体 210 活塞 300 托盘

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在以下说明中，“轴向方向”是指芯杆的轴线指向的方向；“径向方向”是指芯杆的半径方向；“竖直方向”是指与水平面垂直的方向。

本实用新型提供一种发动机活塞凸出量测量装置(以下，简称为测量装置)，该测量装置包括下压单元和测量单元。

参照图1至图6，将详细说明下压单元。下压单元包括安装架110、芯杆120、第一导套141以及第二导套142。

安装架110是用于安装芯杆120和第一导套141的构件，具体地，作为优选方式，可以包括水平板111、竖直板112以及设置于水平板111和竖直板112之间的加强板113。关于水平板111，芯杆120的沿轴向方向的一端固定于水平板111，优选地，通过螺纹连接方式固定于水平板，如图2、图3以及图5所示，安装架110上形成有芯杆插入孔，芯杆120的一端穿过该芯杆插入孔，在安装架110上方露出的芯杆120的外表面上设置有螺纹部，该螺纹部上连接有螺帽122，但不限于此，也可以是在芯杆插入孔的内表面上形成有内螺纹，该内螺纹与螺纹部直接螺纹连接，也可以是芯杆120过盈连接在安装架110的水平板111上。关于竖直板112，其用于与将要说明的驱动单元连接，以使整个下压单元和测量单元能够沿竖直方向移动，具体地，竖直板112上形成有滑块114，该滑块114设置于下述的导轨183。加强板113用于加强水平板111和竖直板112之间的连接。

另外，如图5所示，第一导套141沿轴向方向的一端固定于安装架110(具体为水平板111)，沿径向方向套设于芯杆120，并且第一导套141的内径和芯杆120的外径之间设置有螺旋弹簧143。换句话说，螺旋弹簧143套设在芯杆120的外径，螺旋弹簧143的外面套设第一导套141。总之，第一导套141用于收容螺旋弹簧143。

继续参照图5，第二导套142包括第一套部和第二套部，第一套部的内径大于第二套部的内径，第一套部套设于第一导套141的外部并在底端形成有台阶，第二套部套设于芯杆120，并且第二导套的第二套部的底端面与下述球套160的顶端面抵接。其中，沿轴向方向，第一导套141的底面与台阶间隔布置，螺旋弹簧143的两端分别抵接于台阶和第一导套141的内顶表面之间。优选地，台阶包括第一台阶和第二台阶，沿轴向方向，第一台阶的高度高于第二台阶，并且沿径向方向，第一台阶处的内径大于第二台阶的内径，由此，第一导套141的底面与第一台阶间隔布置，螺旋弹簧143的两端分别抵接于第二台阶和第一导套141的内顶表面之间。这种结构的优点在于，当第二导套142不在往下移动，而芯杆120继续向下移动时，螺旋弹簧143开始被压缩，由于第一导套141的底面与第一台阶之间有间隔，因此第一导套141也继续向下移动，直至第一导套141的底面抵接在第一台阶上时，不能再继续向下移动，整个下压单元处于稳定状态，对此，将在下面更加详细描述。

参照图1至图9B，将继续说明测量单元。测量单元包括测量块130、球套160以及多个位移传感器170。

如图5至图9B所示，测量块130上形成有沿径向方向延伸的定位面以及沿轴向方向的第一中空部和第二中空部，第一中空部的内表面包括沿轴向方向从下往上半径恒定的竖直表面、半径逐渐增大的第一圆锥面132以及半径逐渐减小的第二圆锥面136，第二中空部与第一中空部连通。芯杆120的外表面与测量块130的竖直表面间隔有预设距离。

为了在测量块130的第一中空部内安装下述球套160，测量块130需要由至少两个块体结合而成，例如，可以以第一中空部的中心线所在的平面为切割平面进行切割而成的两个块体，此时，该两个块体结构相同。但本实用新型选择另一种形式的测量块，即，如图6至图9B所示，测量块是将第一圆锥面132和第二圆锥面136相接的平面为切割平面进行切割而成的两个块体，下方的块体称为第一测量块131，上方的块体称为第二测量块135，第一圆锥面132形成于第一测量块131，第二圆锥面136形成于第二测量块135，第一测量块131和第二测量块135之间通过调节螺栓150可拆卸地连接。

