往復式內燃機的汽缸直徑計測器的製作方法

2024-03-25 06:14:05 2

專利名稱：往復式內燃機的汽缸直徑計測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種往復式內燃機的汽缸直徑計測器，計測十字頭型內燃機等的比較大型的內燃機的汽缸直徑。
背景技術：
十字頭型內燃機等的比較大型的內燃機在汽缸套的磨損超過一定限度的情況下，必須更換汽缸套。此外，在單位時間的磨損較大的情況下，需要實施增加向汽缸供給的潤滑油的量而防止磨損等的處理。
因而，在十字頭型內燃機等的比較大型的內燃機中，為了掌握汽缸套的磨損而進行適當的維修作業，需要進行汽缸直徑的計測。
十字頭型內燃機是行程比汽缸直徑長的比較大型的內燃機，所以在計測汽缸直徑時人工地進入汽缸之中而進行計測的情況較多。但是，因為人工地進入汽缸之中來計測汽缸直徑，所以有時伴隨危險。此外，因為以往將度盤式指示器用作汽缸直徑計測器，所以每次必須利用校正器來校正度盤式指示器，所以操作麻煩。
另一方面，提出有一種汽缸內徑測定裝置，包括能夠從汽缸內部向發動機外移動的操作件、安裝在該操作件的一端而配置在汽缸內部的測定頭、安裝在該測定頭上而測定到汽缸的內表面的距離的測定件(例如，參照日本國特開2006-38619號公報)。
但是，該汽缸內徑測定裝置在測定汽缸的內徑時，將測定頭設置在汽缸內，將操作件與該測定頭連接，進而，將左右的汽缸彼此用螺栓緊固，並且將汽缸頭部安裝在一方的汽缸上，進而，將汽缸內徑測定裝置安裝在該汽缸頭部，所以為了進行準備而需要較多較大的勞力和時間，難以簡單地測定汽缸的內徑。
此外，以往的汽缸內徑測定裝置中，與測定件連接的配線通過管狀的操作件之中而被向裝置的外方引出，所以存在隨著將操作件沿汽缸的軸芯方向取送而配線鬆弛為U字狀，成為操作的妨礙的情況
發明內容
本發明的目的在於提供一種往復式內燃機的汽缸直徑計測器，能夠安 全且精度良好且容易地計測往復式內燃機的汽缸直徑，並且操作性良好。 本申請的技術方案1的發明是一種計測往復式內燃機的汽缸的直徑
的汽缸直徑計測器，其特徵在於，包括位於上述汽缸的軸芯上的引導件、 保持該引導件的支承體、貫通上述引導件的縱長的支承杆、在該支承杆上 與該支承杆交叉地設置的測長器，並且，上述測長器包括杆狀的測長器本 體、和設置在該測長器本體的頂端部的接觸或者非接觸式的將測定值變換 為電信號而輸出的位移轉換器。
本申請的技術方案2的發明在技術方案1中，其特徵在於，從引導件 放射狀地設置至少3根支承體，並且在上述支承體的頂端部設置有定位用 的切口部。
本申請的技術方案3的發明在技術方案1中，其特徵在於，在測長器 本體的前端設置有安裝臺，在該安裝臺的前端設置內筒，並且在該內筒內 設置貫通該內筒的計測杆，並且，將該計測杆安裝在設置於上述安裝臺上 的位移轉換器上，並利用彈簧對該計測杆向前方施力。
本申請的技術方案4的發明在技術方案3中，其特徵在於，在計測杆 的頂端部上設置有比設置在汽缸的內表面上的潤滑油供給槽或者空氣導 入口大的頭部。
本申請的技術方案5的發明在技術方案1中，其特徵在於，在支承體 上設置有測定測長器的位置的測長器位置計測機構。
本申請的技術方案6的發明在技術方案1中，其特徵在於，在支承杆 的端部設置有連接用的螺紋部從而將支承杆彼此連接。
本申請的技術方案7的發明在技術方案1中，其特徵在於，將測長器 能夠摺疊地設置在支承杆上。
本申請的技術方案8的發明在技術方案1中，其特徵在於，將測長器 能夠俯仰地設置在支承杆上。
