專利名稱：一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠精確測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法。
背景技術(shù)：
液壓挺柱在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中，挺柱里有個(gè)機(jī)油腔，里面充滿機(jī)油，使挺柱一直與凸輪接觸，此種挺柱稱為液壓挺柱。整體式凸輪軸罩蓋發(fā)動(dòng)機(jī)采用頂置凸輪軸時(shí)，凸輪軸上蓋和氣缸蓋罩制成一體， 不拆卸該罩蓋將無法觀察完整的凸輪軸。軸承球幾何形狀精度極高的鋼球。發(fā)動(dòng)機(jī)在換氣過程中，若能夠做到排氣徹底、進(jìn)氣充分，則可以提高充氣系數(shù)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。四沖程的每個(gè)工作行程，其曲軸要轉(zhuǎn)180°?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高， 一個(gè)行程經(jīng)歷的時(shí)間很短(如上海桑塔納的四沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)，在最大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá) 5600r/min，一個(gè)行程的時(shí)間只有0. OOMs)。這樣短時(shí)間的進(jìn)氣和排氣過程往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不足或者排氣不凈，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。因此，現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)都延長進(jìn)、排氣時(shí)間，即氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)刻并不正好是活塞處于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的時(shí)刻，而是分別提前或延遲一定的曲軸轉(zhuǎn)角，以改善進(jìn)、排氣狀況，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。配氣相位就是進(jìn)、排氣門的實(shí)際開閉時(shí)刻，通常用相對于上、下止點(diǎn)曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角來表示。由于配氣相位直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能，所以發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)解析和樣機(jī)試制過程中，都需要測量該機(jī)的配氣相位，傳統(tǒng)的表盤測量方法為1、曲軸皮帶輪(或飛輪)上刻表盤(0 360° )；2、用千分表通過火花塞孔或噴油器孔，找到活塞上止點(diǎn)時(shí)刻，記錄表盤度數(shù)；3、將千分表指針抵到彈簧上座圖或氣門挺柱上，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，分別記錄氣門開啟時(shí)刻、桃尖時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻表盤度數(shù)；4、將步驟3的度數(shù)與上止點(diǎn)的角度數(shù)值相減，即得該氣門的相位。然而，越來越多的發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是高端發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)采用以下結(jié)構(gòu)1、液壓挺柱氣門機(jī)構(gòu)由于發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)時(shí)，液壓挺柱中沒有油壓，氣門機(jī)構(gòu)不能正常工作，傳統(tǒng)的表盤測量方法失真大；2、整體式凸輪軸罩蓋結(jié)構(gòu)如凸輪軸軸向裝入凸輪軸罩蓋的結(jié)構(gòu)等無法觀察到氣門機(jī)構(gòu)的機(jī)型，千分表指針將無法接觸到彈簧上座圖或挺柱上，傳統(tǒng)方法無法測量。因此，如何提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的測量方法，可以精確測量上述結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，該方法能夠精確測量采用液壓挺柱、整體式凸輪軸罩蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，包括步驟A 使用千分表確定一缸活塞上止點(diǎn)位置，并將所述活塞固定在所述上止點(diǎn)位置處；B 確定所述一缸對應(yīng)的進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系；C 分別確定所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與相對應(yīng)的桃尖的位置關(guān)系；D 