1.一种测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置,其特征在于,包括阀桥导柱固定平面(1)和轴(25);阀桥导柱固定平面(1)上依次固定设置有位于同一直线上的阀桥导柱(4)、第一轴承座(13)和第二轴承座(29);所述阀桥导柱(4)竖直而设,其顶部的悬空端与阀桥(12)的导向孔配合,使阀桥(12)沿阀桥导柱(4)上下滑动;阀桥导柱(4)底部固定设置有轴支架(3);
所述轴(25)一端固定于所述轴支架(3)内,另一端依次穿设于第一轴承座(13)和第二轴承座(29)的轴承内;第一轴承座(13)上固定设置有竖直的刻度盘支架(14),刻度盘支架顶部设有刻度盘(15);
靠近第二轴承座(29)的轴(25)上固定设置有第三指针支架(22),第三指针支架(22)顶部固定设置有与刻度盘(15)高度匹配的第三T型指针(21);
还包括竖直设置于阀桥导柱(4)左右两侧结构相同的气门传力机构,以及设置在第一轴承座(13)和第三指针支架(22)之间的第一指针支架(36)和第二指针支架(30);
气门传力机构包括竖直设置的气门导柱(6)和套设于气门导柱(6)上的气门弹簧(5);
气门导柱(6)底部可活动的插入阀桥导柱固定平面(1)内,顶部固定设置有气门弹簧座(7),并位于阀桥(12)下部,受阀桥(12)向下运动时带来的压力而一起向下运动;气门弹簧(5)底部抵靠于阀桥导柱固定平面(1)上,顶部通过气门弹簧座(7)限位,并在阀桥(12)压力释放时将气门导柱(6)回弹;
两气门传力机构的气门弹簧座分别固定于第一平行板(9)和第二平行板(18)的一端,第一平行板(9)的另一端通过第一曲柄连杆机构(16)连接到通过轴承套设于轴(25)上的第一曲轴(37);第二平行板(18)的另一端通过第二曲柄连杆机构(20)连接到通过轴承套设于轴(25)上的第二曲轴(31);
第一曲轴(37)和第二曲轴(31)分别与第一指针支架(36)的底端和第二指针支架(30)的底部固定连接;第一指针支架(36)和第二指针支架(30)顶部分别设有与刻度盘(15)高度匹配的第一T型指针(17)和第二T型指针(19);
还包括设置在第二轴承座(29)一侧用于拍摄第一T型指针(17)、第二T型指针(19)和第三T型指针(21)刻度变化的高抗振高速摄像机(26)。
2.根据权利要求1所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置,其特征在于,所述阀桥导柱固定平面(1)上还设有振动传感器支架(2),振动传感器支架(2)顶部通过振动传感器支撑块(10)设置有振动传感器(11);振动传感器(11)重心高度与三个T型指针重心高度、刻度盘(15)重心高度、高抗振高速摄像机(26)重心高度一致。
3.根据权利要求1所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置,其特征在于,所述第一曲柄连杆机构(16)包括第一曲柄臂(41)和连杆(1‑3),第一曲柄臂(41)一端与第一曲轴(37)固定连接,另一端与连杆轴(1‑2)固定连接,连杆轴(1‑2)与连杆(1‑3)底端通过连杆轴瓦(1‑6)可转动连接;连杆(1‑3)顶端通过连杆销(1‑4)与连杆销支架(1‑5)可转动连接,连杆销支架(1‑5)固定于第一平行板(9)的底部;所述第二曲柄连杆机构(20)和第一曲柄连杆机构(16)结构相同。
4.根据权利要求1所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置,其特征在于,所述第一曲轴(37)/第二曲轴(31)的内壁套设有轴承的外圈,所述轴承的内圈通过胀紧套安装于轴(25)上。
5.根据权利要求1所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置,其特征在于,所述高抗振高速摄像机(26)设置于高抗振高速摄像机支架(28)上,其两侧对称的设有强光源(27),且两强光源(27)与高抗振高速摄像机(26)高度一致。
6.一种采用权利要求2所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置进行阀桥形变测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:通过高抗振高速摄像拍照,记录第三T型指针所指刻度盘上的刻度线,通过图像识别得到第三T型指针所指刻度线值的变化值ΔX1;
步骤2:计算以刻度盘0刻度线最上端的点B到轴中心线的距离为半径R1的圆的周长,进而第三T型指针的转动角度,即为轴的转动角度θ,即为轴支架的转动角度θ1:步骤3:根据轴支架的转动角度θ1,阀桥导柱与轴支架上缘的固定点A到轴中心线的距离r1,得到阀桥导柱靠近固定端的形变轨迹圆;所得气门受力不均导致的阀桥导柱形变量为:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤1具体为:
在刻度盘上做四个标记点,对四个标记点做标记点识别,将图像识别对的标记点采集频率与振动传感器采集频率设置为同频,得到四个标记点的运动规律,将四个标记点的运动规律求平均值得到刻度盘的振动规律;将所得刻度盘振动规律与振动传感器所得振动的数据求平均值,得到整个测量系统的振动数据;将第三T型指针指尖进行着色处理,经过图像识别高抗振高速摄像机得到照片上第三T型指针所指刻度线数值的数据后减掉测试系统的振动数据,消除振动影响,得到准确的第三T型指针指刻度变化值ΔX1。
8.一种采用权利要求2所述的测量气门行程差异与阀桥形变的测量装置进行气门行程差异测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤a:通过高抗振高速摄像拍照,记录第一T型指针所指刻度盘上的刻度线,通过图像识别得到第一T型指针所指刻度线值的变化值ΔX2;
步骤b:计算以刻度盘0刻度线最上端点B到轴中心线的距离为半径R1的圆的周长,进而得到第一T型指针的转动角度θ2,即为第一曲轴的转动角度θ2,即为连杆轴的转动角度θ2:步骤c:定义轴(25)中心线为l1,第一曲柄臂(41)运动所在的平面与轴中心线l1的交点在第一曲轴的内部,定义为点O;连杆销的中心线为l2,连杆轴的中心线为l3;连杆运动所在的平面与连杆销中心线l2的交点为点D,与连杆轴中心线l3的交点为点E;由D点向第一平行板做垂线得到的垂足为点C;
′ ′
定义当气门导柱发生位移之后的连杆销中心线为l2,连杆轴中心线为l3;相应的点D和点E分别变化为点D′和点E′;
则DD′表示平行板发生的位移,即气门导柱的位移;EE′表示气门导柱发生位移前后连杆轴的位移;CD的延长线与OE′的交点为点F;
根据第一曲轴的转动角度θ2,以及初始安装时的第一曲柄臂与连杆的夹角∠OEF、连杆轴的轴心到第一曲轴的轴心的距离r2和连杆两头中心线的距离DE,气门导柱发生位移前后连杆下端中心线的直线距离EE′,求得气门导柱发生位移之后连杆销中心线l2与气门导柱′发生位移之前连杆轴中心线l3的距离DE为:
其中,角 并带入 则第一平行板处气门的行程ΔS1
为:
步骤d:同理,第二平行板处气门的行程ΔS2为:
步骤e:由于气门受力不均导致左右两侧的气门行程差异为:
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述步骤a具体为:
在刻度盘上做四个标记点,对四个标记点做标记点识别,将图像识别对的标记点采集频率与振动传感器采集频率设置为同频,得到四个标记点的运动规律,将四个标记点的运动规律求平均值得到刻度盘的振动规律;将所得刻度盘振动规律与振动传感器所得振动的数据求平均值,得到整个测量系统的振动数据,将第一T型指针的指尖、第二T型指针的指尖进行不同颜色的着色处理,经过图像识别高抗振高速摄像机得到照片上T型指针所指刻度线数值的数据后减掉测试系统的振动数据,消除振动影响,得到准确的第一T型指针(17)和第二T型指针(19)所指刻度变化值ΔX2和ΔX3。