CN102418637B - 四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，支架（1）与试验台（29）连接，轴(2)设置在支架（1）上，曲轴相位盘（3）和轴承（18）设置在轴（2）上，小带轮（15）与曲轴相位盘（3）连接，泵（28）上设置有泵轴（33），凸轮相位盘（5）、联轴器（7）、大带轮（16）设置在泵轴（33）上，联轴器（7）与凸轮相位盘（5）、大带轮（16）连接，小带轮（15）与大带轮（16）通过同步带（4）连接，试验台主轴（32）设置在试验台（29）上，联轴节（8）设置在试验台主轴（32）上，联轴器（7）、联轴节（8）分别与传动卡盘（6）连接。本发明可将四冲程柴油机凸轮曲轴信号相位及曲轴转速真实地在泵试验台模拟出来，便于控制***软硬件功能、性能调试。

Description

四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置

技术领域

本发明属于柴油机电控燃油喷射***试验领域，具体涉及一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置。

背景技术

电控单体泵、共轨***、电控泵喷嘴、电控分配泵等新一代高压燃油喷油***在柴油机中的应用已成为行业发展大趋势，研发竞争极为激烈。而这些高压喷射***在控制过程中均要采集凸轮曲轴相位及转速，电控***和燃油***在泵试验台联调和试验过程中急需一套能模拟发动机凸轮曲轴相位实时状态的装置，以实现控制***提前角、喷油持续期、喷油速率的测试，以及电控***软硬件功能、性能试验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，该装置结构简单，调整方便，可将四冲程柴油机凸轮曲轴信号相位及曲轴转速真实地在泵试验台模拟出来，便于控制***软硬件功能、性能调试，实现凸轮曲轴相位连续可调，配合试验台刻度盘可实现相位高精确调整。

本发明的技术方案：一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，它包括支架、轴曲轴相位盘、同步带、凸轮相位盘、传动卡盘、联轴器、联轴节、压板、T形块、垫块、顶固螺钉、第一固定臂、第二固定臂、小带轮、大带轮、霍尔传感器、轴承、第一螺钉、第一弹垫、第一平垫、第二螺钉、第二弹垫、第二平垫、第三螺钉、第三平垫、第三弹垫、泵、试验台、刻度盘、有机刻度尺、试验台主轴、泵轴、拉块、拉紧螺钉、螺杆、螺母，试验台的台面上设置有T形槽，T形块设置在所述T形槽内，支架通过压板、T形块、垫块、第二螺钉、第二弹垫、第二平垫与试验台连接，轴设置在支架上，第一固定臂、第二固定臂通过第一螺钉、第一弹垫、第一平垫设置在支架上，第一固定臂、第二固定臂上分别设置有霍尔传感器，顶固螺钉设置在霍尔传感器的探头上，曲轴相位盘和轴承设置在轴上，小带轮通过第三螺钉、第三平垫、第三弹垫、螺母与曲轴相位盘连接，泵上设置有泵轴，凸轮相位盘、联轴器、大带轮设置在泵轴上，联轴器通过第一螺钉、第一弹垫、第一平垫与凸轮相位盘、大带轮连接，小带轮与大带轮通过同步带连接，大带轮与小带轮的齿数比设置为2:1，试验台主轴设置在试验台上，联轴节设置在试验台主轴上，联轴器、联轴节分别与传动卡盘连接，刻度盘、有机刻度尺设置在试验台上，拉块通过螺杆与支架连接，拉紧螺钉设置在拉块上。

所述的支架呈L形，支架的底部设置有矩形座，矩形座端部设置有螺纹孔，拉块通过螺纹孔与支架连接，支架上部设置有螺纹孔，支架顶部设有光孔。

所述的曲轴相位盘的轮盘周边上设置矩形齿；所述凸轮相位盘上设置矩形齿，曲轴相位盘和凸轮相位盘上均布设置有减重孔，曲轴相位盘中心设有圆孔，圆孔直径大于轴承外径，圆孔周边设有三个光孔。

