CN113775389A - 船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法，测量工具包括顶升导杆、锥形帽盖、紧固杆和位置传感机构；位置传感机构包括位置传感器和定位支架，位置传感器与定位支架固连，定位支架底部固定在排气阀执行机构的底座上。测量方法如下：先读取多功能控制面板上模拟量通道的初始电流值I，同时算出顶升前后位置传感器的探头与锥形帽盖间间隙的变化量Δd，根据Δd得出位置传感器的输出电流变化值ΔI，转动主机，当电流值由初始电流值I变为I+ΔI时，可得A角，继续转动主机，当电流值重新回到I+ΔI时，可得B角。本发明测量效率高，测量结果准确，可一次完成所有缸的正时测量工作，大大提高了工作效率。

Description

船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法

技术领域

本发明涉及一种柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法，尤其是一种测量效率高，可充分利用现有柴油机电控系统进行测量的柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法，属于柴油机测量工具技术领域。

背景技术

排气凸轮的开启和关闭角度为柴油机性能调整和排放控制的关键参数，在柴油机工厂试验中需要进行频繁的调整和测量。如图1所示，按照柴油机的工艺要求，当排气凸轮10按正车方向旋转至A角和B角时，气阀滚轮导筒连同气阀传动活塞刚好被顶升至h高度位置，此时即为排气阀开启和关闭的临界位置，排气凸轮10正时的测量即为测量排气凸轮10的A、B角，其中对每种机型而言h为定值。现有的排气凸轮正时测量方法还是采用老式的机械测量方式，即人为测量每缸排气凸轮的顶升高度，然后在柴油机飞轮上目测读取曲轴角度刻度从而确定排气凸轮角度，不仅操作繁琐，效率低，而且人为测量和目测读数的累计误差均较大，在柴油机工厂实验中经常因为误差大而需要反复测量校核，无形中增加了工作量。

随着柴油机智能化和集成化程度越来越高，有些进口机型的船用低速柴油机属于从传统的机械式控制往电气化控制的过渡机型，这些船用低速柴油机具备完善的电控系统，曲轴角度信号已被控制系统准确采集，具备完善的人机交互接口，其燃油喷射为电气控制，但排气阀的开闭控制仍使用传统机械式排气凸轮控制，采用传统的人为测量方式测量排气凸轮的顶升高度显然无法满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量准确，测量效率高，可充分利用柴油机现有电控系统测量排气凸轮顶升高度的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具及测量方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，包括垂直设置的顶升导杆、上大下小的锥形帽盖、紧固杆和位置传感机构；所述顶升导杆下端与排气阀执行机构内的气阀传动活塞固连，锥形帽盖旋合固定在顶升导杆上端上，紧固杆水平固定在顶升导杆顶端上；所述位置传感机构设置在锥形帽盖一侧，包括位置传感器和定位支架，位置传感器通过紧固件与定位支架固连，位置传感器的探头轴线与顶升导杆轴线垂直，位置传感器通过信号线与多功能控制面板上的模拟量通道连接，定位支架底部固定在排气阀执行机构的底座上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其中所述的定位支架包括定位盘和对称固设在定位盘两侧的固定腿，位置传感器与定位盘固连，两个固定腿与排气阀执行机构的底座固连；所述固定腿为折弯件，两个固定腿的立边中心线以及两个固定腿的底边中心线均相互垂直。

前述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其中所述的两个固定腿的底边上分别设有腰型孔，腰型孔位置与排气阀执行机构底座上的安装孔位置对应。

前述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其中所述的锥形帽盖的锥面角α为80°～90°。

一种利用船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将各零件安装到位，并将位置传感器通过信号线与多功能控制面板连接，在集控室电脑显示面板上读取多功能控制面板上模拟量通道的初始电流值I；

2）设气阀滚轮导筒处于最低点未顶升时，位置传感器的探头与锥形帽盖间的初始间隙为d1，顶升h后的间隙为d2，则间隙的变化量Δd=d2-d1，根据Δd、h与锥形帽盖的锥面角α之间的三角函数关系计算出Δd值；