本申請的技術方案1的發明如上所述地構成為，包括位於汽缸的軸 芯上的引導件、保持該引導件的支承體、貫通上述引導件的縱長的支承杆、 在該支承杆上與該支承杆交叉地設置的測長器，並且，上述測長器包括杆 狀的測長器本體、設置在該測長器本體的頂端部的接觸或者非接觸式的將 測定值變換為電信號而輸出的位移轉換器，因此構造簡單而操作變得容 易。
4因而，能夠安全且精度良好且容易地計測往復式內燃機的汽缸直徑。 此外，根據本申請的技術方案1的發明，用於將支承杆保持在汽缸的軸芯 上的引導件有一處即可，因此能夠令測長器為杆狀的簡單的構造。像這樣 的簡單的構造的測長器向汽缸內的取送較容易。
本申請的技術方案2的發明從引導件放射狀地設置至少3根支承體， 並且在上述支承體的頂端部設置有定位用的切口部，因此能夠將引導件精 度良好並且簡單地設置在汽缸的軸芯上。
本申請的技術方案3的發明在測長器本體的前端設置有安裝臺，在該 安裝臺的前端設置內筒，並且在該內筒內設置貫通該內筒的計測杆，並且， 將該計測杆安裝在設置於上述安裝臺上的位移轉換器上並且利用彈簧對 該計測杆向前方施力，因此能夠總是將計測杆的頂端部推壓在汽缸的內表 面上，能夠精度良好地測定汽缸的直徑。
本申請的技術方案4的發明在計測杆的頂端部上設置有比設置在汽 缸的內表面的潤滑油供給槽或者空氣導入口大的頭部，因此計測杆的頂端 部不會嵌在設置於汽缸的內表面的潤滑油供給槽或者空氣導入口中，能夠 順利地計測往復式內燃機的汽缸直徑。
本申請的技術方案5的發明在支承體上設置有測定測長器的位置的 測長器位置計測機構，所以能夠可靠地掌握測長器的位置。
本申請的技術方案6的發明在支承杆的端部設置連接用的螺紋部以 便將支承杆彼此連接加長，所以相對於行程較大的大型的汽缸也能夠充分 地進行對應。
本申請的技術方案7的發明將測長器能夠摺疊地設置在支承杆上，因 此即使是比汽缸小徑的排氣閥安裝孔也能夠容易地取送測長器。
本申請的技術方案8的發明將測長器能夠俯仰地設置在支承杆上，因 此即使是比汽缸小徑的排氣閥安裝孔也能夠容易地取送測長器。


圖1是表示在十字頭型內燃機的汽缸上安裝有本發明的汽缸直徑計 測器的狀態的含有局部剖面的側視圖。 圖2是圖1的要部放大圖。 圖3是測長器的俯視圖。 圖4是測長器的含有局部剖面的側視圖。圖5是測長器的位置修正動作說明圖。 圖6是連接加長式支承杆的側視圖。 圖7是中間彎折式支承杆的側視圖。 圖8是計測杆頂端的側視圖。
圖9 (a)另_摺疊式測長器的伸長時的側視圖，圖9 (b)是摺疊式測 長器的摺疊時的側視圖。
圖IO是表示轉動式測長器的使用例的側視圖。
圖11是基於位移傳感器方式的測長器位置計測方法說明圖。 圖12是基於纜線傳感器方式的測長器位置計測方法說明圖。 圖13是基於旋轉編碼器方式的測長器位置計測方法說明圖。 圖14是基於標註方式的測長器位置計測方法說明圖，圖14 (a)是
俯視圖，圖14 ( b)是側視圖。
圖15 (a)是支承杆上行時的脈沖圖，圖15 (b)是支承杆下行時的
脈衝圖。
具體實施例方式
以下，根據

本發明的實施方式。
在計測往復式內燃機，例如十字頭型內燃機的汽缸直徑時，如圖1 所示，將本發明的汽缸直徑計測器1設置在十字頭型內燃機100的汽缸 101的上端部。
十字頭型內燃機100是活塞102經由活塞杆103以及十字頭(未圖示) 與連結杆104連結的內燃機。附圖標記105表示十字頭軸中心，106表示 曲軸中心，107表示曲軸銷中心。
如圖2所示，本發明的汽缸直徑計測器1包括位於十字頭型內燃機 100的汽缸101的軸芯O!上的引導件2、保持引導件2的多個支承體3、 貫通上述引導件2的縱長的支承杆4、在支承杆4的下部與該支承杆4正 交地安裝的測長器(缸徑規)5。
因而，支承杆4與汽缸101的軸芯Oi軸芯重疊，測長器5的軸芯02 成為水平。另外，汽缸IOI的軸芯O!位於鉛直線(未圖示)上。
接著，說明測長器以及將測長器保持為水平的機構。 (A)測長器
本發明的測長器使用在計測杆(測長器本體)上安裝有能夠計測汽缸直徑的絕對值的計量儀(位移轉換器)的測長器，而不是以往的基於度盤
式指示器的計測。即，本發明的測長器5如圖2所示，包括杆狀的測長 器本體6、和設置在測長器本體6的頂端部的接觸或者非接觸式且將測定 距離變換為電信號而輸出的位移轉換器7。
作為將測定距離變換為電信號的方法，能夠使用差動變壓器、渦電流 式位移計、雷射式位移計等。此外，這些計量儀都能夠使用接觸式的計量 儀和非接觸式的計量儀雙方。這些計量儀在每次測定時即使不進行調節也 能夠以充分的精度計測距離。進而，在計測柴油發動機的汽缸內徑的情況
下，因為存在汽缸內為超過攝氏5ox:的高溫(例如，5ox:至80ic)的情
況，所以優選耐熱的位移計。
接觸式的測長器5如圖3以及圖4所示，在杆狀的測長器本體6的頂 端設置有位移轉換器安裝臺11，進而，在其頂端設置有內筒12。該內筒 12在其內部具備貫通該內筒12的計測杆14。該計測杆14被安裝在設置 於位移轉換器安裝臺11上的接觸式的位移轉換器7上，並且利用第一螺 旋彈簧13被向前方施力。
此外，與上述內筒12的外側嵌合的外套16被第二螺旋彈簧15向前 方施力。上述外筒16在其前端具備平板狀的保持體17,並且在其兩端設 置有帶有圓弧狀或者彎曲狀的接觸面18的位置修正引導件19。
進而，在上述測長器本體6的後端設置有比該測長器本體6小徑的計 測端20。附圖標記10是調節第一螺旋彈簧13的彈力的調節螺紋，14a是 設置在計測杆14上的彈簧承受部。
因而，如圖5所示，若在汽缸IOI內設置測長器5，則兩個位置修正 引導件19均等地與汽缸101的內壁面接觸，如箭頭所示沿圓周方向旋轉， 測長器5的軸芯02與汽缸101的直徑重疊。
該接觸式的測長器5事先使用基準長度的校正器而被設定基準長度。 因而，在由於磨損等導致汽缸IOI的直徑比基準值大的情況下，在第一螺 旋彈簧13的作用下計測杆14向前方變位而能夠計測汽缸101的直徑的絕 對值。
(B)將測長器保持為水平的機構
在計測時，需要將測長器5水平地放置在與汽缸101的軸芯O!垂直 的水平面(未圖示)上。為了使誤差在允許範圍內，限制從水平面的角度 的偏離。
7使測長器5與汽缸101的軸芯O,的交角在允許範圍內的方法是，如 圖2所示，將支承杆4相對於測長器5的軸芯02垂直地立設在測長器5 的全長的二分之一處，將引導件2設置在汽缸101的上部以便該支承杆4 在汽缸101的上方位於汽缸101的軸芯0!上。由此，支承杆4總是淨皮保 持在汽缸101的軸芯0,上。而且，垂直地安裝在支承杆4上的測長器5 能夠保持水平。
上述引導件2是在其軸芯部上具備截面圓形的縱孔8的圓筒形的引導 件，利用在其側面放射狀地安裝的多個即至少3根支承體3而能夠設置在 汽缸101的上端部101a上。該支承體3在其頂端部具備呈L型的定位用 的切口部9，引導件2的軸芯(未圖示)與汽缸101的軸芯0一致。
通過這樣的機構，測長器5能夠為杆狀的比較簡單的構造。進而，將 支承杆4保持在汽缸101的中心的引導件2有一處即可，因此能夠將測長 器整體的構造簡化。這樣的簡單的構造在汽缸101內取送測長器5時有利。 (C )使測長器垂直地移動的機構
沿汽缸101的軸芯方向人為地或者機械地插拔支承杆4從而使測長器 5上下運動。因為十字頭型內燃機汽缸的直徑是350mm至980mm，汽缸的 長度為直徑的3至5倍左右，所以支承杆3的長度也成為與汽缸的長度相 當的長度，對於其操作較困難。
因而，作為支承杆4，優選為中間彎折方式，或者連接加長方式等。 作為連接加長方式，如圖6所示，優選使第二支承杆4b的頂端的陽螺紋 部41與第一支承杆4a的後端的陰螺紋部(未圖示)螺紋結合的方法。另 一方面，作為中間彎折方式，如圖7所示，優選利用連杆21使第一支承 杆4a的後端部和第二支承杆4b的頂端部折曲自如地連接的方法。
(D) 測長器的鉤掛防止對策
在汽缸套的內表面上存在用於導入空氣的口 ，或者用於供給潤滑油的 槽。因此，為了防止測長器5的頂端落入空氣導入口，或者潤滑油供給槽 而變得不能移動，如圖8所示，在計測杆14的頂端部設置有比設置於汽 缸的內表面的空氣導入口或者潤滑油供給槽22大的頭部23。另夕卜，也可 以根據希望而設置使測長器臨時地縮回而使測長器脫離的機構。
(E) 測長器的其他方式
十字頭型內燃機中通常在汽缸上部裝備有排氣閥。若將排氣閥取下， 則開有汽缸直徑的大致二分之一的孔(排氣閥安裝孔)，因此在從排氣閥
8安裝孔25取送測長器5的情況下，優選能夠將測長器5傾斜或者縮小。 圖9是使測長器5為折曲式的例，在計測時，如圖9 (a)所示，使 測長器5打開而變為一直線狀而計測，在取送時，如圖9 (b)所示，將 測長器5摺疊為兩個。具體地，利用銷37將一對臂26開閉自如地樞裝在 支承杆4的下部，並且將分為兩部分的前部測長器5a以及後部測長器5b 安裝在各臂26上。
另外，支承杆4將頂端加工為扁平而測長器5a、 5b為水平。測長器 5a、 5b的開閉，例如操作頂端T字型的杆等而人為地進行。
另一方面，若利用銷38將測長器5的中心能夠俯仰地軸裝在支# 4的下端部上，則如圖10所示，能夠使測長器5傾斜而通過排氣閥安裝 孔25。另外，通過在支承杆4上安裝例如L字型的止動件39，能夠在計 測時將測長器5支承為水平。
(F)測長器的位置計測方式
(a) 位移傳感器方式如圖ll所示，將雷射傳感器、超聲波傳感器 等的非接觸式的位移傳感器27朝向測長器5而安裝在支承體3上。而且， 計測從位移傳感器27到測長器5的距離L,換言之，計測從汽缸上端101a 到測長器5的距離L。
(b) 纜線傳感器方式如圖12所示，將從巻線盤28拉出的纜線29 的頂端固定值測長器5上，另一方面在支承體3上設置檢測巻線盤28的 旋轉的旋轉檢測器(編碼器、電位器等)30而計測從汽缸上端101a到測 長器5的距離。
(c) 旋轉編碼器方式如圖13所示，使車輪31與支承杆4接觸， 隨著支承杆4的上下運動而車輪31旋轉，並且將旋轉編碼器與車輪31的 軸32連接，計測支承杆4的上下的運動而計測從汽缸上端101a到測長器 5的距離。
(d )標註方式如圖14 (a )以及(b)所示，是在支承杆4上設置 螺旋狀的槽34，用兩個位移傳感器A以及B檢測其而放出脈衝的方式。 該情況下，為了得知支承杆4的移動的方向，設置位移傳感器A和從該位 移傳感器A向順時針方向錯開90。相位而設置位移傳感器B。
位移傳感器A和位移傳感器B的信號波長錯開1/4，在支承杆4的上 行時、位移傳感器A的脈衝的上升時(P點)，位移傳感器B的脈衝是關 閉的(參照圖15 (a))。另一方面，在支承杆4的下降時、位移傳感器A的脈衝的上升時(P點)，位移傳感器B的脈衝變為打開(參照圖15(b))。 另外，在圖15 (a)以及圖15 (b)中，上段的波形表示位移傳感器A的 輸出波形，下段的波形表示位移傳感器B的輸出波形。
因而，即使令支承杆4上下移動，也能夠得知其運動方向，所以即使 例如在作業的中途使支承杆4向反方向運動也能夠正確地追蹤位置。 (G )數據處理機構 從位移轉換器7輸出的電子數據輸入到未圖示的記錄器或者計算機， 處理該輸入數據而掌握汽缸的形狀。 (H )允許誤差
