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1、(10)申请公布号 CN 102410932 A (43)申请公布日 2012.04.11 CN 102410932 A *CN102410932A* (21)申请号 201010290112.7 (22)申请日 2010.09.20 G01M 15/00(2006.01) (71)申请人 广西玉柴机器股份有限公司 地址 537005 广西壮族自治区玉林市天桥西 路 88 号 (72)发明人 钟委 黄进成 宁琨 李湘华 (74)专利代理机构 北京中誉威圣知识产权代理 有限公司 11279 代理人 王正茂 丛芳 (54) 发明名称 发动机缸盖水腔堵塞检测装置及方法 (57) 摘要 本发明公开了一。
2、种发动机缸盖水腔堵塞检测 装置和方法， 该装置包括恒压水箱和流量计量装 置。该装置能为检测发动机缸盖堵塞情况提供具 体而准确的测量数据。 与现有技术相比， 本发明使 用在严格的实验条件下获得的数据进行对比进而 判断发动机缸盖水腔是否堵塞， 克服了现有技术 中无标准无数据的按经验进行判断的方法所存在 的准确性低的缺陷。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102410940 A1/1 页 2 1. 一种发动机缸盖水腔堵塞检测装置， 其特征在于， 包括 恒压水箱， 所述恒压水箱安装有与缸盖水套相。
3、通的下水管， 使冷却液以稳定的压力进 入缸盖水套 ； 流量计量装置， 用于计量在设定的检测条件下从各缸水流通道中流经的冷却液总量。 2. 根据权利要求 1 所述的发动机缸盖水腔堵塞检测装置， 其特征在于， 所述恒压水箱 包括上水箱和下水箱， 该上水箱被低于上水箱端口的隔板分成第一容腔和第二容腔， 第一 容腔中安装有与下水箱相通并与水泵相连的上水管和用于将第一容腔中的冷却液通入至 缸盖水套中的下水管， 第二容腔中安装有将冷却液排出的排水管。 3. 根据权利要求 1 所述的发动机缸盖水腔堵塞检测装置， 其特征在于， 所述流量计量 装置为安装于各缸水流通道上的流量计。 4. 根据权利要求 1 所述的。
4、发动机缸盖水腔堵塞检测装置， 其特征在于， 所述流量计量 装置为分流装置。 5. 根据权利要求 4 所述的发动机缸盖水腔堵塞检测装置， 其特征在于， 所述分流装置 为带有容积刻度的容器， 用于接收并计量在额定时间内从各缸出水孔中流出的冷却液总 量。 6. 一种发动机缸盖水腔堵塞检测方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 使用计算机辅助设计软件分析缸盖水套模型 ； 使用计算机模拟分析软件计算单位时间内水套模型中各缸水套的理论冷却液流量 ； 使用发动机缸盖堵塞检测装置对待测缸盖进行测试， 测量出待测缸盖各缸水套在单位 时间内的实际冷却液流量 ； 将上述理论冷却液流量与实际冷却液流量进行对比， 进而。
5、判断缸盖是否堵塞 ； 其中， 所述理论冷却液流量计算步骤和实际冷却液流量测量步骤中所设置的实验条件 相同。 权 利 要 求 书 CN 102410932 A CN 102410940 A1/3 页 3 发动机缸盖水腔堵塞检测装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种检测装置及方法， 尤其涉及一种检测发动机缸盖水腔堵塞的装置 及方法。 背景技术 0002 发动机水腔， 也称发动机冷却水套， 是发动机冷却系统的重要组成部分。 由于发动 机气缸盖内部包含水腔、 气道、 油道等， 其内腔形状非常复杂， 水道弯曲多变， 另外气缸盖的 内部不易观察， 如果水腔砂芯在铸造过程中出现异常， 很难直观观察得。
