一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置，包括支架、角位移传感器、摇臂、中心轴，角位移传感器的轴穿过支架的一端并固定在摇臂的上端，支架的另一端套在中心轴上，中心轴包括直线部分和安装在直线部分左部的两个夹持部分，两个夹持部分均设置有凹陷槽，滚动轴承通过阶梯轴与摇臂的下端相连且滚动轴承安装在两个凹陷槽之间，中心轴右部外面设置安装套，安装套与中心轴之间设置限位螺母，限位螺母与安装套通过螺纹相配合，中心轴的右端部安装顶针，限位螺母内壁设置有凸台，中心轴右部的外部安装弹簧，弹簧的左端部和右端部分别顶在凸台和顶针上。本发明能够降低双燃料发动机改造成本，测量结果可靠，同时大大节省了空间。
【专利说明】一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种发动机，具体地说是双燃料发动机齿条位置测量装置。
【背景技术】
[0002]我国环境形势不容乐观，由柴油机等尾气造成的环境污染情况越来越严重，已经成为大气污染中最突出的问题之一。如2013年的北京严重雾霭天气，已经严重威胁着广大群众的健康。随着人民的环保意识越来越强，控制柴油机有害气体排放刻不容缓。
[0003]与传统燃料相比，天然气是气体燃料，与空气混合更加均匀充分，可以大大减少CO、He、NOx等有害排放物，同时也减少颗粒物的排放。天然气作为替代燃烧，低排放，高经济性优势较为明显，被世界所认可和推广。加上我国天然气资源非常丰富，加上天然气具有高的热效率，价格比较低廉，燃烧有害排放污染物少的突出优点备受好评好，被认为是最有前途的发动机代用燃料之一。
[0004]面对节能和环保两方面的严峻考验，全球各个国家政府的环保部门都开始制定出更为严格的排放法规。我国政府在汽车排放法规上于2010年I月I日开始实施国IV排放，国际海事组织(MO)在2008年通过了要在排放控制区内2016年实行Tier III标准，这些法规都对各类型柴油机的排放提出了更严格的要求。
[0005]而基于柴油机改造的双燃料发动机在减少排放上有着很大的优势，能够大幅减少排放，同时运行成本下降，双燃料发动机有着巨大的发展前景，对双燃料发动机的研制越发迫切。
[0006]基于柴油机改造的双燃料发动机，柴油量喷射控制仍利用机械泵，由于柴油喷射时刻及喷射量的改变，需要对机械泵进行电控改造，以便准确测量齿条位置，进而改善双燃料发动机的性能。
[0007]齿条位置信号采集多采用的是位移传感器，它主要分为接触式和非接触式两种，接触式主要包括导电塑料变阻器和滑线式变阻器；非接触式主要包括差动电感式、差动变压式、电涡流式等，接触式结构及电路简单，但是机械结构不牢靠，易磨损，使用寿命短；非接触式具有灵敏度高、动态响应好等特点，但大部分存在受温度和介质影响大、线性范围窄的缺点。
[0008]中国专利申请号95227743.3的专利文件中，提出了 一种柴油机喷油泵齿杆位置执行器，包括电涡流位移传感器和放大电路，该位置传感器采用带温度补偿的电涡流式，非接触测量，该传感器主要缺点是对被测物体材料敏感性强，如果齿杆表面材质不均匀，或者齿杆内部有裂痕，都会影响测量结果，同时要求齿杆直径必须为传感器线圈直径的三倍以上，在双燃料发动机上应用受到限制。
[0009]目前齿条位置测量装置所用的传感器应用较多的是差动变压器式直线位移传感器，中国专利申请号200710071966.4的专利文件中提出了一种柴油机油泵齿条冗余电磁驱动装置，它包括壳体、安装在壳体中的执行机构、感应元件和定位导向机构，所述的感应元件包括两个直线位移传感器、传感器感应杆和传感器连接杆，该发明采用双直线位移传感器能够保证对齿杆位移信号的可靠采集，缺点相比角位移传感器，应用温度范围为-20?80°C，温度范围较窄，传感器应用成本高。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供运动机构能够实现无间隙的传动、可靠测量双燃料发动机机械泵齿条运动位置的双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置。
[0011]本发明的目的是这样实现的:
[0012]本发明一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置，其特征是:包括支架、角位移传感器、摇臂、中心轴，所述的支架为L型，角位移传感器的轴穿过支架的一端并固定在摇臂的上端，支架的另一端套在中心轴上，中心轴包括直线部分和安装在直线部分左部的两个夹持部分，两个夹持部分均设置有凹陷槽，滚动轴承通过阶梯轴与摇臂的下端相连且滚动轴承安装在两个凹陷槽之间，中心轴右部外面设置安装套，安装套与中心轴之间设置限位螺母，限位螺母的外壁与安装套的内壁通过螺纹相配合，中心轴的右端部安装顶针，限位螺母内壁设置有凸台，中心轴右部的外部安装弹簧，弹簧的左端部和右端部分别顶在凸台和顶针上。
[0013]本发明还可以包括:
[0014]1、中心轴与限位螺母之间安装有直线轴承。
[0015]2、支架套在中心轴的部分位于限位螺母和安装套之间，且可通过限位螺母与安装套的配合使支架与安装套紧密相连。
[0016]本发明的优势在于:本发明可以提出了一种新的测量齿条位置，通过运动结构把齿条直线位移信号转化为摆角信号，利用角位移传感器来传出位移信号。角位移传感器成本相对较低，c
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图a ;
[0018]图2为本发明的结构示意图b ;
[0019]图3为本发明的立体图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0021]结合图1?3，角位移传感器I轴通过尺寸为Φ3πιπι的孔安装在摇臂2上，摇臂2上的矩形槽夹紧距离为1mm，保证角位移传感器I的固定。轴承5选用标准件滚动轴承625，直线轴承8采用型号LBP51015。
[0022]通过阶梯轴3把摇臂2和滚动轴承5连接起来，中心轴6上安装有直线轴承8，通过直线轴承8引导作用，保证中心轴6小摩擦的直线运动。支架4和安装套11通过限位螺母7连接紧固。中心轴6上开有M5的螺纹，其通过M5的螺纹与顶针10连接。安装套11内部尺寸为M18螺纹孔，用来与限位螺母7配合，同时可以调节限位螺母7的位置，限制齿条12的最大位移。弹簧9与顶针10接触，在弹簧9的压迫力作用下，保证顶针10与齿条12始终不发生分离。顶针10与齿条中心孔接触，以保证定位可靠。[0023]当齿条12发生位移时，中心轴6跟随齿条12 —起移动，带动摇臂2的摆动。角位移传感器I通过测量摇臂2的摆动角度，将位置信号变化为电子信号，可以测得中心轴6的移动距离，也就是齿条发生的位移。
[0024]本装置结构紧凑，工作可靠，相比一般测量齿条位置所用的直线位移传感器来说，本发明所用的角位移传感器成本较低，适宜在双燃料发动机机械泵上使用。
[0025]角位移传感器的转轴固定在摇臂上，摇臂上开有矩形槽，方便传感器的夹紧定位。中心轴上安装有弹簧，在弹簧的预紧力作用下，顶针与齿条始终接触。顶针通过螺纹孔安装在中心轴上，齿条发生直线位移时，通过顶针传递给中心轴，中心轴开始运动,直线轴承运动副保证中心轴作直线小摩擦运动。通过调整限位螺母在安装套中的位置，可以限制齿条移动的最大位移，进而能够实现对双燃料发动机最大柴油喷射量的控制。中心轴上设计有环形槽，用于安装滚动轴承，滚动轴承随中心轴运动，并通过摇臂的摆动将直线运动转化为旋转运动。弹簧安装于限位螺母内，能够节省空间。通过角位置传感器测量摇臂的摆动角度，可换算输出齿条的位移。
[0026]本发明还包括齿条上开有中心孔，顶针可插入齿条中心孔，保证中心轴与齿条定位可靠，顶针与中心轴分离，便于弹簧的安装。顶针可以退入限位螺母内，使限位动能可用。
[0027]本发明由传感器，摇臂，阶梯轴，支架，轴承，中心轴，限位螺母，直线轴承，弹簧，顶针，安装套，齿条等零件组成。限位螺母通过螺纹连接安装套，直线轴承安装在限位螺母内部，中心轴与直线轴承配合获得直线运动，中心轴一端与顶针通过螺纹连接，中心轴上安装弹簧，中心轴另一端通过滚动轴承与摇臂连接，传感器通过传感器轴固定在摇臂上。弹簧压迫顶针，使顶针始终可靠接触齿条，在弹簧的作用下，中心轴跟随齿条运动。采用直线轴承运动副可以保证中心轴小摩擦直线运动。中心轴上设计有环形槽，用于安装滚动轴承，滚动轴承随中心轴运动，并通过摇臂的摆动将直线运动转化为旋转运动。传感器的转轴随摇臂摆动而转动，进而测得摇臂的摆动角度信号，换算可得到齿条位移。通过旋转限位螺母，可以调整限位螺母在安装套中的位置来限制齿条最大位移，弹簧安装于限位螺母内，能够节省空间，顶针可退入限位螺母中，保证限位动能可用。利用齿条轴端的中心孔，顶针可插入齿条中心孔，保证定位可靠，顶针与齿条中心孔分离，可用于弹簧的安装。在摇臂上开有矩形槽，用于传感器轴的夹紧。
【权利要求】
1.一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置，其特征是:包括支架、角位移传感器、摇臂、中心轴，所述的支架为L型，角位移传感器的轴穿过支架的一端并固定在摇臂的上端，支架的另一端套在中心轴上，中心轴包括直线部分和安装在直线部分左部的两个夹持部分，两个夹持部分均设置有凹陷槽，滚动轴承通过阶梯轴与摇臂的下端相连且滚动轴承安装在两个凹陷槽之间，中心轴右部外面设置安装套，安装套与中心轴之间设置限位螺母，限位螺母的外壁与安装套的内壁通过螺纹相配合，中心轴的右端部安装顶针，限位螺母内壁设置有凸台，中心轴右部的外部安装弹簧，弹簧的左端部和右端部分别顶在凸台和顶针上。
2.根据权利要求1所述的一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置，其特征是:中心轴与限位螺母之间安装有直线轴承。
3.根据权利要求1或2所述的一种双燃料发动机机械泵齿条位置测量装置，其特征是:支架套在中心轴的部分位于限位螺母和安装套之间，且可通过限位螺母与安装套的配合使支架与安装套紧密相连。
【文档编号】G01B21/00GK103471540SQ201310451130
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】石勇, 李文听 申请人:哈尔滨工程大学