在令汽缸101的中心軸為鉛直的情況下，汽缸101的直徑為水平方向。 關於測長器5從水平傾斜某一角度時的計測誤差，若例如令允許誤差為汽 釭直徑的1/100， 000，則為O. 25。。
此外，測長器5的姿態在允許誤差範圍內#皮保持為水平。此時，測長 器5有時在水平面內從直徑錯開。該情況下，若例如令允許誤差為汽缸直 徑的1/100， 000，則允許的偏離量是2. 2咖。
但是，如圖2所示，若在十字頭型內燃機100的汽缸101內插入測調 器5並且將放射狀地設置在引導件2周圍的支承體3的切口部9安裝在汽 缸上端101a上，則引導件2的軸芯(未圖示)與汽缸101的軸芯0,為一 致的同時，測調器5的姿態變為水平。即，測調器5的軸芯02與汽缸101 的軸芯0,為直角。
而且，通過使接觸式的位移轉換器7運轉，向記錄器或者計算機輸出 汽缸直徑的絕對值。輸入到記錄器或者計算機的數據被處理並被記錄。此 時，通過間歇地或者連續的拉下或者拉升支承杆4，從而能夠計測從汽缸 上端101到活塞102上表面的汽缸整個區域的磨損。
本發明的汽缸直徑計測器在計測十字頭型內燃機的汽缸直徑之外，也 能夠適用於計測比較大型的柴油機的汽缸直徑的情況。
權利要求
1. 一種往復式內燃機的汽缸直徑計測器，計測往復式內燃機的汽缸的直徑，其特徵在於，包括位於上述汽缸的軸芯上的引導件、保持該引導件的支承體、貫通上述引導件的縱長的支承杆、在該支承杆上與該支承杆交叉地設置的測長器，並且，上述測長器包括杆狀的測長器本體、和設置在該測長器本體的頂端部的接觸或者非接觸式的將測定值變換為電信號而輸出的位移轉換器。
2. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，從引導件放射狀地設置至少3根的支承體，並且在上述支承體的頂端 部設置定位用的切口部。
3. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，在測長器本體的前端設置安裝臺，在該安裝臺的前端設置內筒，並且 在該內筒內設置貫通該內筒的計測杆，並且將該計測杆安裝在設置於上述 安裝臺上的位移轉換器上並且利用彈簧對該計測杆向前方施力。
4. 如權利要求3所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，在計測杆的頂端部上設置有比設置在汽缸的內表面的潤滑油供給槽或 者空氣導入口大的頭部。
5. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，在支承體上設置測定測長器的位置的測長器位置計測機構。
6. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，在支承杆的端部設置連接用的螺紋部而將支承杆彼此連接加長。
7. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，將測長器能夠摺疊地設置在支承杆上。
8. 如權利要求1所述的往復式內燃機的汽缸直徑計測器，其特徵在 於，將測長器能夠俯仰地軸裝在支承杆上。
全文摘要
一種往復式內燃機的汽缸直徑計測器，包括位於汽缸的軸芯上的引導件、保持該引導件的支承體、貫通上述引導件的縱長的支承杆、在該支承杆上與該支承杆交叉地設置的測長器，並且上述測長器包括杆狀的測長器本體；設置在該測長器本體的頂端部的接觸或者非接觸式的將測定值變換為電信號而輸出的位移轉換器。
文檔編號G01B7/12GK101482389SQ20091000263
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月9日 優先權日2008年1月11日
發明者田中正紀 申請人:三井造船株式會社