確定所述進(jìn)氣凸輪軸線、排氣凸輪軸線以及進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線、排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋的相對位置關(guān)系；E 測量從所述進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線到線Ll的夾角ml ；測量從所述進(jìn)氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線到線Ll的夾角tl ；測量從線Ll到所述排氣門導(dǎo)管軸線的夾角m2 ；測量從線Ll到所述排氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線的夾角t2 ；其中，連線Ll為所述進(jìn)氣凸輪軸的軸線與所述排氣凸輪軸的軸線的連線；F:測量得到所述進(jìn)氣凸輪軸的凸輪型線和排氣凸輪軸的凸輪型線，從而得到所述進(jìn)氣凸輪型線升程段包角Kl ；所述進(jìn)氣凸輪型線降程段包角K2 ；所述排氣凸輪型線升程段包角Pl ；所述排氣凸輪型線降程段包角P2 ；G 計(jì)算配氣相位進(jìn)氣門提前角α= [kl-(tl-ml)] Χ2 ；進(jìn)氣門滯后角β= k2X2-a-180° ；排氣門滯后角δ= [(p2-pl)-(t2-m2)]X2 ；排氣門提前角Y= ρ2Χ2-δ-180°。優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟B具體包括在所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪、排氣凸輪軸鏈輪和缸蓋上做標(biāo)識，通過三坐標(biāo)測量儀測出所述標(biāo)識的空間位置關(guān)系，亦即所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系。優(yōu)選地，上述方法中，采用所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪和排氣凸輪軸鏈輪上的減重孔和所述缸蓋上的螺紋孔作為標(biāo)識。優(yōu)選地，上述方法中，在所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪、排氣凸輪軸鏈輪以及缸蓋上分別固定球狀物作為標(biāo)識。優(yōu)選地，上述方法中，所述球狀物為軸承球。優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟B具體包括利用激光掃描儀整體掃描所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和缸蓋，然后通過點(diǎn)云處理軟件尋找所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果為本發(fā)明提供的測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，通過測量確定進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與相對應(yīng)的桃尖的位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪軸線、排氣凸輪軸線以及進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線、排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋的相對位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪升程表和排氣凸輪升程表，從而找出計(jì)算配氣相位需要的各種角度，最后根據(jù)公式計(jì)算出配氣相位?？芍?，本發(fā)明提供的測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，能夠精確測量采用液壓挺柱、 整體式凸輪軸罩蓋等結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位，有效解決了傳統(tǒng)方法不適用于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為通過軸承球確定進(jìn)排氣凸輪軸和缸蓋位置關(guān)系的示意圖；圖2為排氣凸輪軸桃尖和軸承球的位置關(guān)系的示意圖；圖3為進(jìn)氣凸輪軸桃尖和軸承球的位置關(guān)系的示意圖；圖4為進(jìn)排氣凸輪軸安裝孔、進(jìn)排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋上軸承球的位置關(guān)系示意圖；圖5為圖2、圖3和圖4中各位置關(guān)系裝配至圖1主體上的示意圖；圖6為凸輪軸的凸輪型線示意圖；圖7為凸輪升程表；圖8為配氣相位表。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心在于提供一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，該方法能夠精確測量采用液壓挺柱、整體式凸輪軸罩蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法的一種具體實(shí)施例中包括下列步驟A 使用千分表確定一缸活塞上止點(diǎn)位置，并將活塞固定在所述上止點(diǎn)位置處；請參考圖1，圖1為通過軸承球確定凸輪軸和缸蓋位置關(guān)系的示意圖。