专利名称：一种发动机冷却斜孔检测工具及基于该工具的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机检测工具及相关检测方法，更具体的说，它涉及一种发动机冷却斜孔检测工具，以及使用该工具对发动机冷却斜孔进行的检测方法。
背景技术：
为增加缸内直喷发动机冷却效果，现在有些汽车发动机生产单位采用双冷却斜孔方式来实施缸体水套缸间的冷却，即在发动机缸体上设置两个底部相交的小直径斜孔，内通冷却液，两个斜孔通常直径相同，但分别有各自的深度及倾角要求。由于斜孔的直径、深度及角度这三项参数对斜孔冷却的效果有直接影响，因此在进行斜孔加工时需要进行严格检测以同时控制斜孔的直径、深度及角度，目前通常采用三坐标+通止规+剖切的检测方式，该检测方式测量需要使用多种检测设备及工具，且需要对样件进行剖切破坏，不仅检测成本高而且效率低下。公开号为CN201517915U的发明于2010年6月30日公开了一种发动机气缸体顶面斜水孔检测工具，设有一 T型检具体，所述T型检具体是由横杆和垂直于所述横杆的竖杆所构成，所述T型检具体的竖杆上，接近横杆位置设有一垂直于所述竖杆和横杆的圆柱形插销，远离横杆位置设有一与所述插销平行的圆柱形测销，所述插销的端面与所述插销的轴线垂直，所述测销的端面为一斜平面，并且所述插销的端面中心与所述测销的端面中心之间的连线垂直于所述测销的端面。该实用新型简单小巧、易操作，但只能对一种倾角、一种深度的斜水孔进行检测，且不具可调节功能，因此对于采用双冷却斜孔冷却方式的发动机，无法进行全面的斜孔检测。

发明内容
为了克服现有采用双冷却斜孔冷却方式的发动机缸体上的斜孔检测需要多种检测设备和检测工具，检测成本高而且效率低下缺陷，本发明提供了一种功能集成度高、用法简单、方便高效的发动机冷却斜孔检测工具，以及基于该检测工具，检测斜孔加工是否合格的检测方法。本发明的技术方案是:一种发动机冷却斜孔检测工具，包括测量棒和角度块，测量棒与角度块间为可拆卸式活动连接，测量棒包括斜孔通端检测段和斜孔止端检测段，斜孔通端检测段和斜孔止端检测段的直径分别与发动机冷却斜孔孔径的加工上限制和加工下限值相等，角度块上设有第一斜面和第二斜面，测量棒与角度块连接后第一斜面及第二斜面与测量棒的夹角分别与发动机的两个冷却斜孔在缸体上的倾角相等。在制作本工具时，斜孔通端检测段的长度制成与斜孔长度接近，可作测量斜孔深度之用。测量棒与角度块间可拆卸且相对位置可调，因此测量棒可以整体进退以适应不同深度的斜孔。用斜孔通端检测段和斜孔止端检测段又分别可以检测斜孔直径的上、下限，因此本工具又具有通止规的功能，斜孔可容斜孔通端检测段插入，同时又不容斜孔止端检测段插入，说明斜孔孔径加工合格，出现其它情况则说明斜孔孔径加工不合格。测量棒跟角度块连接后与第一斜面和第二斜面形成固定夹角，将测量棒插入斜孔，用对应的斜面贴在发动机缸体平面上，通过测量棒与角度块的配合，又可检测出斜孔的倾角是否合格，如果测量棒能顺利地插入斜孔，同时斜面又能与发动机缸体平面贴合，说明该斜孔加工合格；反之，测量棒和斜面二者中仅能确保一个能实现与发动机缸体的配合，或者二者同时均不能与发动机缸体配合，则说明斜孔倾角加工不合格。本工具集成了多种检测功能，仅用本工具就能完成对发动机冷却斜孔的主要参数的检测，无需使用其它复杂检测设备，更无需破坏样件，因此使用十分方便，且检测效率很高。作为优选，斜孔通端检测段和斜孔止端检测段之间设有直径膨大的凸起段，凸起段与斜孔通端检测段和斜孔止端检测段分别固连，角度块上设有互相平行的首端面和尾端面，测量棒与角度块连接后，首端面和尾端面分别邻近斜孔通端检测段和斜孔止端检测段，角度块上还设有贯通首端面和尾端面的测量棒穿连孔，测量棒穿连孔在尾端面上的孔口处设有内径扩大的螺纹孔，凸起段靠斜孔通端检测段的一端设有与所述螺纹孔适配的螺纹，测量棒与角度块连接时斜孔通端检测段贯穿测量棒穿连孔，凸起段与角度块螺纹连接。通过斜孔通端检测与测量棒穿连孔的滑动配合，以及凸起段端部螺纹与螺纹孔的螺纹连接，测量棒与角度块连接为一体，使测量棒与角度块上的斜面构成固定的位置关系，同时又使得测量棒与角度块间可作一定程度的调节，凸起段的直径较测量棒其它部位的直径大，便于手指捏住并用力旋转测量棒以使测量棒轴向进退，改变斜孔通端检测段的伸出长度，用以测量不同斜孔的深度。作为优选，角度块设有六个侧面，角度块上与尾端面相邻的两个面也互相平行，与角度块厚度方向垂直的角度块剖面呈六边形。角度块必须有两个作为工作面的斜面，另外需要与测量棒有一定的连接纵深以确保测量棒与角度块有足够的连接稳定性以保证测量的准确性，除此以外还应考虑制作便利性以及收存便利性，综合这几点，将角度块制成所述的形状较为合适，即确保了角度块的功能性，又不至于使角度块结构、形状过于复杂，体积过大。作为优选，凸起段上设有周向均布的微调刻度线，以及轴向均布且平行的的粗调刻度环线，角度块中央设有微调读数基准线。设置这些刻度线及读数基准线便于直观快速地得出斜孔的测量深度值。通过设置微调刻度线可将测量棒的旋转角度与轴向移动距离做转换对应，通过粗调刻度环线可以读出测量棒整体轴向平移的距离，粗调刻度和微调刻度读数的加和即是测量棒平移及旋转反映到轴向上的最终移动距离。一种基于上述发动机冷却斜孔检测工具的检测方法，其特征是包括以下步骤:
A.将测量棒及角度块组装连接成一整体；
B.将被测发动机缸体水平放置，测量棒的斜孔通端检测段轻轻伸入发动机缸体的任一斜孔内，同时将角度块上与该斜孔对应的斜面转向发动机缸体，在测量棒伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒触底后观察该斜面是否与发动机缸体平面贴合，同时测量斜孔的深度；
C.将测量棒伸入发动机缸体的另一斜孔内，同时翻转角度块使另一斜面贴向发动机缸体，在测量棒伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒触底后观察该斜面是与缸体平面贴合，同时测量斜孔的深度；
D.倒转测量棒，将斜孔止端检测段分别插入各斜孔检测斜孔孔径上限；
E.检测完毕后，拆解本发动机冷却斜孔检测工具并收存。本工具的结构根据采用双冷却斜孔冷却方式的发动机缸体结构特点而设置，因而具有很强的专业针对性，通过上述步骤，仅用本工具就可以完成斜孔孔径、斜孔倾角、斜孔深度，甚至斜孔内壁粗糙度的检测，与现行的三坐标+通止规+剖切的检测方式相比，优点明显。作为优选，步骤B及步骤C中，测量斜孔深度的方法为:调节凸起段与角度块的旋合长度，使得角度块的斜面与发动机缸体平面保持抵紧的同时测量棒触底，观察此时凸起段上哪条粗调刻度线与尾端面上的螺纹孔的边缘对齐，以及哪条微调刻度线与角度块中央的微调读数基准线刻度对齐，读出刻度数值。本工具上标有刻度，可以直接读数，直观、方便且准确。作为优选，步骤B及步骤C中，检测斜孔内壁粗糙度的方法为:观察本冷却斜孔检测工具是否可沿斜孔自由滑下直至触底。此为一种较粗略的方法，由于现采用双冷却斜孔冷却方式的发动机缸体上的斜孔倾角一般在35°至40°，且测量棒加上角度块具有一定重量，如果斜孔内壁光滑度合格，本工具在自重作用下是足以克服斜孔内壁摩擦力从而可以自由滑下的。本发明的有益效果是:
工具的功能集成度高。本工具将多项功能集于一身，能够检测两冷却斜孔的直径、深度、角度及粗糙度，用单件工具即可完成多项参数的检测，无论是检测过程还是器材准备及保存方面都可得到简化。检测效率高。使用本发动机冷却斜孔检测工具及相应的检测方法，操作简单方便，检测周期缩短95%以上。检测成本低。使用本发动机冷却斜孔检测工具及相应的检测方法，使用检测设备及检测工具少，且无需破坏样件，因此检测成本更低。


图1为本发明中发动机冷却斜孔检测工具的一种结构示意 图2为本发明中发动机冷却斜孔检测工具的一种部件结构示意 图3为本发明的一种使用状态示意图。图中，1-测量棒，2-角度块，3-斜孔通端检测段，4-斜孔止端检测段，5-第一斜面，6-第二斜面，7-凸起段，8-首端面，9-尾端面，10-测量棒穿连孔，11-螺纹孔，12-发动机缸体。
具体实施例方式下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。实施例:
如图1、图2及图3所示，一种发动机冷却斜孔检测工具，专用于一种采用双冷却斜孔冷却方式的发动机缸体的斜孔检测。在此种发动机缸体12上，设有两条底部互通的冷却斜孔用作冷却液的流动通道，设计要求斜孔的直径介于2.9mm与3.0mm之间，两斜孔的倾角分别为36°和38°，36°斜孔的深度为36mm至37mm，38°斜孔的深度为37mm至38mm。本发动机冷却斜孔检测工具包括测量棒I和角度块2，测量棒I与角度块2间为可拆卸式活动连接，在本实施例中具体为滑动套接加螺纹连接的复合连接方式。测量棒I包括斜孔通端检测段3和斜孔止端检测段4，斜孔通端检测段3和斜孔止端检测段4的直径分别为2.9mm和3.0mm。角度块2共有八个面，其中有六个侧面为平面，平面中包括第一斜面5、第二斜面
6、互相平行的首端面8和尾端面9，与尾端面9相邻的两个平面也互相平行且与尾端面9垂直，第一斜面5及第二斜面6则分别与首端面8的两端相连，同时，第一斜面5及第二斜面6又分别与尾端面9的两个相邻平面连接，其余两个面相对且均为曲面，与角度块2厚度方向垂直的角度块剖面呈六边形。测量棒I与角度块2连接后第一斜面5及第二斜面6与测量棒I的夹角分别为36°和38°。斜孔通端检测段3和斜孔止端检测段4之间设有直径膨大的凸起段7，凸起段7与斜孔通端检测段3和斜孔止端检测段4 一体成型。测量棒I与角度块2连接后，首端面8和尾端面9分别邻近斜孔通端检测段3和斜孔止端检测段4，角度块2上还设有贯通首端面8和尾端面9、与斜孔通端检测段3适配的测量棒穿连孔10，测量棒穿连孔10在尾端面9上的孔口处设有内径扩大的螺纹孔11，凸起段7靠斜孔通端检测段的一端设有与螺纹孔11适配的螺纹，螺纹的牙距为1_，测量棒I与角度块2连接时斜孔通端检测段3贯穿测量棒穿连孔10，凸起段7则与角度块2螺纹连接。凸起段7上设有周向均布的微调刻度线，将凸起段7的周长分为50个等分格，每旋过一格测量棒I则轴向移动0.05 mm。凸起段7上还设有轴向均布且平行的的粗调刻度环线，粗调刻度环线是环绕在凸起段7上的一系列环线，相邻环线间隔为0.5mm，每道环线上，每隔90°就标有该环线所代表的刻度值，这样无论凸起段7旋到什么位置，都仍然有视角能看到刻度值，首、末道环线的刻度值分别为35mm和40mm。角度块2中央设有一条与测量棒轴向平行的微调读数基准线，用作微调刻度线的对照基准。一种基于上述发动机冷却斜孔检测工具的检测方法，包括以下步骤:
A.将测量棒I及角度块2组装连接成一整体；
B.将被测发动机缸体水平放置，测量棒I的斜孔通端检测段3轻轻伸入发动机缸体的36°斜孔内，同时将角度块2上的第一斜面5转向发动机缸体，在测量棒I伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒I触底后观察该斜面是否与发动机缸体平面贴合，如果贴合，说明斜孔倾角符合36°的加工要求；如果不能贴合则说明斜孔倾角不是36°，不合乎要求。检测斜孔的倾角时可以同时测量斜孔的深度；
C.将测量棒I伸入发动机缸体的38°斜孔内，同时翻转角度块2使第二斜面6贴向发动机缸体，在测量棒I伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒I触底后观察该斜面是与缸体平面贴合，如果贴合，说明斜孔倾角符合38°的加工要求；如果不能贴合则说明斜孔倾角不是38°，不合乎要求。检测斜孔的倾角时可以同时测量斜孔的深度；
D.倒转测量棒1，将斜孔止端检测段4分别插入各斜孔检测斜孔孔径上限；
E.检测完毕后，拆解本发动机冷却斜孔检测工具并收存。如果斜孔通端检测段3能顺利插入斜孔，同时斜孔止端检测段4插不进，说明斜孔孔径加工合格；如果斜孔通端检测段3都无法插入，说明斜孔孔径太小；如果斜孔止端检测段4能插入斜孔，则说明斜孔孔径太大。在步骤B及步骤C中，测量斜孔深度的方法为:调节凸起段7与角度块2的旋合长度，使得角度块2的斜面与发动机缸体平面保持抵紧的同时测量棒I触底，观察此时凸起段7上哪条粗调刻度线与尾端面9上的螺纹孔的边缘对齐，以及哪条微调刻度线与角度块2中央的微调读数基准线刻度对齐，粗调刻度线的读数与微调刻度线的读数相加即可得出斜孔深度值，进而可与各斜孔的设计深度值作比较以判定斜孔深度是否符合要求。在步骤B及步骤C中，检测斜孔内壁粗糙度的方法为:将本冷却斜孔检测工具伸入斜孔，用玻璃棒或光滑的金属棒等光滑物体挑起斜孔止端检测段4，使测量棒I与斜孔保持方向一致，但不对测量棒I轴向施加任何力，观察本冷却斜孔检测工具是否可在自重作用下沿斜孔自由滑下直至触底，如果可以，说明斜孔内壁光洁，毛刺少，粗糙度符合要求；反之则说明斜孔内壁阻力大，较粗糙。使用本冷却斜孔检测工具及本检测方法可以在发动机生产过程或产品验收时进行质量检测，便于实施有效的质量控制。
权利要求
1.一种发动机冷却斜孔检测工具，其特征是包括测量棒(I)和角度块(2)，测量棒(I)与角度块(2 )间为可拆卸式活动连接，测量棒(I)包括斜孔通端检测段(3 )和斜孔止端检测段(4)，斜孔通端检测段(3)和斜孔止端检测段(4)的直径分别与发动机冷却斜孔孔径的加工上限制和加工下限值相等，角度块(2)上设有第一斜面(5)和第二斜面(6)，测量棒(I)与角度块(2)连接后第一斜面(5)及第二斜面(6)与测量棒(I)的夹角分别与发动机的两个冷却斜孔在缸体上的倾角相等。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却斜孔检测工具，其特征是斜孔通端检测段(3)和斜孔止端检测段(4)之间设有直径膨大的凸起段(7)，凸起段(7)与斜孔通端检测段(3)和斜孔止端检测段(4)分别固连，角度块(2)上设有互相平行的首端面(8)和尾端面(9)，测量棒(I)与角度块(2 )连接后，首端面(8 )和尾端面(9 )分别邻近斜孔通端检测段(3 )和斜孔止端检测段(4)，角度块(2)上还设有贯通首端面(8)和尾端面(9)的测量棒穿连孔(10)，测量棒穿连孔(10)在尾端面(9)上的孔口处设有内径扩大的螺纹孔，凸起段(7)靠斜孔通端检测段的一端设有与所述螺纹孔适配的螺纹，测量棒(I)与角度块(2)连接时斜孔通端检测段(3)贯穿测量棒穿连孔(10)，凸起段(7)与角度块(2)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却斜孔检测工具，其特征是角度块(2)设有六个侧面，角度块(2)上与尾端面(9)相邻的两个面也互相平行，与角度块(2)厚度方向垂直的角度块剖面呈六边形。
4.根据权利要求2或3所述的发动机冷却斜孔检测工具，其特征是凸起段(7)上设有周向均布的微调刻度线，以及轴向均布且平行的的粗调刻度环线，角度块(2)中央设有微调读数基准线。
5.一种基于上述发动机冷却斜孔检测工具的检测方法，其特征是包括以下步骤: A.将测量棒(I)及角度块(2)组装连接成一整体； B.将被测发动机缸体水平放置，测量棒(I)的斜孔通端检测段(3)轻轻伸入发动机缸体的任一斜孔内，同时将角度块(2)上与该斜孔对应的斜面转向发动机缸体，在测量棒(I)伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒(I)触底后观察该斜面是否与发动机缸体平面贴合，同时测量斜孔的深度； C.将测量棒(I)伸入发动机缸体的另一斜孔内，同时翻转角度块(2)使另一斜面贴向发动机缸体，在测量棒(I)伸入斜孔的过程中检测斜孔孔径下限并检测斜孔内壁粗糙度，测量棒(I)触底后观察该斜面是与缸体平面贴合，同时测量斜孔的深度； D.倒转测量棒(1)，将斜孔止端检测段(4)分别插入各斜孔检测斜孔孔径上限； E.检测完毕后，拆解本发动机冷却斜孔检测工具并收存。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征是步骤B及步骤C中，测量斜孔深度的方法为:调节凸起段(7)与角度块(2)的旋合长度，使得角度块(2)的斜面与发动机缸体平面保持抵紧的同时测量棒(I)触底，观察此时凸起段(7)上哪条粗调刻度线与尾端面(9)上的螺纹孔的边缘对齐，以及哪条微调刻度线与角度块(2)中央的微调读数基准线刻度对齐，读出刻度数值。
7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征是在步骤B及步骤C中，检测斜孔内壁粗糙度的方法为:观察本发动机冷却斜孔检测工具是否可沿斜孔自由滑下直至触底。
全文摘要
本发明提供了一种发动机冷却斜孔检测工具，包括测量棒和角度块，测量棒与角度块间为可拆卸式活动连接，测量棒包括斜孔通端检测段和斜孔止端检测段，斜孔通端检测段和斜孔止端检测段的直径分别与发动机冷却斜孔孔径的加工上限制和加工下限值相等，角度块上设有第一斜面和第二斜面，测量棒与角度块连接后第一斜面及第二斜面与测量棒的夹角分别与发动机的两个冷却斜孔在缸体上的倾角相等。本发明同时还提供了基于此种发动机冷却斜孔检测工具的检测方法。本发明工具功能集成度高，检测效率高，检测成本低。
文档编号G01B5/18GK103115546SQ20121039832
公开日2013年5月22日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者徐斌, 王宋军, 李慧军, 由毅, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司