所述的小带轮外圆上设有同步齿，中心为圆孔，在圆孔两端分别设有轴承台阶孔，小带轮两端各装有一个轴承。

所述的轴中部直径大于两端直径，形成两定位台阶，轴一端压入支架对应孔中，孔轴为过盈配合，并以台阶轴向定位，轴另一端为螺纹，在螺纹根部退刀槽一侧有台阶。

所述的联轴器一端对称设有两个凸起的第一传动抓，传动抓与传动卡盘对应槽插接，所述传动抓依附的圆柱上有四个台阶柱面，凸轮相位盘套入圆柱后，第一个台阶起轴向定位，第二个台阶起径向定位，圆柱与凸轮相位盘孔为间隙配合，台阶长度小于凸轮相位盘厚度，大带轮套入第三个台阶，呈间隙配合，第三个台阶长度小于大带轮厚度的1/3，大带轮端面略高于联轴器第四个台阶端面，第四个台阶端面靠近边沿处设有3个均布的螺纹孔，联轴器小头端中心设有锥面，锥面上设有键槽，联轴器通过键槽与泵轴连接，泵轴轴端通过螺母紧固。

所述的联轴节一端对称设有两个凸起的第二传动抓，第二传动抓与传动卡盘对应槽连接，另一端中心设有锥面，锥面上设有键槽，试验台主轴上设置有半圆键，联轴节通过键槽与试验台主轴连接，试验台主轴轴端用螺母紧固。

所述的传动卡盘呈饼状，中间设有圆形通孔，一侧设有对称两个第一卡槽，另一侧也设有形状相类似的两个第二卡槽，第一卡槽与第二卡槽中平面互相垂直，所述的传动卡盘材质为夹布胶木。

所述的第一固定臂、第二固定臂外形为Z字形，第一固定臂、第二固定臂一端端部设有椭圆形长孔，另一端设有圆孔，圆孔直径大于霍尔传感器探头直径，顶端设有螺纹孔。

所述的T形块中部设有螺纹孔，螺纹孔下部设有光孔。

所述的压板为长方形，压板的头部呈斜角，中部为椭圆长槽。

所述的垫块为长方体，其高度与支架的矩形座相等。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：通过本装置可将四冲程柴油机凸轮曲轴信号相位及曲轴转速真实地在泵试验台模拟出来，便于控制***软硬件功能、性能调试。节约了柴油机上调试的部分费用，同时由于泵试验台可控，可避免开发阶段控制***软硬件不成熟而造成的柴油机损坏。本装置结构简单，调整方便，可实现凸轮曲轴相位连续可调，配合试验台刻度盘可实现相位高精确调整。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一种结构示意图；