B 在進(jìn)氣凸輪軸鏈輪、排氣凸輪軸鏈輪和缸蓋上分別用AB膠固定三個(gè)軸承球作為標(biāo)識，如圖1所示，jl、j2、j3為固定在進(jìn)氣凸輪軸鏈輪上的三個(gè)軸承球，pi、p2、p3為固定在排氣凸輪軸鏈輪上的三個(gè)軸承球，gl、g2、g3為固定在缸蓋上的三個(gè)軸承球；然后通過三坐標(biāo)測量儀測出上述九個(gè)軸承球的空間位置關(guān)系，亦即進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系。請參考圖2和圖3，圖2為排氣凸輪軸桃尖和軸承球的位置關(guān)系的示意圖；圖3為進(jìn)氣凸輪軸桃尖和軸承球的位置關(guān)系的示意圖。C:如圖2和圖3所示，采用三坐標(biāo)測量儀分別測量出排氣凸輪軸11和一缸排氣桃尖的位置關(guān)系，以及所述進(jìn)氣凸輪軸12和一缸進(jìn)氣桃尖的位置關(guān)系；請參考圖4，圖4為進(jìn)排氣凸輪軸安裝孔、進(jìn)排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋上軸承球的位置關(guān)系示意圖。D 如圖4所示，利用三坐標(biāo)測量儀分別測量出排氣凸輪軸11的軸線21以及進(jìn)氣凸輪軸12的軸線22與缸蓋上的gl、g2、g3三個(gè)軸承球的位置關(guān)系；以及排氣門導(dǎo)管軸線 L2與進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線L3與缸蓋上的gl、g2、g3三個(gè)軸承球的位置關(guān)系。請參考圖5，圖5為圖2、圖3和圖4中各位置關(guān)系裝配至圖1主體上的示意圖。E 使用proe之類的三維軟件將圖1所示的，步驟B中的表示所述進(jìn)排氣凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系的9顆軸承球做主體，利用三點(diǎn)定位，將步驟C、D中測出的各幾何位置關(guān)系分別通過各自的3顆軸承球的球心一一對應(yīng)地裝配到主體上，裝配結(jié)果如圖5所示。然后分別測量角度tl、t2、ml和m2。如圖5所示，連線Ll為進(jìn)氣凸輪軸的軸線與排氣凸輪軸的軸線的連線。進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線L3到線Ll的夾角為ml ；進(jìn)氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線到線Ll的夾為tl ；線Ll到排氣門導(dǎo)管軸線L2的夾角為m2 ；線Ll到排氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線的夾角為t2。請參考圖6和圖7，圖6為凸輪軸的凸輪型線示意圖；圖7為凸輪升程表。F 分別測量一缸內(nèi)進(jìn)氣凸輪軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的升程，以及排氣凸輪軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的升程，得到如圖7所示的凸輪升程表。由此得到如圖6所示的凸輪軸的凸輪型線。從而測量得出進(jìn)氣凸輪型線升程段包角Kl ；進(jìn)氣凸輪型線降程段包角K2 ；排氣凸輪型線升程段包角Pl ；排氣凸輪型線降程段包角P2。具體地，凸輪軸的基圓圓心與桃尖之間的連線為L6 ；凸輪軸的基圓圓心與凸輪型線起點(diǎn)之間的連線為L4 ；凸輪軸的基圓圓心與凸輪型線終點(diǎn)之間的連線為L5。一缸進(jìn)氣時(shí)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，對應(yīng)最大升程，此時(shí)對應(yīng)的L4到L6之間的夾角為Kl，以及后續(xù)升程降為零時(shí)，對應(yīng)的L4到L5之間的夾角為K2 ；—缸排氣時(shí)，，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，對應(yīng)最大升程，此時(shí)對應(yīng)的L4到L6之間的夾角為Pl，以及后續(xù)升程降為零時(shí)，對應(yīng)的L4到L5之間的夾角為P2。請參考圖8，圖8為配氣相位表。G 根據(jù)公式計(jì)算配氣相位進(jìn)氣門提前角α = [kl-(tl-ml)]X2 ；進(jìn)氣門滯后角β = k2X2-a-180° ；排氣門滯后角δ = [(p2-pl)-(t2-m2)]X2 ；排氣門提前角Y = ρ2Χ2-δ-180°。從而得出如圖8所示的配氣相位圖?？梢詮腖7的位置進(jìn)氣開始，到L8進(jìn)氣結(jié)束， 從L9排氣開始，從LlO排氣結(jié)束。綜上可知，本發(fā)明提供的測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，能夠精確測量采用液壓挺柱、整體式凸輪軸罩蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位。有效解決了傳統(tǒng)方法不適用于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的問題，并且本發(fā)明提供的方法并不局限于上述兩種發(fā)動(dòng)機(jī)，對于一般機(jī)型同樣適用。