3）由于位置传感器的测量范围对应相应范围的输出电流值，二者成线性关系，据此可得Δd对应的位置传感器的输出电流变化值为ΔI；

4）按正车方向缓慢转动主机，排气凸轮随之转动，气阀滚轮导筒连同气阀传动活塞被顶升，气阀传动活塞带动顶升导杆向上顶升，锥形帽盖向上移动产生位移，位置传感器发出电流信号，此时在集控室电脑显示面板上读取多功能控制面板上模拟量通道的电流值，当电流值由初始电流值I变为I+ΔI时，顶升高度为h，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮的正时A角；

5）继续按正车方向旋转主机，气阀传动活塞带动顶升导杆继续向上顶升，当气阀传动活塞到达上止点后，排气凸轮继续转动，气阀传动活塞开始下移，顶升导杆带动锥形帽盖一起下移，观察集控室电脑显示面板上电流值的变化，当电流值重新回到I+ΔI时，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮的正时B角。

本发明充分利用柴油机的现有电控系统，使用位置传感器准确采集排气凸轮的顶升高度，并根据集控室电脑显示面板上电流值的变化情况，通过控制系统读取曲轴角度，从而实现排气凸轮的正时测量。整个测量过程均通过集控室的人机交互界面完成，操作简单，测量效率高，测量结果准确，误差小，多功能控制面板每缸一块，如每缸同时安装本发明，可一次完成所有缸的正时测量工作，大大提高了工作效率，节省了人力物力。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是排气凸轮的正时测量原理结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明锥形帽盖的结构示意图；

图4是本发明定位支架的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明使用状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例以德国进口的ME-B型号的船用低速柴油机上的电控系统为例进行说明，该型号的船用低速柴油机要求顶升高度h=10mm±0.1mm。

如图2和图3所示，本发明包括垂直设置的顶升导杆1、上大下小的锥形帽盖2、紧固杆3和位置传感机构4。顶升导杆1的下端通过螺纹与排气阀执行机构内的气阀传动活塞5固连，锥形帽盖2的锥面角α为80°～90°，本实施例中α为85°，锥形帽盖2旋合固定在顶升导杆1的上端上，紧固杆3水平固定在顶升导杆1的顶端上。位置传感机构4设置在锥形帽盖2右侧，包括位置传感器41和定位支架42，位置传感器41通过紧固件与定位支架42固连，其探头轴线与顶升导杆1的轴线垂直，位置传感器41的探头与锥形帽盖2的初始间隙d1在1.9mm～3.5mm之间。位置传感器41通过信号线与多功能控制面板6上的模拟量通道连接，定位支架42的底部通过紧固件固定在排气阀执行机构的底座7上。

如图4和图5所示，定位支架42包括定位盘421和对称焊接在定位盘421两侧的固定腿422，位置传感器41与定位盘421固连，固定腿422为折弯件，两个固定腿422的立边中心线以及两个固定腿422的底边中心线均相互垂直，可将定位支架42快速准确定位在排气阀执行机构的底座7上，同时还可保证位置传感器41的探头与顶升导杆1的垂直度。两个固定腿422的底边上分别设有腰型孔423，腰型孔423的位置与排气阀执行机构底座7上的安装孔位置对应，两个固定腿422通过紧固件与排气阀执行机构的底座7固连。本实施例的定位支架42适用于350mm、400mm和460mm缸径的机型，通过定位支架42底边上的腰型孔423来保证，如图5所示，D1、D2和D3分别对应350mm、400mm和460mm缸径的安装位置。

如图6所示，一种利用船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具的测量方法，包括以下步骤：

1）将各零件安装到位，并将位置传感器41通过信号线与多功能控制面板7连接，在集控室电脑显示面板8上读取多功能控制面板7上模拟量通道的初始电流值I；

2）设气阀滚轮导筒9处于最低点未顶升时，位置传感器41的探头与锥形帽盖2间的初始间隙为d1，顶升h=10mm后的间隙为d2，则间隙的变化量Δd=d2-d1，如图3所示，在直角三角形中，根据Δd、h与锥形帽盖2的锥面角α=85°之间的三角函数关系计算出Δd值，本实施例中Δd≈0.8749mm；

3）位置传感器41为感应位移传感器，探头的顶端线圈发出高频的电流信号，金属物体的移动带来磁通量的变化会被精确探测，其测量范围为0.5～7.5mm，对应输出的电流值为4～16.25mA。由于位置传感器41的测量范围对应相应范围的输出电流值，二者成线性关系，据此经过计算可得Δd对应的位置传感器41的输出电流变化值为ΔI；

4）按正车方向缓慢转动主机，排气凸轮10随之转动，气阀滚轮导筒9连同气阀传动活塞5被顶升，气阀传动活塞5带动顶升导杆1向上顶升，锥形帽盖2向上移动产生位移，位置传感器41发出电流信号，此时在集控室电脑显示面板8上读取多功能控制面板6上模拟量通道的电流值，当电流值由初始电流值I变为I+ΔI时，顶升高度为h，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮10的正时A角；

5）继续按正车方向旋转主机，气阀传动活塞5带动顶升导杆1继续向上顶升，当气阀传动活塞5到达上止点后，排气凸轮10继续转动，气阀传动活塞5开始下移，顶升导杆1带动锥形帽盖2一起下移，观察集控室电脑显示面板8上电流值的变化，当电流值重新回到I+ΔI时，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮10的正时B角。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其特征在于：包括垂直设置的顶升导杆、上大下小的锥形帽盖、紧固杆和位置传感机构；所述顶升导杆下端与排气阀执行机构内的气阀传动活塞固连，锥形帽盖旋合固定在顶升导杆上端上，紧固杆水平固定在顶升导杆顶端上；所述位置传感机构设置在锥形帽盖一侧，包括位置传感器和定位支架，位置传感器通过紧固件与定位支架固连，位置传感器的探头轴线与顶升导杆轴线垂直，位置传感器通过信号线与多功能控制面板上的模拟量通道连接，定位支架底部固定在排气阀执行机构的底座上。

2.如权利要求1所述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其特征在于：所述定位支架包括定位盘和对称固设在定位盘两侧的固定腿，位置传感器与定位盘固连，两个固定腿与排气阀执行机构的底座固连；所述固定腿为折弯件，两个固定腿的立边中心线以及两个固定腿的底边中心线均相互垂直。

3.如权利要求2所述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其特征在于：所述两个固定腿的底边上分别设有腰型孔，腰型孔位置与排气阀执行机构底座上的安装孔位置对应。

4.如权利要求1所述的船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具，其特征在于：所述锥形帽盖的锥面角α为80°～90°。

5.一种利用船用低速柴油机排气凸轮正时测量工具的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将各零件安装到位，并将位置传感器通过信号线与多功能控制面板连接，在集控室电脑显示面板上读取多功能控制面板上模拟量通道的初始电流值I；

2）设气阀滚轮导筒处于最低点未顶升时，位置传感器的探头与锥形帽盖间的初始间隙为d1，顶升h后的间隙为d2，则间隙的变化量Δd=d2-d1，根据Δd、h与锥形帽盖的锥面角α之间的三角函数关系计算出Δd值；

3）由于位置传感器的测量范围对应相应范围的输出电流值，二者成线性关系，据此可得Δd对应的位置传感器的输出电流变化值为ΔI；

4）按正车方向缓慢转动主机，排气凸轮随之转动，气阀滚轮导筒连同气阀传动活塞被顶升，气阀传动活塞带动顶升导杆向上顶升，锥形帽盖向上移动产生位移，位置传感器发出电流信号，此时在集控室电脑显示面板上读取多功能控制面板上模拟量通道的电流值，当电流值由初始电流值I变为I+ΔI时，顶升高度为h，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮的正时A角；

5）继续按正车方向旋转主机，气阀传动活塞带动顶升导杆继续向上顶升，当气阀传动活塞到达上止点后，排气凸轮继续转动，气阀传动活塞开始下移，顶升导杆带动锥形帽盖一起下移，观察集控室电脑显示面板上电流值的变化，当电流值重新回到I+ΔI时，读取此时的曲轴角度，即可得出排气凸轮的正时B角。

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