6、到。 一旦气缸盖水腔 出现烧结或过多的残留铸砂， 就会造成水道狭小、 堵塞， 水流不通畅， 进而导致发动机水温 高、 开锅、 缸盖开裂等故障。所以对发动机气缸盖水腔是否堵塞进行检测十分重要。 0003 目前， 通常采用试水柱方法检测发动机气缸盖水套是否堵塞。 检测时， 缸盖底面朝 上， 由一个水泵提供一定压力的水流， 从缸盖侧面水孔进水， 并根据底面各个水孔的水柱高 度判断发动机气缸盖水腔是否堵塞。 0004 这种检测装置和方法存有很多方面的缺陷。 0005 首先， 除发动机水套是否畅通外， 水柱高度还受到很多其他因素的影响。比如， 水 柱高度跟缸盖水腔大小、 水泵流量、 水泵压力等有密切关系。
7、， 而且还跟缸盖进水口的位置有 关， 远离进水口位置水孔的水柱明显偏低 ； 再如， 一缸一盖的缸盖标准跟多缸一盖不一样 ； 而且由于水泵输水出口压力均有脉冲， 导致水柱高度忽高忽低， 无法测量。 0006 其次， 使用上述方法进行检测时， 没有统一明确的对比标准， 也没有客观数据作为 衡量依据， 只能由工人根据以往相同缸盖试水柱经验进行判断， 所述准确性无法得到保证。 发明内容 0007 本发明欲解决的技术问题在于提供一种发动机缸盖堵塞检测装置和方法， 以更为 准确地反映出发动机缸盖水套是否堵塞。 0008 为解决上述技术问题， 本发明提供的发动机检测装置具有如下结构 ： 0009 一种发动机。
8、缸盖堵塞检测装置， 包括 0010 恒压水箱， 所述恒压水箱安装有与缸盖水套相通的下水管， 用于使冷却液以稳定 的压力下进入缸盖水套中 ； 0011 流量计量装置， 用于计量在设定的检测条件下从各缸水流通道中流经的冷却液总 量。 0012 优选地， 所述恒压水箱包括上水箱和下水箱， 该上水箱被低于上水箱端口的隔板 分成第一容腔和第二容腔， 第一容腔中安装有与下水箱相通并与水泵相连的上水管和用于 将第一容腔中的冷却液通入至缸盖水套中的下水管， 第二容腔中安装有将冷却液排出的排 水管。 0013 优选地， 所述流量计量装置为安装于各缸水流通道上的流量计。 0014 优选地， 所述流量计量装置为分流。
9、装置。 说 明 书 CN 102410932 A CN 102410940 A2/3 页 4 0015 优选地， 所述分流装置为带有容积刻度的容器， 用于接收并计量在额定时间内从 各缸出水孔中流出的冷却液总量。 0016 一种发动机缸盖堵塞检测方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0017 使用计算机制图软件分析缸盖水套模型 ； 0018 计算单位时间内水套模型中各缸水套的理论冷却液流量 ； 0019 使用发动机缸盖堵塞检测装置对待测缸盖进行测试， 测量出待测缸盖各缸水套在 单位时间内的实际冷却液流量 ； 0020 将上述理论冷却液流量与实际冷却液流量进行对比， 进而判断缸盖是否堵塞 ； 0。
10、021 其中， 所述理论冷却液流量计算步骤和实际冷却液流量测量步骤中所设置的实验 条件相同。 0022 与现有技术相比， 本发明使用在严格的实验条件下获得的数据进行对比进而判断 发动机缸盖是否堵塞， 克服了现有技术中无标准无数据的按经验进行判断的方法所存在的 准确性低的缺陷。 附图说明 0023 图 1 是本发明发动机缸盖堵塞检测装置实施例在使用状态下的示意图 ； 0024 图 2 是图 1 所述装置在另外一个不同角度下的示意图 ； 0025 图 3 是图 1 中分流装置的示意图。 0026 以上附图中所使用的附图标记分别表示 ： 0027 1-下水箱， 2-水泵， 3-上水管， 4-排水管，。
11、 5-第一容腔， 6-隔板， 7-第二容腔， 8-上 水箱， 9- 水箱架， 10- 下水管， 11- 球阀， 12- 分流装置， 13- 气缸盖， 14- 压力表， 15- 进水管， 16- 支撑台。 具体实施方式 0028 下面结合附图， 对本发明的具体实施方式进行详细描述， 但应当理解本发明的保 护范围并不受具体实施方式的限制。 0029 如图 1 和图 2 所示， 该恒压水箱由下水箱 1 和上水箱 8 组成， 其中上水箱 8 置放于 具有一定高度的水箱架 9 上， 并且被一低于上水箱 8 端口的隔板 6 隔成第一容腔 5 和第二 容腔 7。所述下水箱 1 中装有冷却液， 并通过水泵 2。
12、 作用流至上水箱 8 的第一容腔 5 中， 水 泵 2 具有足够的功率， 使第一容腔 5 保持水满状态， 或者说， 水泵 2 的流量必须大于发动机 气缸盖 13 各缸的总流量之和。当第一容腔 5 水满后， 冷却液流入第二容腔 7， 并通过排水 管 4 回流至下水箱 1 中。这样的结构设置使得从第一容腔 5 流入气缸盖 13 水套中的水压 保持稳定。 0030 本实施例发动机缸盖堵塞检测装置还包括分流装置 12。所述分流装置 12 用于分 别收集并计量发动机气缸盖 13 的每个气缸的出水口中流出的冷却液总量。如图 3 所示， 在 本实施例中， 该分流装置为一个水槽体， 水槽体中包括多个水槽， 每。
13、个水槽均设置有冷却液 入口和出口。 在检测过程中， 该分流装置12安放于倒置的气缸盖13的上端， 分流装置12的 入口对准气缸盖的出水口， 以方便地收集从一个汽缸的全部出水口流出的冷却液， 出口对 准下水箱 1， 在测量时冷却液可回收至下水箱 1 中。在该实施例中， 由于待测的气缸盖为六 说 明 书 CN 102410932 A CN 102410940 A3/3 页 5 缸发动机气缸盖， 所以该分流装置 12 具有六个水槽。为计量每个水槽收集得到的冷却液， 可以在水槽中设置容积刻度， 用以读取冷却液总量。也可以在水槽的出口处安装流量计以 计量冷却液流量， 当然也可以使用本领域普通技术人员所熟。
14、知的其他计量方法。 0031 本实施例还提供了一种利用上述检测装置检测发动机缸盖堵塞的方法， 该方法包 括以下步骤 ： 0032 1. 使用计算机制图软件分析缸盖水套模型 0033 选用适当的工程软件， 比如 UG、 Pro/e、 Solidworks 计算机辅助设计软件等， 处理 气缸盖三维模型， 得出气缸盖内部水套的模型。 0034 2. 计算单位时间内水套模型中各缸的理论冷却液流量 0035 导入气缸盖水套模型， 用 ANSYS 软件或其他相应软件对气缸盖水套模型进行流体 分析。在本步骤中， 考虑与设计试验一致， 计算模型不考虑缸垫下水孔， 而是直接从缸盖下 水孔流出。 同时， 该步骤和。
15、实际冷却液流量计算步骤中的实验条件相同， 这些实验条件主要 包括 ： 0036 (1) 湍流模型采用 k- 模型， 计算假定流体为不可压缩的 ； 0037 (2) 计算中均假定壁面温度与流体温度相同 ； 0038 (3) 进水总管入口压力为 20000Pa、 缸盖各下水孔出口压力为 0Pa ； 0039 (4) 所使用的冷却液为等量水和冷却剂的混合物， 由于计算流体与水在密度以及 粘度影响不大， 因此对流动影响不大， 试验可以直接采用水。 0040 在由 ANSYS 软件分析模拟气缸盖内部水腔流动情况后， 在每个气缸的各个出水孔 位置取值， 得出各个水孔的流量， 再将每缸四个出水孔的流量相加计。
16、算各缸的理论冷却液 流量。 0041 3. 使用发动机缸盖堵塞检测装置对待测缸盖进行测试， 得出待测缸盖的各缸在单 位时间内的实际冷却液流量 0042 按照图1和图2安装好本装置后， 开启水泵2和球阀11， 冷却液从第一容腔5流经 下水管 10 至气缸盖水套内， 进水管孔口设置压力表 11 来检测压力。水流流入气缸盖的冷 却水套后， 从气缸盖底面的四个水孔冒出流入分流装置中， 然后读取每个分流装置中每个 水槽的实际冷却液流量。 0043 4. 将上述理论冷却液流量与实际冷却液流量进行对比， 进而判断缸盖是否堵塞 0044 当实际冷却液流量大于或等于理论冷却液流量的 60， 则表示缸盖水套堵塞情况 符合质量要求， 低于 60则为内腔堵塞程度不能接受。 0045 以上公开的仅为本发明的一个具体实施例， 但是， 本发明并非局限于此， 任何本领 域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102410932 A CN 102410940 A1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102410932 A CN 102410940 A2/2 页 7 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102410932 A 。