另外，如图5和图6所示，球套160设置于第一中空部内，球套160的外表面与第一圆锥面132和第二圆锥面136抵接，并且芯杆120的另一端穿设于球套160的内部，第一圆锥面132和第二圆锥面136所围成的空间用于容纳球套160。如图6所示，在装配过程中，首先将插入有芯杆120的球套放入第一测量块131的第一中空部内并与第一圆锥面132抵接，之后将第二测量块135从芯杆120的一端套入，直至第二圆锥面136与球套160的外表面抵接，最后用调节螺栓150将第一测量块131和第二测量块135连接成一体。

由于第一圆锥面132和第二圆锥面136为锥面，与球套160的外表面抵接后，第一测量块131和第二测量块135之间会形成间隙(见图5)，此刻如果拧紧螺栓150，则第一圆锥面和第二圆锥面136会将球套160完全卡死。所以此刻需要在此间隙中间加入垫片，保证这个间隙有合适的值，不会将球套160完全卡死。通过计算调整垫片的厚度而保证间隙大小，使球套160外球面能在第一锥面132和第二锥面136中间有适当的间隙，整个测定块130才可以绕球套灵活转动。加入合适的垫片后拧紧螺栓150。

另外，测量单元还包括多个位移传感器170，该多个位移传感器170插入设置于测量块130，位移传感器170的测量头伸入至测量块130的第二中空部内并与定位面沿沿径向方向平齐。本实用新型中使用了四个位移传感器170，该四个位移传感器以90度的间隔均匀布置，以测量四个点上的活塞凸出量，取其平均值或者取其最大值作为最终的活塞凸出量，当然，本实用新型不限制位移传感器170的数量。另外，本实用新型的位移传感器优选采用笔式位移传感器(接触式位移传感器)，但不限于此，也可以是如光电式位移传感器等非接触式位移传感器。

另外，如图4所示，优选地，位移传感器170和测量块130之间设置有衬套171，并且第一测量块131和第二测量块135之间形成有间隙，该间隙中设置有紧定螺钉172，以使位移传感器170稳定固定于测量块上。

此外，测量块130的竖直表面上形成有沿径向方向向内凸出的凸缘134，该凸缘134与芯杆120间隔有预设距离，芯杆120的另一端形成有沿径向方向向外凸出的凸块121，该凸块121位于凸缘134的下方。由此，通过凸缘134在轴向方向上对凸块121的限位作用，防止芯杆120沿轴向方向向上拔出。

另外，如图5所示，发动机活塞凸出量测量装置还包括引导杆190，该引导杆190的一端固定于测量块130，另一端通过安装架110上形成的引导孔穿过安装架110，引导杆190与引导孔的内壁间隔有预设距离。由此，在测量块部分地接触于缸体的顶表面时，能够对下压单元起到导向作用。

此外，如图1所示，发动机活塞凸出量测量装置还包括驱动单元180，该驱动单元180包括固定架182和驱动气缸181，固定架182固定于外部构件并在侧表面形成有导轨183，驱动气缸181与安装架110连接并驱动安装架110沿着导轨183移动。

以上为本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量装置的优选实施方式。

另外，如图1所示，本实用新型还提供一种发动机活塞凸出量测量系统，该系统包括托盘300、固定于托盘300上的缸体200以及设置于缸体200内部的活塞210，在此基础上，发动机活塞凸出量测量系统还包括如上所述的发动机活塞凸出量测量装置，其中，测量块130的定位面与缸体200的顶表面紧密贴合时，多个位移传感器170的测量头全部接触于活塞210的顶面。

在此，将详细介绍本实用新型提供的发动机活塞凸出量测量系统中，发动机活塞凸出量测量装置精确测量活塞凸出量的操作过程。

首先，将内置有活塞210的缸体200安装于托盘300，以固定缸体200。

之后，启动驱动单元的驱动气缸181，以使安装架110沿着导轨183向下移动，此时，整个测量装置将向下移动，直至测量块130的定位面与缸体200的顶表面接触。当将缸体200安装于托盘300时，如果缸体200的顶表面轻微倾斜而与芯杆120不垂直，则测量块130的定位面与缸体200的顶表面只能部分地接触，此时继续驱动安装架110向下移动，则测量块130、球套160以及第二导套142不再往下移动，而芯杆120和第一导套141在导向杆190的导向作用下继续向下移动，芯杆120的凸块121从测量块130的凹槽133脱离，同时螺旋弹簧143被压缩，螺旋弹簧143的弹簧力通过第一导套141下压球套160，测量块130在没有芯杆120的凸块121的束缚下，将获得可以绕球套160任意旋转的自由度。也就是说，测量块130在脱离芯杆120的束缚以及螺旋弹簧143的压力作用下，可以绕球套160自由旋转，使得测量块的定位面与缸体的顶表面紧密贴合。

最后，第一导套141随着芯杆120不断下压，直至第一导套141的底端面与第二导套142的第一台阶接触时将无法下压，整个测量装置处于平衡稳定装置。此时，利用位移传感器170能够测出精确的活塞凸出量。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，包括：

下压单元，包括：

安装架(110)；

芯杆(120)，一端固定于所述安装架(110)；

第一导套(141)；沿轴向方向的一端固定于所述安装架(110)，沿径向方向套设于所述芯杆(120)，并且所述第一导套(141)的内径和所述芯杆(120)的外径之间设置有螺旋弹簧(143)；以及

第二导套(142)，包括第一套部和第二套部，所述第一套部套设于所述第一导套(141)的外部并在底端形成有台阶，所述第二套部套设于所述芯杆(120)，

其中，沿轴向方向，所述第一导套(141)的底面与所述台阶间隔布置，所述螺旋弹簧(143)的两端分别抵接于所述台阶和所述第一导套(141)的内顶表面之间；

测量单元，包括：

测量块(130)，该测量块(130)上形成有沿径向方向延伸的定位面以及沿轴向方向的第一中空部和第二中空部，所述第一中空部的内表面包括沿轴向方向从下往上半径恒定的竖直表面、半径逐渐增大的第一圆锥面(132)以及半径逐渐减小的第二圆锥面(136)，所述第二中空部与所述第一中空部连通；

球套(160)，设置于所述第一中空部内，所述球套(160)的外表面与所述第一圆锥面(132)和所述第二圆锥面(136)抵接，所述芯杆(120)的另一端穿设于所述球套(160)的内部；

多个位移传感器(170)，该多个位移传感器(170)插入设置于所述测量块(130)，所述位移传感器(170)的测量头伸入至所述测量块(130)的所述第二中空部内并与所述定位面沿沿径向方向平齐，

其中，所述第二导套(142)的底端面抵接于所述球套(160)的顶端面，所述芯杆(120)的外表面与所述测量块(130)的所述竖直表面间隔有预设距离。

2.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述测量块(130)包括第一测量块(131)和设置于所述第一测量块(131)的上方的第二测量块(135)，所述第一圆锥面(132)形成于所述第一测量块(131)，所述第二圆锥面(136)形成于所述第二测量块(135)，所述第一测量块和所述第二测量块通过调节螺栓(150)可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述位移传感器(170)和所述测量块(130)之间设置有衬套(171)，并且所述第一测量块(131)和所述第二测量块(135)之间形成有间隙，该间隙中设置有紧定螺钉(172)。

4.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述测量块(130)的竖直表面上形成有沿径向方向向内凸出的凸缘(134)，该凸缘(134)与所述芯杆(120)间隔有预设距离，所述芯杆(120)的另一端形成有沿径向方向向外凸出的凸块(121)，该凸块(121)位于所述凸缘(134)的下方。

5.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述位移传感器为笔式位移传感器。

6.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述芯杆(120)的一端穿过所述安装架(110)的上方并在杆体的外表面设置有螺纹部，该螺纹部上连接有螺帽(122)。

7.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述发动机活塞凸出量测量装置还包括引导杆(190)，该引导杆(190)的一端固定于所述测量块(130)，另一端通过所述安装架(110)上形成的引导孔穿过所述安装架(110)，所述引导杆(190)与所述引导孔的内壁间隔有预设距离。

8.根据权利要求1所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述发动机活塞凸出量测量装置还包括驱动单元(180)，该驱动单元(180)包括固定架(182)和驱动气缸(181)，所述固定架(182)固定于外部构件并在侧表面形成有导轨(183)，所述驱动气缸(181)与所述安装架(110)连接并驱动所述安装架(110)沿着所述导轨(183)移动。

9.根据权利要求8所述的发动机活塞凸出量测量装置，其特征在于，所述安装架(110)包括水平板(111)和竖直板(112)，所述芯杆(120)固定于所述水平板(111)，所述竖直板(112)上形成有滑块(114)，该滑块(114)设置于所述导轨(183)。

10.发动机活塞凸出量测量系统，包括托盘(300)、固定于所述托盘(300)上的缸体(200)以及设置于所述缸体(200)内部的活塞(210)，其特征在于，所述发动机活塞凸出量测量系统还包括根据权利要求1至9中任意一项所述的发动机活塞凸出量测量装置，所述测量块(130)的定位面与所述缸体(200)的顶表面紧密贴合时，所述多个位移传感器(170)的测量头全部接触于所述活塞(210)的顶面。