可知本發(fā)明還具有使用范圍廣，測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，以上所描述的方法僅僅是本發(fā)明的一種具體實(shí)施例，依據(jù)本發(fā)明的原理，還可以有其他具體實(shí)施例，例如，在定位凸輪軸和缸蓋時(shí)，采用球狀物做標(biāo)識，即只要具有球狀外表的物體均可采用，本發(fā)明優(yōu)選為幾何形狀精度較高的鋼質(zhì)軸承球，提高了測量精度。 當(dāng)然也可通過凸輪軸鏈輪和缸蓋上的其他可辨識的特征來定位，例如采用所述進(jìn)排氣凸輪軸鏈輪上的減重孔和所述缸蓋上的螺紋孔作為標(biāo)識。也可不采用標(biāo)識定位來確定凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系，例如還可以利用激光掃描儀整體掃描凸輪軸和缸蓋，然后通過點(diǎn)云處理軟件尋找凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系。另外，對于配氣正時(shí)在一缸壓縮上止點(diǎn)，進(jìn)排氣凸輪軸左右對換的機(jī)型同樣適用這種原理，只是計(jì)算公式會(huì)略有差別。以上對本發(fā)明所提供的一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，其特征在于，包括步驟A 使用千分表確定一缸活塞上止點(diǎn)位置，并將所述活塞固定在所述上止點(diǎn)位置處； B 確定所述一缸對應(yīng)的進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系； C 分別確定所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與相對應(yīng)的桃尖的位置關(guān)系； D 確定所述進(jìn)氣凸輪軸線、排氣凸輪軸線以及進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線、排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋的相對位置關(guān)系；E 測量從所述進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線到線Ll的夾角ml ；測量從所述進(jìn)氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線到線Ll的夾角tl ；測量從線Ll到所述排氣門導(dǎo)管軸線的夾角m2 ；測量從線Ll到所述排氣凸輪軸對應(yīng)的桃尖連線的夾角t2 ；其中，連線Ll為所述進(jìn)氣凸輪軸的軸線與所述排氣凸輪軸的軸線的連線；F:測量得到所述進(jìn)氣凸輪軸的凸輪型線和排氣凸輪軸的凸輪型線，從而得到所述進(jìn)氣凸輪型線升程段包角Kl ；所述進(jìn)氣凸輪型線降程段包角K2 ；所述排氣凸輪型線升程段包角 Pl ；所述排氣凸輪型線降程段包角P2 ； G 計(jì)算配氣相位進(jìn)氣門提前角α = [kl-(tl-ml)]X2； 進(jìn)氣門滯后角β = k2X2-a-180° ； 排氣門滯后角 δ = [(p2-pl)-(t2-m2)]X2； 排氣門提前角Y = ρ2Χ2-δ-180°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括在所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪、排氣凸輪軸鏈輪和缸蓋上做標(biāo)識，通過三坐標(biāo)測量儀測出所述標(biāo)識的空間位置關(guān)系， 亦即所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪和排氣凸輪軸鏈輪上的減重孔和所述缸蓋上的螺紋孔作為標(biāo)識。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述進(jìn)氣凸輪軸鏈輪、排氣凸輪軸鏈輪以及缸蓋上分別固定球狀物作為標(biāo)識。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述球狀物為軸承球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括利用激光掃描儀整體掃描所述進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和缸蓋，然后通過點(diǎn)云處理軟件尋找所述進(jìn)氣凸輪軸、 排氣凸輪軸和缸蓋的位置關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，該方法通過測量確定進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與缸蓋的位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸與相對應(yīng)的桃尖的位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪軸線、排氣凸輪軸線以及進(jìn)氣門導(dǎo)管軸線、排氣門導(dǎo)管軸線與缸蓋的相對位置關(guān)系；進(jìn)氣凸輪升程表和排氣凸輪升程表，從而找出計(jì)算配氣相位需要的各種角度，最后根據(jù)公式計(jì)算出配氣相位?？芍景l(fā)明提供的測量發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的方法，能夠精確測量采用液壓挺柱、整體式凸輪軸罩蓋結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位，有效解決了傳統(tