TWM634623U - 氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種氣門油封往復試驗裝置，其包含氣門油封測試模組、供給單元、正負壓調節單元及控制單元。其中，氣門油封測試模組包含複數個氣門油封測試單元，且透過驅動各氣門油封測試單元進行往復運動，以模擬引擎中的氣門導桿的運作情形。供給單元儲存有測試介質，且供給單元連接於氣門油封測試模組，以供給或回收測試介質。正負壓調節單元包含連接於各氣門油封測試單元的真空泵浦，以控制各氣門油封測試單元的內部壓力。並且，控制單元電性連接氣門油封測試模組、供給單元及正負壓調節單元，以控制上述組件提供預期的測試條件，從而對氣門油封的性能進行試驗。

Description

氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置

本創作涉及一種油封試驗裝置，且特別涉及一種可以模擬引擎中氣門油封的實際作動狀態的氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置。

氣門導桿是現今汽車發動機的氣門機構中的重要元件，其中由於氣門導桿通常設置於氣缸蓋部位，並且需要有充足的潤滑油供應至氣缸蓋內，因此若氣門導桿未設置有氣門油封，則大量的潤滑油將沿著氣門導桿流入至氣缸內部，從而導致潤滑油的油位下降，且流入至氣缸內部的潤滑油將會影響氣缸內的燃燒情形，從而導致氣缸發生冒黑煙的現象。因此，需要將氣門油封安裝於氣門導桿上，用以防止過量的潤滑油進入至氣缸內部的燃燒室，從而達到減少氣門積碳、提高發動機性能、減少排出的廢氣以及節省潤滑油等功效。

此外，相較於一般的油封旨在完全地阻擋內部液體流出與外部雜質進入，氣門油封為了滿足氣門導桿與導管之間的潤滑，必須提供適量的潤滑油至氣門導桿與導管之間，使得氣門油封必須兼具防洩漏及可滲透的兩種看似矛盾功能，而氣門油封的這種特性可以透過控制氣門油封的滲透流量來實現。為此，需要一種用於氣門油封的試驗裝置，用以對應於各種類型及尺寸的氣門油封進行試驗，進而提供具有合適性能的氣門油封。

有鑑於此，本創作人乃累積多年相關領域之研究及實務經驗，創作出一種氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置，以改善先前技術中所述的問題。

為了解決上述先前技術中存在的問題，本創作提供一種氣門油封測試單元，包含：測試座體，其具有容置測試介質的容置空間；偏心軸座，其設置於測試座體上方，且偏心軸穿設於偏心軸座，偏心軸座具有測試介質供應孔及測試介質排出孔，且測試介質供應孔及測試介質排出孔連接於供給單元，並且由供給單元供給或回收測試介質；測試治具，其設置於容置空間內；待測試油封，其對應測試治具的尺寸設置於測試治具上；第一測試軸，其設置於容置空間內，且第一測試軸的一端穿設於待測試油封；氣門彈簧，其套設於第一測試軸，氣門彈簧的一端抵靠於測試座體，且另一端設置在偏心軸的旋轉軌跡上；氣門彈簧上座，其固設於第一測試軸的一端，且氣門彈簧上座抵靠於氣門彈簧；以及腔室，其設置於測試座體的底側，腔室連接於正負壓調節單元，並且正負壓調節單元控制腔室內處於正壓或負壓。其中，偏心軸在旋轉時重複地推動氣門彈簧上座，以驅動第一測試軸及氣門彈簧進行往復運動。

較佳地，氣門油封測試單元進一步包含：第二測試軸，其一部分穿設於測試座體內，第二測試軸的一端連接於第一測試軸，且另一端容置於腔室內；以及集油杯，其設置於腔室內，集油杯容置有第二測試軸的另一端，且收集通過待測試油封且流經第二測試軸的測試介質。

較佳地，各氣門油封測試單元進一步包含測試軸導管，其套設於第二測試軸，且測試軸導管的凸出的一端嵌合於測試治具內，且測試軸導管的另一端嵌合於測試座體內。

較佳地，各氣門油封測試單元進一步包含氣門彈簧下座，其套設於測試治具，且氣門彈簧下座抵靠於氣門彈簧，並且待測試油封設置於氣門彈簧下座上。

基於上述目的，本創作進一步提供一種氣門油封往復試驗裝置，其包含氣門油封測試模組、供給單元、正負壓調節單元及控制單元。其中，氣門油封測試模組包含上述的複數個氣門油封測試單元，以及偏心軸、驅動件及傳動件，偏心軸穿設於複數個氣門油封測試單元，且驅動件經由傳動件連接偏心軸，以帶動偏心軸轉動，並且偏心軸帶動各氣門油封測試單元進行往復運動。供給單元儲存有測試介質，且供給單元包含測試介質泵浦、測試介質供應管及測試介質排出管，測試介質供應管及測試介質排出管連接於測試介質泵浦與氣門油封測試模組之間，以供給或回收測試介質。正負壓調節單元包含連接至氣門油封測試模組的真空管及連接真空管的真空泵浦，且真空泵浦經由真空管控制各氣門油封測試單元的內部壓力。控制單元電性連接氣門油封測試模組、供給單元及正負壓調節單元，以基於測試條件控制氣門油封測試模組、供給單元及正負壓調節單元。

較佳地，供給單元包含溫控件，其控制供給單元儲存的測試介質之溫度。

較佳地，驅動件為轉速可控的馬達，且傳動件為皮帶。

綜上所述，本創作提供一種氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置，其透過驅動件(馬達)及傳動件(皮帶)以帶動偏心軸轉動，從而藉由偏心軸的旋轉軌跡驅動下方各氣門油封測試單元的氣門彈簧及測試軸進行上下的往復運動，進而模擬引擎中氣門導桿的實際運作情形。並且，在供給單元中設置有溫控件以調節測試介質(潤滑油)的溫度，從而提供具有預定溫度的測試介質至偏心軸上以達到潤滑及降溫之功效，而多餘的測試介質可以回收至供給單元中循環，進而達到節省潤滑油之功效。其中，在測試軸的往復運動中，將有部分的測試介質沿著測試軸通過待測試油封而滲透到下方的集油杯，從而在滿足測試軸與導管之間的潤滑需求的同時，可以透過集油杯中的測試介質洩漏量以判斷氣門油封的性能是否符合規範。此外，各氣門油封測試單元的腔室連接於正負壓調節單元，正負壓調節單元可以對腔室抽真空或者將空氣供給至腔室中，進而模擬引擎的內部壓力狀態。

藉由上述配置，本創作之氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置可以透過更換不同的測試軸與測試治具來因應不同規格的待測試油封，且可以模擬真實引擎內部的作動情形。並且，可以依據需求變更各種不同的測試條件來測試待測試油封的潤滑油的洩漏量，從而判斷待測試油封是否符合規範。其中，上述測試條件可以包含，例如透過調整偏心軸的位置及驅動件的轉速來模擬不同氣門揚程引擎的汽門桿往復行程、模擬引擎的內部壓力狀態(正壓、負壓)、以及模擬提供至引擎的潤滑油的溫度等。

為利 貴審查員瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

應當理解的是，儘管術語「第一」、「第二」等在本創作中可用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，下文討論的「第一元件」、「第一部件」、「第一區域」、「第一層」及/或「第一部分」可以被稱為「第二元件」、「第二部件」、「第二區域」、「第二層」及/或「第二部分」，而不悖離本創作的精神和教示。

另外，術語「包含」及/或「包括」指所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

除非另有定義，本創作所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本創作所屬技術領域具有通常知識者通常理解的相同含義。可以理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本創作的上下文中的含義一致的定義，並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

在下文中將結合附圖對本創作進行進一步的詳細說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本創作的基本結構，因此並不作為對本創作的限定。

請參閱第1圖至第3圖，第1圖為根據本創作一實施例的氣門油封測試單元的剖面示意圖，第2圖為第1圖中A區域的局部放大圖，以及第3圖為根據本創作一實施例的氣門油封測試單元另一工作狀態的剖面示意圖。

如第1圖至第3圖所繪示，本創作提供一種氣門油封測試單元11，包含測試座體111、偏心軸座112、測試治具113、待測試油封114、第一測試軸115、第二測試軸116、測試軸導管1161、氣門彈簧1171、氣門彈簧上座1172、氣門彈簧下座1173、腔室118及集油杯119。

具體地，測試座體111具有容置測試介質的容置空間1111，且偏心軸座112設置於測試座體111上方，偏心軸12穿設於偏心軸座112，並且偏心軸座112具有測試介質供應孔及測試介質排出孔。其中，偏心軸座112的測試介質供應孔及測試介質排出孔分別透過測試介質供應管及測試介質排出管以連接於供給單元(未繪示出)，使得供給單元可以透過測試介質供應孔提供測試介質至偏心軸12以達到潤滑、降溫等功效，並且供給單元可以從偏心軸座112的測試介質排出孔回收多餘的測試介質以再次循環。

進一步地，測試治具113設置於容置空間1111內，且待測試油封114對應測試治具113的尺寸而設置於測試治具113上，並且第一測試軸115設置於容置空間1111內，且第一測試軸115的一端穿設於待測試油封114。測試治具113、待測試油封114及第一測試軸115的周圍設置有包含氣門彈簧1171、氣門彈簧上座1172及氣門彈簧下座1173的氣門彈簧結構。其中，氣門彈簧1171套設於第一測試軸115的外周側，氣門彈簧1171的一端抵靠於測試座體111，且另一端設置在偏心軸12的旋轉軌跡上。氣門彈簧上座1172固設於第一測試軸115的一端，且氣門彈簧上座1172連接於第一測試軸115的一側抵靠於氣門彈簧1171。並且，氣門彈簧下座1173套設於測試治具113，且氣門彈簧下座1173抵靠於氣門彈簧1171的下端，並且待測試油封114設置於氣門彈簧下座1173上。藉此，當驅動偏心軸12旋轉時，如第3圖所繪示，偏心軸12將重複地推動設置於其旋轉軌跡上的氣門彈簧上座1172，使得氣門彈簧上座1172壓縮氣門彈簧1171，並且使得第一測試軸115向下移動。並且，當偏心軸12未推動氣門彈簧上座1172時，如第1圖所繪示，氣門彈簧1171回彈使得氣門彈簧上座1172及第一測試軸115回復至起始位置，從而使得第一測試軸115及氣門彈簧1171進行往復運動，以模擬引擎中氣門桿的實際運作情形。值得一提的是，可以透過更換不同的測試治具113及第一測試軸115來因應不同規格的待測試油封114，從而對各種類型的氣門油封進行性能測試。

氣門油封測試單元11進一步設置有第二測試軸116，其一部分穿設於測試座體111內，設置於測試座體111內的第二測試軸116的一端連接於第一測試軸115，且另一端容置於腔室118內，從而使得第二測試軸116可以隨著第一測試軸115進行上下的往復運動。並且，測試軸導管1161套設於第二測試軸116，且測試軸導管1161的凸出的一端嵌合於測試治具113內，且測試軸導管1161的另一端嵌合於測試座體111內，以在使得第二測試軸116固定於測試座體111內的同時，達到導引第二測試軸116進行往復運動的功效。此外，腔室118設置於測試座體111的底側，其透過真空管連接於正負壓調節單元(未繪示出)，並且透過正負壓調節單元之真空泵浦以控制腔室118的內部壓力狀態，例如將腔室118抽真空使其處於負壓，或者打入空氣至腔室118中使其處於正壓。值得一提的是，集油杯119設置於腔室118內的底側，集油杯119容置有第二測試軸116的另一端，藉此，在第一測試軸115、第二測試軸116及氣門彈簧1171的往復運動中，部分的測試介質將沿著第一測試軸115通過待測試油封114而滲透，且沿著第二測試軸116流至下方的集油杯119，從而在滿足第二測試軸116與測試軸導管1161之間的潤滑需求的同時，可以透過集油杯119中的測試介質洩漏量以判斷待測試油封的性能是否符合規範。

請接續參閱第4圖，第4圖為根據本創作一實施例的包含氣門油封測試單元的氣門油封測試裝至的外觀示意圖。

如第4圖所繪示，本創作提供一種氣門油封往復試驗裝置1，其包含氣門油封測試模組10、供給單元20、正負壓調節單元30及控制單元40。其中，氣門油封測試模組10包含上述的複數個氣門油封測試單元11，例如可以包含四個氣門油封測試單元11，且氣門油封測試單元11的具體配置如上所述，在此不再贅述。並且，氣門油封測試模組10更包含偏心軸12、驅動件13及傳動件14，偏心軸12穿設於複數個氣門油封測試單元11，且驅動件13經由傳動件14連接於偏心軸12，以帶動偏心軸12轉動，並且偏心軸12帶動各氣門油封測試單元11進行往復運動。其中，實現驅動偏心軸12帶動各氣門油封測試單元11作上下的往復運動的具體配置如上述實施例所述，在此不再贅述。此外，在本實施例中，驅動件13為轉速可控的馬達，且傳動件14為皮帶。

進一步地，供給單元20儲存有測試介質(例如，潤滑油)，且供給單元20包含測試介質泵浦21、測試介質供應管22及測試介質排出管23，測試介質供應管22及測試介質排出管23連接於測試介質泵浦21與氣門油封測試模組10之間，使得供給單元20可以透過測試介質供應管22提供測試介質至偏心軸12以達到潤滑、降溫等功效，並且供給單元20可以透過測試介質排出管23回收各氣門油封測試單元11中多餘的測試介質以再次循環，進而達到節省測試介質的效果。在本實施例中，供給單元20更包含溫控件，其可以控制供給單元20儲存的測試介質之溫度，以提供具有預定溫度的測試介質至偏心軸12及各氣門油封測試單元11。

此外，正負壓調節單元30包含連接至氣門油封測試模組10的各氣門油封測試單元11之腔室118的真空管32及連接真空管32的真空泵浦31，且真空泵浦31經由真空管32而可以控制各氣門油封測試單元11之腔室118的內部壓力，例如真空泵浦31可以將腔室118抽真空使其處於負壓，或者真空泵浦31可以打入空氣至腔室118中使其處於正壓。

並且，控制單元40電性連接氣門油封測試模組10、供給單元20及正負壓調節單元30，以基於測試條件控制氣門油封測試模組10、供給單元20及正負壓調節單元30，例如可以依據實際試驗需求調整氣門油封測試模組10之驅動件13的轉速、控制供給單元20的溫控件以調整測試介質的溫度、以及控制正負壓調節單元30之真空泵浦31以調整各氣門油封測試單元11的腔室118的內部壓力等。

綜上所述，本創作提供一種氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置，其透過驅動件(馬達)及傳動件(皮帶)以帶動偏心軸轉動，從而藉由偏心軸的旋轉軌跡驅動下方各氣門油封測試單元的氣門彈簧及測試軸進行上下的往復運動，進而模擬引擎中氣門導桿的實際運作情形。並且，在供給單元中設置有溫控件以調節測試介質(潤滑油)的溫度，從而提供具有預定溫度的測試介質至偏心軸上以達到潤滑及降溫之功效，而多餘的測試介質可以回收至供給單元中循環，進而達到節省潤滑油之功效。其中，在測試軸的往復運動中，將有部分的測試介質沿著測試軸通過待測試油封而滲透到下方的集油杯，從而在滿足測試軸與導管之間的潤滑需求的同時，可以透過集油杯中的測試介質洩漏量以判斷待測試油封的性能是否符合規範。此外，各氣門油封測試單元的腔室連接於正負壓調節單元，正負壓調節單元可以對腔室抽真空或者將空氣供給至腔室中，進而模擬引擎的內部壓力狀態。

藉由上述配置，本創作之氣門油封測試單元及包含其之氣門油封往復試驗裝置可以透過更換不同的測試軸與測試治具來因應不同規格的待測試油封，且可以模擬真實引擎內部的作動情形。並且，可以依據需求變更各種不同的測試條件來測試待測試油封的潤滑油的洩漏量，從而判斷待測試油封是否符合規範。其中，上述測試條件可以包含，例如透過調整偏心軸的位置及驅動件的轉速來模擬不同氣門揚程引擎的汽門桿往復行程、模擬引擎的內部壓力狀態(正壓、負壓)、以及模擬提供至引擎的潤滑油的溫度等。

本創作已參照例示性實施例進行說明，所屬技術領域中具有通常知識者可以理解的是，在不脫離申請專利範圍所定義之本創作概念與範疇的情況下，可以對其進行形式與細節上之各種變更及等效佈置，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為原則。

1:氣門油封往復試驗裝置 10:氣門油封測試模組 11:氣門油封測試單元 111:測試座體 1111:容置空間 112:偏心軸座 113:測試治具 114:待測試油封 115:第一測試軸 116:第二測試軸 1161:測試軸導管 1171:氣門彈簧 1172:氣門彈簧上座 1173:氣門彈簧下座 118:腔室 119:集油杯 12:偏心軸 13:驅動件 14:傳動件 20:供給單元 21:測試介質泵浦 22:測試介質供應管 23:測試介質排出管 30:正負壓調節單元 31:真空泵浦 32:真空管 40:控制單元

第1圖為根據本創作一實施例的氣門油封測試單元的剖面示意圖； 第2圖為第1圖中A區域的局部放大圖； 第3圖為根據本創作一實施例的氣門油封測試單元另一工作狀態的剖面示意圖；以及 第4圖為根據本創作一實施例的包含氣門油封測試單元的氣門油封測試裝至的外觀示意圖。

11:氣門油封測試單元

111:測試座體

1111:容置空間

112:偏心軸座

113:測試治具

114:待測試油封

115:第一測試軸

116:第二測試軸

1161:測試軸導管

1171:氣門彈簧

1172:氣門彈簧上座

1173:氣門彈簧下座

118:腔室

119:集油杯

12:偏心軸

Claims (7)

1. 一種氣門油封測試單元，包含： 一測試座體，係具有容置一測試介質的一容置空間； 一偏心軸座，係設置於該測試座體上方，且一偏心軸穿設於該偏心軸座，該偏心軸座具有一測試介質供應孔及一測試介質排出孔，且該測試介質供應孔及該測試介質排出孔連接於一供給單元，並且由該供給單元供給或回收該測試介質； 一測試治具，係設置於該容置空間內； 一待測試油封，係對應該測試治具的尺寸設置於該測試治具上； 一第一測試軸，係設置於該容置空間內，且該第一測試軸的一端穿設於該待測試油封； 一氣門彈簧，係套設於該第一測試軸，該氣門彈簧的一端抵靠於該測試座體，且另一端設置在該偏心軸的旋轉軌跡上； 一氣門彈簧上座，係固設於該第一測試軸的一端，且該氣門彈簧上座抵靠於該氣門彈簧；以及 一腔室，係設置於該測試座體的底側，該腔室連接於一正負壓調節單元，並且該正負壓調節單元控制該腔室內處於正壓或負壓； 其中，該偏心軸在旋轉時重複地推動該氣門彈簧上座，以驅動該第一測試軸及該氣門彈簧進行往復運動。
2. 如請求項1所述之氣門油封測試單元，其進一步包含： 一第二測試軸，其一部分穿設於該測試座體內，該第二測試軸的一端連接於該第一測試軸，且另一端容置於該腔室內；以及 一集油杯，係設置於該腔室內，該集油杯容置有該第二測試軸的另一端，且收集通過該待測試油封且流經該第二測試軸的該測試介質。
3. 如請求項2所述之氣門油封測試單元，各該氣門油封測試單元包進一步包含一測試軸導管，係套設於該第二測試軸，且該測試軸導管的凸出的一端嵌合於該測試治具內，且該測試軸導管的另一端嵌合於該測試座體內。
4. 如請求項1所述之氣門油封測試單元，其中各該氣門油封測試單元包進一步包含一氣門彈簧下座，係套設於該測試治具，且該氣門彈簧下座抵靠於該氣門彈簧，並且該待測試油封設置於該氣門彈簧下座上。
5. 一種氣門油封往復試驗裝置，其包含： 一氣門油封測試模組，係包含複數個如請求項1至請求項4中的任意一項所述之氣門油封測試單元，以及一偏心軸、一驅動件及一傳動件，該偏心軸穿設於該複數個氣門油封測試單元，且該驅動件經由該傳動件連接該偏心軸，以帶動該偏心軸轉動，並且該偏心軸帶動各該氣門油封測試單元進行往復運動； 一供給單元，係儲存有一測試介質，且該供給單元包含一測試介質泵浦、一測試介質供應管及一測試介質排出管，該測試介質供應管及該測試介質排出管連接於該測試介質泵浦與該氣門油封測試模組之間，以供給或回收該測試介質； 一正負壓調節單元，係包含連接至該氣門油封測試模組的一真空管及連接該真空管的一真空泵浦，且該真空泵浦經由該真空管控制各該氣門油封測試單元的內部壓力； 一控制單元，係電性連接該氣門油封測試模組、該供給單元及該正負壓調節單元，以基於一測試條件控制該氣門油封測試模組、該供給單元及該正負壓調節單元。
6. 如請求項5所述之氣門油封往復試驗裝置，其中該供給單元包含一溫控件，其控制該供給單元儲存的該測試介質之溫度。
7. 如請求項5所述之氣門油封往復試驗裝置，其中該驅動件為轉速可控的馬達，且該傳動件為皮帶。

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