图3是拉块与支架连接的放大视图；

图4是本发明中轴的结构示意图；

图5是本发明中联轴器的剖切结构示意图；

图6是本发明中联轴节的剖切结构示意图；

图7是本发明中传动卡盘的结构示意图；

图8是本发明中第二固定臂的结构示意图；

图9是本发明中支架的结构示意图；

图10是本发明中T形块的结构示意图；

图11是本发明中压板的结构示意图。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明作进一步说明：

    一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，如图1、2、3所示，它包括支架1、轴2、曲轴相位盘3、同步带4、凸轮相位盘5、传动卡盘6、联轴器7、联轴节8、压板9、T形块10、垫块11、顶固螺钉12、第一固定臂13、第二固定臂14、小带轮15、大带轮16、霍尔传感器17、轴承18、第一螺钉19、第一弹垫20、第一平垫21、第二螺钉22、第二弹垫23、第二平垫24、第三螺钉25、第三平垫26、第三弹垫27、泵28、试验台29、刻度盘30、有机刻度尺31、试验台主轴32、泵轴33、拉块34、拉紧螺钉35、螺杆36、螺母37，试验台29的台面上设置有T形槽，T形块10设置在所述T形槽内，支架1通过压板9、T形块10、垫块11、第二螺钉22、第二弹垫23、第二平垫24与试验台29连接，轴2设置在支架1上，第一固定臂13、第二固定臂14通过第一螺钉19、第一弹垫20、第一平垫21设置在支架1上，第一固定臂13、第二固定臂14上分别设置有霍尔传感器17，顶固螺钉12设置在霍尔传感器17的探头上，曲轴相位盘3和轴承18设置在轴2上，小带轮15通过第三螺钉25、第三平垫26、第三弹垫27、螺母37与曲轴相位盘3连接，泵28上设置有泵轴33，凸轮相位盘5、联轴器7、大带轮16设置在泵轴33上，联轴器7通过第一螺钉19、第一弹垫20、第一平垫21与凸轮相位盘5、大带轮16连接，小带轮15与大带轮16通过同步带4连接，大带轮16与小带轮15的齿数比设置为2:1，试验台主轴32设置在试验台29上，联轴节8设置在试验台主轴32上，联轴器7、联轴节8分别与传动卡盘6连接，刻度盘30、有机刻度尺31设置在试验台29上，拉块34通过螺杆36与支架1连接，拉紧螺钉35设置在拉块34上。

    如图9所示，所述支架1外形为L形，底部有矩形座50，矩形座50端部有螺纹孔51，与拉块相连，用于同步带的张紧。同时矩形座50起支撑和压固作用。支架1上部有两螺纹孔52、53分别用来固定第一固定臂13、第二固定臂14。支架1顶部有光孔54，用于与轴2连接，采用过盈配合。支架1在试验台29上可随意移动，通过压板9、垫块11、T形块10、螺钉22、平垫24、弹垫23固定。试验台29台面上有T形槽，T形块10从T形槽端部顺T形槽方向推到需要位置。

    所述的曲轴相位盘3的轮盘周边上设置矩形齿和特殊齿，用于曲轴相位判别和转速测量；所述凸轮相位盘5上设置矩形齿特殊齿，用于凸轮相位判别和转速测量；曲轴相位盘3和凸轮相位盘5上均布设置有减重孔，用于减小各自的转动惯量。曲轴相位盘3中心设有圆孔，圆孔直径大于轴承18外径，圆孔周边设有三个光孔，用于通过螺钉25、平垫26、弹垫27与小带轮15固定。。

    所述的小带轮15外圆上设有同步齿，中心为圆孔，在圆孔两端分别设有轴承台阶孔，小带轮15两端各装有一个轴承18，台阶孔对轴承18外圈有轴向定位作用。在轴承孔周边设有三个螺纹孔，用于与曲轴相位盘3固定在一起。

    如图4所示，所述的轴2中部直径大于两端直径，形成两定位台阶，轴2一端压入支架1对应孔中，孔轴为过盈配合，并以台阶轴向定位，轴2另一端为螺纹，在螺纹根部退刀槽一侧有台阶，当沿螺纹端与轴承18、小带轮15、弹垫20、平垫21、螺母37装配时，平垫21一侧压在台阶上，同时对轴承内圈起阻挡作用。

    如图5所示，所述的联轴器7一端对称设有两个凸起的第一传动抓39，传动抓39与传动卡盘6对应槽插接，所述传动抓39依附的圆柱上有四个台阶柱面，凸轮相位盘5套入圆柱后，第一个台阶40起轴向定位，第二个台阶起径向定位，圆柱与凸轮相位盘5孔为间隙配合，台阶长度小于凸轮相位盘5厚度，大带轮16套入第三个台阶，呈间隙配合，第三个台阶长度小于大带轮16厚度的1/3，大带轮16端面略高于联轴器7第四个台阶端面，第四个台阶端面靠近边沿处设有3个均布的螺纹孔38，三组第一平垫21、第一弹垫20、第一螺钉19拧入螺纹孔后，平垫一部分压在突出的大带轮16内孔边缘，将凸轮相位盘5、大带轮16和联轴器7固定在一体，稍松三个第一螺钉19，凸轮相位盘5、大带轮16相对联轴器7可以连续转动，根据初始相位要求实现连续调整。联轴器7小头端中心设有锥面，锥面上设有键槽，联轴器7通过键槽与泵轴33连接，泵轴33轴端通过螺母紧固。

    如图6所示，所述的联轴节8一端对称设有两个凸起的第二传动抓41，第二传动抓41与传动卡盘6对应槽连接，用来传递扭矩，另一端中心设有锥面42，锥面上设有键槽43，用于与试验台主轴32相连，试验台主轴安装有半圆键，联轴节8套入试验台主轴32后，试验台主轴32轴端用螺母拧紧。

    如图7所示，所述的传动卡盘6呈饼状，中间设有圆形通孔46，一侧设有对称两个第一卡槽44，另一侧也设有形状相类似的两个第二卡槽45，第一卡槽44与第二卡槽45中平面互相垂直，传动卡盘6与联轴器7或联轴节8配合使用起到传动万向节作用。传动卡盘6材质采用夹布胶木，以降低工作时噪声。

    如图8所示，所述的第一固定臂13、第二固定臂14外形为Z字形，第一固定臂13、第二固定臂14一端端部设有椭圆形长孔47，用于将第一固定臂13、第二固定臂膀14通过第一螺钉19、第一弹垫20、第一平垫21固定在支架1上，另一端设有圆孔48，圆孔48直径大于霍尔传感器探头直径，顶端设有螺纹孔49，霍尔传感器17***圆孔48后，用顶固螺钉12通过螺纹孔49，顶在霍尔传感器17探头上，霍尔传感器17***深度连续可调，以满足霍尔传感器探头端距曲轴相位盘0.2mm～0.8mm的要求。第一固定臂13与第二固定臂14的形状、安装和应用机理完全相同，与凸轮相位盘5配合完成凸轮相位和转速的测量。。

    如图10所示，所述的T形块10中部设有螺纹孔55，螺纹孔55下部设有光孔，以缩短螺纹旋合长度。

    如图11所示，所述的压板9为长方形，压板9的头部58呈斜角，压固占用空间较小，中部为椭圆长槽57，压固时螺钉22可在槽内相对移动，提高调整空间适应性。

    所述的垫块11为长方体，其高度与支架1矩形座50相等或略高些。压板紧固时，它作为支撑点。

    安装步骤如下：

    轴与支架装配：将轴2圆柱端沿支架1矩形座50突出一侧压入支架1孔54中，直到轴台阶紧靠支架侧面。

    曲轴相位盘装配：将两轴承18分别从小带轮15两侧放入轴承孔中，将曲轴相位盘3和小带轮15靠在一起，中部三个孔对准，用第三螺钉25、第三平垫26、第三弹垫27将其固定在一起。之后一起装装在轴2上，依次将第一平垫21、第一弹垫20放入轴端，再用螺母37拧紧。

    固定臂安装：将第一固定臂13弯曲朝内，用第一螺钉19、第一弹垫20、第一平垫21固定在支架1上，同样将第二固定臂14固定在支架1上。

    凸轮相位盘装配：将凸轮相位盘5、大带轮16依次套入联轴器7中，用三组第一平垫21、第一弹垫20、第一螺钉19拧在联轴器7对应螺纹孔中，通过第一平垫21边缘将大带轮16、凸轮相位盘5和联轴器7压在一起。将半圆键放入泵轴33键槽内，再将联轴器7套入泵轴33锥面上，然后将平垫、弹垫、螺母拧在泵轴33轴端，并拧紧。

    联轴节装配：将半圆键放入试验台主轴32键槽内，再将联轴节8套入试验台主轴32锥面上，然后将平垫、弹垫、螺母拧在试验台主轴32轴端，并拧紧。

    传动卡盘装配：将传动卡盘6一侧对称两卡槽45套***联轴节传动抓41中，再将同步带4套在大带轮16上，转动泵28上泵轴33，联轴器7传动抓39对准并***传动卡盘6另一侧对称两卡槽44。调整泵28位置直到泵轴33和试验台主轴32对中后，泵28固定在试验台台面上。

