CN213749031U - 一种发动机轴向力检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机检测领域，公开一种发动机轴向力检测装置，包括：底座；可拆卸地安装于底座上的底板，底板上设有条形定位部；沿条形定位部的延伸方向依次设置的过渡连接轴、测试固定座、压力检测组件和支撑座；测试固定座可沿条形定位部的延伸方向滑动地安装于底板背离底座一侧；过渡连接轴一端与测试固定座转动连接，另一端用于与发动机的曲轴连接，以将曲轴的轴向力传递给测试固定座；支撑座安装于底板背离底座一侧，且通过条形定位部限位；压力检测组件安装于测试固定座和支撑座之间，用于采集测试固定座受到的轴向推力。该装置通用性强，适合所有机型；通过严格安装该装置，可实现对发动机轴向力的实时测量，保证发动机正常运转。

Description

一种发动机轴向力检测装置

技术领域

本实用新型涉及发动机检测技术领域，特别涉及一种发动机轴向力检测装置。

背景技术

发动机曲轴的轴向力过大会引起曲轴产生轴向窜动，影响发动机正常运行，降低发动机耐久试验可靠性。然而目前发动机无轴向力测量系统，曲轴的轴向力只是理论计算值，未得到实际检测值。现发动机无法直接获取曲轴的轴向力，可能由于制造或装配缺陷使得产生的曲轴的轴向力过大导致止推片严重磨损，影响试验结果，甚至对发动机造成大的伤害。

实用新型内容

本实用新型公开了一种发动机轴向力检测装置，用于实时测量发动机曲轴的轴向力，监测轴向力的数值。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种发动机轴向力检测装置，包括：

底座；

可拆卸地安装于所述底座上的底板，所述底板上设有条形定位部；

沿所述条形定位部的延伸方向依次设置的过渡连接轴、测试固定座、压力检测组件和支撑座；所述测试固定座可沿所述条形定位部的延伸方向滑动地安装于所述底板背离所述底座一侧；所述过渡连接轴一端与所述测试固定座转动连接，另一端用于与发动机的曲轴连接，以将所述曲轴的轴向力传递给所述测试固定座；所述支撑座安装于所述底板背离所述底座一侧，且通过所述条形定位部限位；所述压力检测组件安装于所述测试固定座和所述支撑座之间，用于采集所述测试固定座受到的轴向推力。

上述发动机轴向力检测装置中，底座作为一个平台，承载整个检测装置，并需能承载曲轴的轴向力作用在整个装置的水平方向力，要求其具有很强的稳定性；通过更换底座，可适用于不同高度的台架。底板起到连接测量零件(如过渡连接轴、测试固定座、压力检测组件和支撑座等)与底座的转接作用，底板上设有条形定位部，以保证各零件与曲轴的同轴度要求。过渡连接轴与发动机曲轴直接连接，采用压力检测组件测量发动机运转时曲轴的轴向力。曲轴为旋转件，但压力检测组件不能与曲轴一同转动，采用曲轴与压力检测组件间安装测试固定座，确保测量过程中，曲轴与压力检测组件的动静分离，获取轴向力数据。发动机运转过程中，测试固定座会因为曲轴的轴向窜动产生轴向推力，为保证该力能够被压力检测组件监测到，测试固定座与底板能够进行轴向移动，即沿条形定位部的延伸方向移动。支撑座为测量零件起到支撑作用。该装置通用性强，适合所有机型；通过严格安装该装置，可实现对发动机轴向力的实时测量，保证发动机正常运转。

可选地，所述条形定位部包括条形定位凸起，所述测试固定座上设有与所述定位凸起配合的定位凹槽。

可选地，所述测试固定座包括轴承座、轴承、轴承压板和轴承盖；所述过渡连接轴与所述轴承座通过轴承转动连接，所述轴承压板与所述过渡连接轴伸入所述轴承座一端连接，以固定所述轴承内圈；所述轴承盖与所述轴承座连接且位于所述轴承座朝向所述压力检测组件一侧。

可选地，所述发动机轴向力检测装置还包括至少两个固定挡块，所述固定挡块与所述底板连接，且至少两个所述固定挡块相对设置于所述轴承座两侧，以限制所述轴承座沿垂直于所述条形定位部延伸方向的运动。

可选地，所述压力检测组件包括第一过渡座、拉压传感器和第二过渡座；所述拉压传感器通过所述第一过渡座与所述测试固定部连接，且通过所述第二过渡座与所述支撑座连接。

可选地，所述压力检测组件还包括过渡套，所述第二过渡座通过所述过渡套与所述支撑座连接，且所述过渡套部分伸入所述支撑座内部。

可选地，所述支撑座上安装有调整螺栓以及与所述调整螺栓配合的锁紧螺母，所述调整螺栓与所述过渡套背离所述第二过渡座一端连接，且所述调整螺栓部分伸入所述过渡套内部。

可选地，所述发动机轴向力检测装置还包括加强板，所述加强板安装于所述底板背离所述底座一侧，且所述加强板与所述支撑座连接，用于支撑所述支撑座。

可选地，所述加强板为多个，且多个所述加强板沿所述条形定位部的延伸方向设置于所述支撑座两侧。

可选地，所述发动机轴向力检测装置还包括轴向力测量单元，所述轴向力测量单元与所述压力检测组件信号连接，且所述轴向力测量单元用于与所述发动机的电控单元信号连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种发动机轴向力检测装置的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种发动机轴向力检测装置的结构示意图；

图5为图4中部分B-B剖视图；

图6为图5中M处放大图；

图7为图5中I处放大图；

图8为图4中N处放大图；

图9为图8中C-C剖视图。

图标：1-底座；2-底板；21-定位凸起；3-过渡连接轴；4-圆锥滚子轴承；5-轴承座；6-轴承压板；7-轴承盖；8-过渡座；9-拉压传感器；10-过渡套；11-支撑座；12-调整螺栓；13-锁紧螺母；14-加强板；15-固定挡块；16-轴力测量单元；17-电控单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图9所示，本实用新型实施例提供了一种发动机轴向力检测装置，包括：底座1；可拆卸地安装于底座1上的底板2，底板2上设有条形定位部；沿条形定位部的延伸方向依次设置的过渡连接轴3、测试固定座、压力检测组件和支撑座11；测试固定座可沿条形定位部的延伸方向滑动地安装于底板2背离底座1一侧；过渡连接轴3一端与测试固定座转动连接，另一端用于与发动机的曲轴连接，以将曲轴的轴向力传递给测试固定座；支撑座11安装于底板2背离底座1一侧，且通过条形定位部限位；压力检测组件安装于测试固定座和支撑座11之间，用于采集测试固定座受到的轴向推力。

上述发动机轴向力检测装置中，底座1作为一个平台，承载整个检测装置，并需能承载曲轴的轴向力作用在整个装置的水平方向力，要求其具有很强的稳定性；该底座1是全部采用钢板焊接而成；通过更换底座1，可适用于不同高度的台架。底板2起到连接测量零件(如过渡连接轴3、测试固定座、压力检测组件和支撑座11等)与底座1的转接作用，底板2上设有条形定位部，以保证各零件与曲轴的同轴度要求。过渡连接轴3与发动机曲轴直接连接，采用压力检测组件测量发动机运转时曲轴的轴向力。曲轴为旋转件，但压力检测组件不能与曲轴一同转动，采用曲轴与压力检测组件间安装测试固定座，确保测量过程中，曲轴与压力检测组件的动静分离，获取轴向力数据。发动机运转过程中，测试固定座会因为曲轴的轴向窜动产生轴向推力，为保证该力能够被压力检测组件监测到，测试固定座与底板2能够进行轴向移动，即沿条形定位部的延伸方向移动。支撑座11为测量零件起到支撑作用。该装置通用性强，适合所有机型；通过严格安装该装置，可实现对发动机轴向力的实时测量，保证发动机正常运转。

可选地，条形定位部包括条形定位凸起21，测试固定座上设有与定位凸起21配合的定位凹槽。如图1所示，底板2中间具有定位凸起21，以保证各测量零件与曲轴的同轴度要求。

可选地，如图2所示，测试固定座包括轴承座5、轴承、轴承压板6和轴承盖7；过渡连接轴3与轴承座5通过轴承转动连接，轴承压板6与过渡连接轴3伸入轴承座5一端连接，以固定轴承内圈；轴承盖7与轴承座5连接且位于轴承座5朝向压力检测组件一侧。

具体地，参考图1，为保证曲轴的轴向力的测量精度，装置的轴承部分不能频繁的拆装，而不同机型的曲轴需制作不同的过渡连接轴3，因此，将过渡连接轴3的连接曲轴端设计为盘形，后期只需根据不同机型的曲轴设计相应的转接部分即可。由于压力检测组件与信号处理系统需要有信号连接线，压力检测组件部分(固定件)需与过渡连接轴3部分(旋转件)动静分离，在两部分之间安装一轴承；整个装置需承受足够大的轴向力，选用能够主要承受轴向力的圆锥滚子轴承4。将圆锥滚子轴承4内圈装入过渡连接轴3后，为增强装置运转时轴承的稳定性，采用轴承压板6将轴承内圈进行固定；然后采用轴承盖7将连接后的过渡连接轴3以及圆锥滚子轴承4压入轴承座5，并采用螺栓固定。

可选地，发动机轴向力检测装置还包括至少两个固定挡块15，固定挡块15与底板2连接，且至少两个固定挡块15相对设置于轴承座5两侧，以限制轴承座5沿垂直于条形定位部延伸方向的运动。

发动机运转过程中，装置的安装轴承处(过渡连接轴3、圆锥滚子轴承4、轴承座5、轴承压板6、轴承盖7)会因为曲轴的轴向窜动产生轴向推力，为保证该力能够被压力检测组件监测到，在设计轴承座5与底板2连接方式时，要允许轴承座5能够进行轴向移动，但发动机大负荷运转时还要避免轴承座5产生较大的径向振动即垂直于条形定位部延伸方向的振动，该固定挡块15通过螺栓与底板2进行连接，固定挡块15与轴承座5间需留有适当间隙，这样既保证轴承座5能够进行轴向移动，又限制了轴承座5的径向振动，如图8中N放大图以及图9所示。

可选地，压力检测组件包括第一过渡座、拉压传感器9和第二过渡座；拉压传感器9通过第一过渡座与测试固定部连接，且通过第二过渡座与支撑座11连接。

需要说明的是，根据拉压传感器9的结构，采用两个过渡座8即第一过渡座和第二过渡座进行连接，为保证轴向力传递时系统的稳定性，过渡座8与拉压传感器9接触处面积应足够大，如图6中M处放大图。

可选地，压力检测组件还包括过渡套10，第二过渡座通过过渡套10与支撑座11连接，且过渡套10部分伸入支撑座11内部。

为方便对曲轴加载轴向力，过渡座8与拉压传感器9连接后连接过渡套10。

可选地，支撑座11上安装有调整螺栓12以及与调整螺栓12配合的锁紧螺母13，调整螺栓12与过渡套10背离第二过渡座一端连接，且调整螺栓12部分伸入过渡套10内部。

需要说明的是，过渡套10与调整螺栓12进行过渡配合，但不进行紧固连接，安装时调整螺栓12的底部需与过渡套10的孔底部进行紧密接触，两者都安装在支撑座11上；过渡套10需伸入支撑座11适当距离(同样不采用紧固连接)，如图7中I处放大图，该伸入设计，一是起到轴向位移时的导向作用，二是对装置的中间零件起到支撑作用。

可选地，发动机轴向力检测装置还包括加强板14，加强板14安装于底板2背离底座1一侧，且加强板14与支撑座11连接，用于支撑该支撑座11。

可选地，加强板14为多个，且多个加强板14沿条形定位部的延伸方向设置于支撑座11两侧。

参照图3，为保证支撑座11能够承受足够大的轴向力，在支撑座11前后两侧采用四块加强板14对其稳固。整套装置安装完成后，需采用锁紧螺母13将调整螺栓12锁紧，防止装置运行过程中出现松动。

