一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置的制作方法

本实用新型属于柴油机制造技术领域，具体涉及一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置。

背景技术：

启动性能是衡量柴油发动机性能优劣的重要指标；无论采用启动电机或其他启动方法，必须首先克服源于发动机内部的阻力矩；因此，只有准确得到柴油发动机的启动阻力矩，才能更好地匹配启动设备；启动阻力矩主要来源于柴油发动机内部的摩擦阻力，摩擦阻力主要受到活塞环间润滑油粘度、活塞环与气缸套之间摩擦力、活塞裙部与气缸套之间摩擦力、配气系统摩擦、冷却水泵和润滑油泵的摩擦、轴承摩擦等因素的影响；启动阻力矩的影响因素复杂，无法通过计算方法准确获得，目前，行业内主要采用以下三种方法测量启动阻力矩：

1、采用具有拖动功能的电力测功器。

2、基于启动电机采集数据，建立启动阻力矩数学模型进行计算。

3、由变频电机、变速齿轮、扭矩转速仪和数据采集系统等设备和仪器组成的启动阻力测试系统。

对于大功率柴油发动机来说，很难找到功率足够大的电力测功器。而基于启动电机采集数据，建立启动阻力矩数学模型是一种模拟方法，目前已知的一些专利，如申请号为201010049575.4的专利《发动机启动阻力矩测试方法》就采用该方法，但这种近似计算的方法很难真实反映发动机的阻力矩状态，而且该方法基于启动电机采集数据，如果对于新研发中的发动机，还没有完成启动电机选型时，则该测试方法是行不通的。

因此，采用由变频电机、变速齿轮、扭矩转速仪和数据采集系统等设备和仪器组成的启动阻力测试系统是比较理想的选择，目前还没有基于该测试方法的柴油发动机阻力矩测试方面的相关专利。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置。

本实用新型为完成上述实用新型目的采用如下技术方案：

一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置，启动阻力矩测量装置具有与柴油机的飞轮齿圈啮合相结合的驱动齿轮；所述驱动齿轮的一侧连接有与其同轴设置的齿轮传动轴；所述的齿轮传动轴为阶梯轴，且阶梯轴的直径大段轴与所述的驱动齿轮固联，直径小段轴通过联轴节ⅰ与扭矩转速测量仪连接；所述的联轴节ⅰ与扭矩转速测量仪之间、联轴节ⅰ与所述的齿轮传动轴之间分别通过弹性联接片ⅰ弹性连接为一体；所述齿轮传动轴的直径大段轴上套置有轴承壳体组件；所述的轴承壳体组件具有轴承壳体，所述的轴承壳体为底面为平面的空心圆柱体；所述轴承壳体的中心通孔具有位于中部的通孔ⅰ、位于通孔ⅰ两端且直径大于通孔ⅰ直径的通孔ⅱ以及位于两个通孔ⅱ外侧并与所对应的通孔ⅱ连通的通孔ⅲ；所述通孔ⅲ的直径大于通孔ⅱ的直径；轴承壳体所述通孔ⅰ内设置有与其过盈配合的轴承衬套；所述的轴承衬套为对称设置在通孔ⅰ两端的两个；所述轴承衬套的内圈与所述的齿轮传动轴间隙配合；所述的通孔ⅲ内安装有外圈与通孔ⅲ内壁面过盈配合的轴密封圈，轴密封圈的内孔与齿轮传动轴过盈配合；所述扭矩转速测量仪通过联轴节ⅱ连接在驱动电机的输出轴ⅰ上；所述的联轴节ⅱ与扭矩转速测量仪之间、联轴节ⅱ与所述的输出轴ⅰ之间分别通过弹性联接片ⅱ弹性连接为一体；所述的轴承壳体支撑在轴承壳体支架上；所述驱动电机的安装在驱动电机支架上；所述的轴承壳体与所述的驱动电机同轴设置；驱动电机通过联轴节ⅰ和联轴节ⅱ带动扭矩转速测量仪、齿轮传动轴及驱动齿轮旋转，驱动齿轮以一定的传动比拖动飞轮齿圈，带动柴油机运转，直至柴油机达到发火转速，实现柴油机启动；从柴油机开始运转到实现启动的过程中，扭矩转速测量仪感知自身传递的扭矩与转速信号，并由控制器及信号采集器，同时考虑驱动齿轮与飞轮齿圈的速比关系、从扭矩转速测量仪到飞轮齿圈中间装置的摩擦损耗，真实输出柴油机转速与启动阻力矩的关系曲线，完成柴油发动机启动阻力矩测量。

所述驱动齿轮与齿轮传动轴的连接端面上具有与齿轮传动轴间隙配合的沉孔；所述驱动齿轮的端面上具有沿齿轮轴线均布的多个通孔；所述齿轮传动轴上具有与驱动齿轮上的通孔一一对应的螺纹孔；一端位于驱动齿轮所述沉孔内的齿轮传动轴通过内六角螺钉与驱动齿轮连接为一体；

轴承壳体上部分布由多个径向阶梯孔，所述径向阶梯孔的上部是螺纹孔，下部是光孔；其中位于两端的两个所述的径向阶梯孔与所述的通孔ⅱ相连通；其余所述径向阶梯孔均与所述的通孔ⅰ相连通；设置径向阶梯孔目的是用软管的一端通过螺纹管接拧入径向阶梯孔，另一端通入供油装置，引入润滑油润滑轴承衬套。

所述扭矩转速测量仪用于测量轴系的转速及传递扭矩，所述扭矩转速测量仪具有输出轴ⅱ和输出轴ⅲ；所述的输出轴ⅱ、输出轴ⅲ对应布置在扭矩转速测量仪的左右两侧；所述的扭矩转速测量仪通过输出轴ⅱ与联轴节ⅱ连接；所述的扭矩转速测量仪通过输出轴ⅲ连接所述的联轴节ⅰ。

本实用新型提出的一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置，驱动齿轮以一定的速比驱动飞轮齿圈运转，所需扭矩相比电力测功器大幅减小，驱动电机及驱动装置的可靠性更容易保障；驱动电机在工作过程中，传递扭矩不断发生变化，同时齿轮传动轴与驱动电机输出轴之间也存在同轴度误差，这些因素都会导致测量装置产生周期性变化的扭转变形，这会降低测量装置的可靠性；本实用新型提出的一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置中，在扭矩转速测量仪和驱动电机之间的联轴节ⅱ、扭矩转速测量仪与驱动齿轮之间的联轴节ⅰ上分别安装了若干片弹性联接片；弹性连接片可吸收扭转变形，有效提高了测量装置的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中驱动齿轮及轴承壳体装配示意图；

图3为本实用新型中联轴节ⅰ的结构示意图；

图4为本实用新型中联轴节ⅱ的结构示意图；

图5为本实用新型中联轴节ⅰ和ⅱ紧固示意图；

图6为本实用新型中驱动电机支架的结构示意图。

图中：1、飞轮齿圈；2、驱动齿轮；3、轴承壳体支架；4、驱动电机支架；5、驱动电机；6、轴承壳体；7、轴承衬套；8、轴密封圈；9、输出轴ⅰ；10、联轴节ⅱ；11、弹性联接片ⅱ；12、输出轴ⅱ；13、扭矩转速测量仪；14、输出轴ⅲ；15、联轴节ⅰ；16、弹性联接片ⅰ；17、齿轮传动轴；18、径向阶梯孔ⅰ；19径向阶梯孔ⅱ；20、径向阶梯孔ⅲ。21、内六角螺钉；22、锁紧螺钉。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1所示，一种大扭矩柴油发动机启动阻力矩测量装置，启动阻力矩测量装置具有与柴油机的飞轮齿圈1啮合相结合的驱动齿轮2；所述驱动齿轮2的一侧连接有与其同轴设置的齿轮传动轴17；结合图2，所述的齿轮传动轴17为阶梯轴，且阶梯轴的直径大段轴与所述的驱动齿轮2固联，直径小段轴通过联轴节ⅰ15与扭矩转速测量仪13连接；所述驱动齿轮与齿轮传动轴的连接端面上具有与齿轮传动轴间隙配合的沉孔；所述驱动齿轮2的端面上具有沿齿轮轴线均布的六个通孔；所述齿轮传动轴上具有与驱动齿轮上的通孔一一对应的螺纹孔；一端位于驱动齿轮所述沉孔内的齿轮传动轴通过内六角螺钉21与驱动齿轮连接为一体；

结合图3，所述的联轴节ⅰ15与扭矩转速测量仪13之间、联轴节ⅰ15与所述的齿轮传动轴17之间分别通过弹性联接片ⅰ16弹性连接为一体；所述齿轮传动轴17的直径大段轴上套置有轴承壳体组件；结合图2，所述的轴承壳体组件具有轴承壳体6，所述的轴承壳体6为底面为平面的空心圆柱体；轴承壳体上部分布由多个径向阶梯孔，所述径向阶梯孔的上部是螺纹孔，下部是光孔；其中位于两端的两个所述的径向阶梯孔与所述的通孔ⅱ相连通；其余所述径向阶梯孔均与所述的通孔ⅰ相连通，设置径向阶梯孔目的是用软管的一端通过螺纹管接拧入径向阶梯孔，另一端通入供油装置，引入润滑油润滑轴承衬套；所述轴承壳体6的中心通孔具有位于中部的通孔ⅰ、位于通孔ⅰ两端且直径大于通孔ⅰ直径的通孔ⅱ以及位于两个通孔ⅱ外侧并与所对应的通孔ⅱ连通的通孔ⅲ；所述通孔ⅲ的直径大于通孔ⅱ的直径；轴承壳体所述通孔ⅰ内设置有与其过盈配合的轴承衬套7；所述的轴承衬套7为对称设置在通孔ⅰ两端的两个；所述轴承衬套7的内圈与所述的齿轮传动轴17间隙配合；所述的通孔ⅲ内安装有外圈与通孔ⅲ内壁面过盈配合的轴密封圈8，轴密封圈8的内孔与齿轮传动轴17过盈配合；所述扭矩转速测量仪13通过联轴节ⅱ10连接在驱动电机5的输出轴ⅰ9上；集合图4，所述的联轴节ⅱ10与扭矩转速测量仪13之间、联轴节ⅱ10与所述的输出轴ⅰ9之间分别通过弹性联接片ⅱ11弹性连接为一体；所述的轴承壳体支撑6在轴承壳体支架3上；所述驱动电机5的安装在驱动电机支架上4；所述的轴承壳体6与所述的驱动电机5同轴设置；驱动电机5通过联轴节ⅰ10和联轴节ⅱ15、扭矩转速测量仪13、齿轮传动轴17及驱动齿轮2旋转，驱动齿轮2以一定的传动比拖动飞轮齿圈1，带动柴油机运转，直至柴油机达到发火转速，实现柴油机启动；从柴油机开始运转到实现启动的过程中，扭矩转速测量仪13（生产厂家：北京中科昆锐科技有限公司，型号：kr-803-1000）感知自身传递的扭矩与转速信号，并由控制器及信号采集器（生产厂家：北京中科昆锐科技有限公司，型号：kr-na），同时考虑驱动齿轮与飞轮齿圈的速比关系、从扭矩转速测量仪到飞轮齿圈中间装置的摩擦损耗，真实输出柴油机转速与启动阻力矩的关系曲线，完成柴油发动机启动阻力矩测量。

所述扭矩转速测量仪用于测量轴系的转速及传递扭矩，所述扭矩转速测量仪具有输出轴ⅱ和输出轴ⅲ；所述的输出轴ⅱ、输出轴ⅲ对应布置在扭矩转速测量仪的左右两侧；所述的扭矩转速测量仪通过输出轴ⅱ与联轴节ⅱ连接；所述的扭矩转速测量仪通过输出轴ⅲ连接所述的联轴节ⅰ。