    同步带装配：同步带4一边套在大带轮16，另一边套在小带轮15上，调整支架1位置，使大带轮16和小带轮15中平面重合。用螺杆36将拉块34与支架1连接在一起，拉块34头向下，拉紧螺钉35头朝外拧在拉块34螺纹孔中，调整拉紧螺钉35，将皮带张紧，用压板9、T形块10、垫块11、螺钉22、弹垫23、平垫24，通过支架1矩形座50压在试验台29台面上。

    传感器装配：将霍尔传感器17***第二固定臂14圆孔48，调整霍尔传感器17端面距曲轴相位盘3侧面之间的距离到要求值，再用顶固螺钉12压紧传感器。同样另一个霍尔传感器17在第一固定臂13上安装类似。

    相位调整：稍松开三个第一螺钉19，手动转动试验台主轴32，达到泵28或单体泵泵箱、泵喷嘴箱、分配泵、变量泵等凸轮轴要求的位置基准。通过有机刻度尺31观察刻度盘30，记录对应刻度值。逆向旋转泵28或单体泵泵箱、泵喷嘴箱、分配泵、变量泵等凸轮轴曲轴相位角一半角度，转动曲轴相位盘3，将曲轴相位盘3特殊齿边沿对中霍尔传感器探头中心。稍紧三个第一螺钉19，再次手动转动试验台主轴32，达到泵28或单体泵泵箱、泵喷嘴箱、分配泵、变量泵等凸轮轴要求的位置基准。逆向旋转泵28或单体泵泵箱、泵喷嘴箱、分配泵、变量泵等凸轮轴到凸轮相位要求角度，稍松开三个第一螺钉19，保证同步带不动的情况下，转动凸轮相位盘5，将凸轮相位盘3特殊齿边沿对中霍尔传感器探头中心，拧紧三个引一螺钉19。调整过程中，必要时可配合使用第一固定臂13或第二固定臂14上的第一螺钉19，进行第一固定臂13或第二固定臂14旋转或伸出位置调节。

Claims (10)

1.一种四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，它包括支架（1）、轴（2）、曲轴相位盘（3）、同步带（4）、凸轮相位盘（5）、传动卡盘（6）、联轴器（7）、联轴节（8）、压板（9）、T形块（10）、垫块（11）、顶固螺钉（12）、第一固定臂（13）、第二固定臂（14）、小带轮（15）、大带轮（16）、霍尔传感器（17）、轴承（18）、第一螺钉（19）、第一弹垫（20）、第一平垫（21）、第二螺钉（22）、第二弹垫（23）、第二平垫（24）、第三螺钉（25）、第三平垫（26）、第三弹垫（27）、泵（28）、试验台（29）、刻度盘（30）、有机刻度尺（31）、试验台主轴（32）、泵轴（33）、拉块（34）、拉紧螺钉（35）、螺杆（36）、螺母（37），其特征是试验台（29）的台面上设置有T形槽，T形块（10）设置在所述T形槽内，支架（1）通过压板（9）、T形块（10）、垫块（11）、第二螺钉（22）、第二弹垫（23）、第二平垫（24）与试验台（29）连接，轴(2)设置在支架（1）上，第一固定臂（13）、第二固定臂（14）通过第一螺钉（19）、第一弹垫（20）、第一平垫（21）设置在支架（1）上，第一固定臂（13）、第二固定臂（14）上分别设置有霍尔传感器（17），顶固螺钉（12）设置在霍尔传感器（17）的探头上，曲轴相位盘（3）和轴承（18）设置在轴（2）上，小带轮（15）通过第三螺钉（25）、第三平垫（26）、第三弹垫（27）、螺母（37）与曲轴相位盘（3）连接，泵（28）上设置有泵轴（33），凸轮相位盘（5）、联轴器（7）、大带轮（16）设置在泵轴（33）上，联轴器（7）通过第一螺钉（19）、第一弹垫（20）、第一平垫（21）与凸轮相位盘（5）、大带轮（16）连接，小带轮（15）与大带轮（16）通过同步带（4）连接，大带轮（16）与小带轮（15）的齿数比设置为2:1，试验台主轴（32）设置在试验台（29）上，联轴节（8）设置在试验台主轴（32）上，联轴器（7）、联轴节（8）分别与传动卡盘（6）连接，刻度盘（30）、有机刻度尺（31）设置在试验台（29）上，拉块（34）通过螺杆（36）与支架（1）连接，拉紧螺钉（35）设置在拉块（34）上。

2.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的支架（1）呈L形，支架（1）的底部设置有矩形座（50），矩形座（50）端部设置有螺纹孔（51），拉块（34）通过螺纹孔（51）与支架（1）连接，支架（1）上部设置有螺纹孔（52、53），支架（1）顶部设有光孔（54）。

3.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的曲轴相位盘（3）的轮盘周边上设置矩形齿；所述凸轮相位盘（5）上设置矩形齿，曲轴相位盘（3）和凸轮相位盘（5）上均布设置有减重孔，曲轴相位盘（3）中心设有圆孔，圆孔直径大于轴承（18）外径，圆孔周边设有三个光孔。

4.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的小带轮（15）外圆上设有同步齿，中心为圆孔，在圆孔两端分别设有轴承台阶孔，小带轮（15）两端各装有一个轴承（18）。

5.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的轴（2）中部直径大于两端直径，形成两定位台阶，轴（2）一端压入支架（1）对应孔中，孔轴为过盈配合，并以台阶轴向定位，轴（2）另一端为螺纹，在螺纹根部退刀槽一侧有台阶。

6.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的联轴器（7）一端对称设有两个凸起的第一传动抓（39），传动抓（39）与传动卡盘（6）对应槽插接，所述传动抓（39）依附的圆柱上有四个台阶柱面，凸轮相位盘（5）套入圆柱后，第一个台阶（40）起轴向定位，第二个台阶起径向定位，圆柱与凸轮相位盘（5）孔为间隙配合，台阶长度小于凸轮相位盘（5）厚度，大带轮（16）套入第三个台阶，呈间隙配合，第三个台阶长度小于大带轮（16）厚度的1/3，大带轮（16）端面略高于联轴器（7）第四个台阶端面，第四个台阶端面靠近边沿处设有3个均布的螺纹孔（38），联轴器（7）小头端中心设有锥面，锥面上设有键槽，联轴器（7）通过键槽与泵轴（33）连接，泵轴（33）轴端通过螺母紧固。

7.根据权利要求6所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的联轴节（8）一端对称设有两个凸起的第二传动抓（41），第二传动抓（41）与传动卡盘（6）对应槽连接，另一端中心设有锥面（42），锥面上设有键槽（43），试验台主轴（32）上设置有半圆键，联轴节（8）通过键槽（43）与试验台主轴（32）连接，试验台主轴（32）轴端用螺母紧固。

8.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的传动卡盘（6）呈饼状，中间设有圆形通孔（46），一侧设有对称两个第一卡槽（44），另一侧也设有形状相类似的两个第二卡槽（45），第一卡槽（44）与第二卡槽（45）中平面互相垂直，所述的传动卡盘（6）材质为夹布胶木。

9.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的第一固定臂（13）、第二固定臂（14）外形为Z字形，第一固定臂（13）、第二固定臂（14）一端端部设有椭圆形长孔（47），另一端设有圆孔(48)，圆孔直径大于霍尔传感器探头直径，顶端设有螺纹孔(49)。

10.根据权利要求1所述的四冲程柴油机泵试验台凸轮曲轴信号相位模拟装置，其特征是所述的T形块(10)中部设有螺纹孔(55)，螺纹孔(55)下部设有光孔；所述的压板(9)为长方形，压板（9）的头部(58)呈斜角，中部为椭圆长槽(57)；所述的垫块(11)为长方体，其高度与支架（1）的矩形座（50）相等。