专利名称：一种发动机在线配气相位检测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机检测技术，尤其是一种应用于生产线上对摩托车发动机进行在线配气相位检测设备。
背景技术：
发动机在生产装配过程中都要进行质量检测，尤其是检测发动机进气门和排气门的相位至关重要。目前，对于发动机气门的检测，主要是采用抽检的方法，并且采用手工检测，把发动机搬到实验室内，在汽缸内涂上油脂，转动发动机，活塞在汽缸内滑动在油脂上留下印记，最高位置对应的曲轴转角即为上止点，这种方法很简便，但是准确度不高，人工操作误差较大。也有通过用位移传感器“活塞运动等高线法”测量，都是在实验室内完成，发动机搬运不方便，测试速度慢，不能实现台检，节气门开度和曲轴转角不能同时测量。因此， 现有气门相位检测设备自动化程度不高，且气门相位检测一般是批量调运一批发动机在实验室进行测试，不能实现生产过程在线测试，测试速度慢，影响产品的后续装配等环节；且对发动机进行抽检的形式只能对部分发动机进行检测，不能对所有的发动机进行质量检测，使得出厂的发动机的合格率不能更加有效控制，可能会出现产品质量参差不齐的状况。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有的发动机相位检测技术自动化程度低，测试速度慢，测试效率低的问题，而提供一种发动机在线配气相位检设备，主要用于对发动机进气门和排气门位移进行检测；进一步还对发动机曲轴转角的活塞位移进行检测。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种发动机在线配气相位检测设备，包括测试台架和检测系统，其特征在于，所述测试台架包括机架、平台、夹具定位和压紧装置； 所述平台上设有用于与连续生产线匹配的工位，该工位用于放置安装发动机的夹具；所述检测系统包括活塞位移传感器、气门位移传感器，用于驱动被检发动机工作的电机，用于连接被检发动机转轴和电机输出轴的装夹执行机构，以及控制系统；所述控制系统包括PLC控制器和工业计算机，用于控制电机工作；所述活塞位移传感器采集发动机工作时发动机活塞位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示；所述气门位移传感器由发动机进气门位移传感器和排气门位移传感器构成，采集发动机工作时发动机进气门和排气门位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示；所述活塞位移传感器和气门位移传感器通过活动支架安装于台板上。所述数据采集卡、PLC控制器和工业计算机都安装在机架一旁安装的电控箱内。所述工业计算机设置有数据扩展上传功能的网络接口。本实用新型的工作原理及操作如下参见图2，系统动作由PLC及工业计算机控制。待测发动机送达测试工位。如需测试，操作者调整测试台架上的夹具定位和压紧装置将夹具压紧，使发动机箱体定位固定；然后，人工将活塞位移测量装置安装到缸头上，利用缸盖固定螺孔固定；并用人工将万向联轴器与磁电机的输出轴对接，依靠传动轴的万向调节功能实现三维调整，人工连接传动轴和磁电机(胀紧式联接)；再启动测试电机正向旋转， 活塞上升，与活塞位移传感器接触，到达规定位置，记忆当前角度；再反向旋转，使活塞上升到同样位置，记忆当前角度，与前次角度的中值即为上止点角度。记忆下上止点角度后，以此作为正时的零点。伺服电机按规定转速旋转两周以上，位于气门摇臂处的传感器测量进排气气门位移，该位移与曲轴转角对应，计算机描出对应曲线，同时标出正时零点位置。最后通过工业计算机的软件分析，即可得出进气正时相位、排气正时相位、进排气重叠宽度、 重叠相位。检测人员将检测结果与标准对比，即可判定合格与否。测试完毕，按退出按钮，气动压紧装置松开，升降台上升，产品移出。本实用新型的积极效果是1.本实用新型的检测装置安装在生产线上，设备自动化程度高，使发动机气门配气检测由抽检变为台检，实现发动机在线检测，测试速度快，能够有效控制出厂发动机的合格率，使得出厂产品质量良好，性能稳定。2.发动机从生产过程到下线都完全在一条生产线上实现，提高生产效率。3.通过工业计算机设的数据扩展上传功能的网络接口能够与通讯装置连接，能够将检测数据及检测结果远程数据传输。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的测量原理方框图；图3是本实用新型活塞位移传感器测量原理图；图4是气缸缸头的气门位移传感器安装示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种发动机在线配气相位检测设备，包括测试台架和检测系统，所述测试台架包括机架1、平台、夹具定位和压紧装置；所述平台上设有用于与连续生产线匹配的工位，该工位用于放置安装发动机的夹具；所述检测系统包括活塞位移传感器、气门位移传感器、用于驱动被检发动机工作的电机7、用于连接被检发动机转轴和电机7输出轴的装夹执行机构，以及控制系统；所述控制系统包括PLC控制器和工业计算机，用于控制电机7工作；所述活塞位移传感器采集发动机工作时发动机活塞位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示；所述气门位移传感器由发动机进气门位移传感器和排气门位移传感器构成，采集发动机工作时发动机进气门和排气门位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示；所述活塞位移传感器和气门位移传感器通过活动支架14安装于台板2上。其测量的工作原理，如图3所示，活塞位移传感器12安装在弹簧11 一端，该弹簧 11另一端安装在缸头10上，旋转活动支架14，将两气门位移传感器分别抵在进气门、排气门的触杆安装的固定套15的末端，将两气门位移传感器、活塞位移传感器接线都与电控箱8中内安装的数据采集卡连接好，通过操作台6控制电机7驱动发动机正转，活塞13上升， 与气缸内的活塞位移传感器12接触，到达上止点位置，记忆下当前的发动机曲轴的角度； 再控制电机7反向旋转，使活塞13上升到同样的位置，记忆下当前的角度，两次角度的中值即为上止点角度，以此作为正时的零点。然后PLC控制器控制电机7连续工作一段时间，气门位移传感器采集发动机工作时进气门和排气门位移的数据，并通过数据采集卡传输至工业计算机；活塞位移传感器采集发动机工作时曲轴转角数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机，工业计算机采集计算发动机活塞距离上止点等高处的两点位置，通过计算机计算出两等高点中间的位置即为上止点，同时采集计算活塞上止点时刻进气门位移和排气门位移，通过工业计算机计算出上止点位置与进、排气门打开时刻的关系，参照先前设好的标准范围，自动对发动机进行合格判断。工业计算机设置有通讯接口，能够与通讯设备连接，将测量及其计算得到的数据无线传输，方便技术人员实时接收检测结果得到的数据，即时改进生产工艺及其参数，利于产品质量的快速改进。如果测试完毕，控制操作台6 退出，连接被检发动机转轴和电机7输出轴的装夹执行机构松开完成测试。本实用新型的仪器安装在生产线上，设备自动化程度高，使发动机配气检测由抽检变为台检，实现发动机配气在线检测，测试速度快显著提高生产效率，能够有效控制出厂发动机的合格率，使得出厂产品质量良好，性能稳定。由于发动机在主线上磁电机靠内侧，移出后设备无法与磁电机对接。因此，在线体与本设备之间，需要人工进行转向后推入测试台进行测试。另外测试时，能够根据需要测试的发动机的型号，调节活动支架14，以及调节/更换电机7，以适应不同型号的发动机的检测需要的驱动力的大小。本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
权利要求1.一种发动机在线配气相位检测设备，包括测试台架和检测系统，其特征在于，所述测试台架包括机架、平台、夹具定位和压紧装置；所述平台上设有用于与连续生产线匹配的工位，该工位用于放置安装发动机的夹具；所述检测系统包括活塞位移传感器、气门位移传感器、用于驱动被检发动机工作的电机、用于连接被检发动机转轴和电机输出轴的装夹执行机构，以及控制系统；所述控制系统包括PLC控制器，用于控制电机工作及装夹动作；所述活塞位移传感器采集发动机工作时发动机活塞位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行运算处理，获得进排气相位数据；所述气门位移传感器由发动机进气门位移传感器和排气门位移传感器构成，采集发动机工作时发动机进气门和排气门位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行运算处理，获得进排气相位数据；所述活塞位移传感器和气门位移传感器通过活动支架安装于台板上。
2.根据权利要求1所述发动机在线配气相位检测设备，其特征在于，所述数据采集卡、 PLC控制器和工业计算机都安装在机架一旁安装的电控箱内。
3.根据权利要求1所述发动机在线配气相位检测设备，其特征在于，所述电机为伺服电机，伺服电机的输出轴通过万向轴连器由装夹执行机构与被检发动机转轴连接。
4.根据权利要求1或2所述发动机在线配气相位检测设备，其特征在于，所述工业计算机设置有数据扩展上传功能的网络接口。
专利摘要一种发动机在线配气相位检测设备,包括测试台架和检测系统，所述检测系统包括活塞位移传感器、气门位移传感器、用于驱动被检发动机工作的电机、用于连接被检发动机转轴和电机输出轴的装夹执行机构，以及控制系统；所述控制系统用于控制电机工作；所述活塞位移传感器采集发动机工作时发动机活塞位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示；所述气门位移传感器由发动机进气门位移传感器和排气门位移传感器构成，采集发动机工作时发动机进气门和排气门位移的数据，并通过数据采集卡传输至检测系统的工业计算机进行处理和显示。本实用新型使发动机配气相位检测由抽检变为台检，实现发动机在线检测，测试速度快，提高了出厂发动机的合格率和生产效率。
文档编号G01M15/06GK202057494SQ20112003575
公开日2011年11月30日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者何平, 李春, 王盛学 申请人:重庆和平自动化工程有限公司