可选地，发动机轴向力检测装置还包括轴向力测量单元，轴向力测量单元与压力检测组件信号连接，且轴向力测量单元用于与发动机的电控单元17信号连接。

需要说明的是，轴力测量单元16与发动机电控单元17通讯，监测不同转速不同功率下轴向力数值，从而拟合轴向力相对不同参数的跟随曲线。

一种可能实现的方式中，本实施例通过与发动机曲轴直接连接，采用拉压力传感器测量发动机运转时曲轴的轴向力。曲轴为旋转件，但拉压传感器不能与曲轴一同转动，采用曲轴与传感器间安装轴承的方法，确保测量过程中，曲轴与传感器的动静分离，获取轴向力数据，并可通过轴力测量单元设定监测限值，判断止推片轴向力是否超限，以保护发动机。调整螺栓可为电机驱动，再增加控制单元，拉压力传感器、驱动电机、控制单元共同构成闭环控制系统，可根据轴力设定值自动对轴力加减载，实现轴力加减载模拟试验。

本实用新型的实施例提供的发动机轴向力检测装置关键点在于通过拉压传感器与曲轴连接零部件的动静分离，可实时对发动机轴向力的监测，同时也可进行通过装置加载于曲轴的轴向力判断止推片遭到严重磨损时曲轴的轴向力的大小的研究。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种发动机轴向力检测装置，其特征在于，包括：

底座；

可拆卸地安装于所述底座上的底板，所述底板上设有条形定位部；

沿所述条形定位部的延伸方向依次设置的过渡连接轴、测试固定座、压力检测组件和支撑座；所述测试固定座可沿所述条形定位部的延伸方向滑动地安装于所述底板背离所述底座一侧；所述过渡连接轴一端与所述测试固定座转动连接，另一端用于与发动机的曲轴连接，以将所述曲轴的轴向力传递给所述测试固定座；所述支撑座安装于所述底板背离所述底座一侧，且通过所述条形定位部限位；所述压力检测组件安装于所述测试固定座和所述支撑座之间，用于采集所述测试固定座受到的轴向推力。

2.根据权利要求1所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述条形定位部包括条形定位凸起，所述测试固定座上设有与所述定位凸起配合的定位凹槽。

3.根据权利要求1所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述测试固定座包括轴承座、轴承、轴承压板和轴承盖；所述过渡连接轴与所述轴承座通过轴承转动连接，所述轴承压板与所述过渡连接轴伸入所述轴承座一端连接，以固定所述轴承内圈；所述轴承盖与所述轴承座连接且位于所述轴承座朝向所述压力检测组件一侧。

4.根据权利要求3所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述发动机轴向力检测装置还包括至少两个固定挡块，所述固定挡块与所述底板连接，且至少两个所述固定挡块相对设置于所述轴承座两侧，以限制所述轴承座沿垂直于所述条形定位部延伸方向的运动。

5.根据权利要求1所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述压力检测组件包括第一过渡座、拉压传感器和第二过渡座；所述拉压传感器通过所述第一过渡座与所述测试固定部连接，且通过所述第二过渡座与所述支撑座连接。

6.根据权利要求5所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述压力检测组件还包括过渡套，所述第二过渡座通过所述过渡套与所述支撑座连接，且所述过渡套部分伸入所述支撑座内部。

7.根据权利要求6所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述支撑座上安装有调整螺栓以及与所述调整螺栓配合的锁紧螺母，所述调整螺栓与所述过渡套背离所述第二过渡座一端连接，且所述调整螺栓部分伸入所述过渡套内部。

8.根据权利要求1所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述发动机轴向力检测装置还包括加强板，所述加强板安装于所述底板背离所述底座一侧，且所述加强板与所述支撑座连接，用于支撑所述支撑座。

9.根据权利要求8所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述加强板为多个，且多个所述加强板沿所述条形定位部的延伸方向设置于所述支撑座两侧。

10.根据权利要求1所述的发动机轴向力检测装置，其特征在于，所述发动机轴向力检测装置还包括轴向力测量单元，所述轴向力测量单元与所述压力检测组件信号连接，且所述轴向力测量单元用于与所述发动机的电控单元信号连接。

Images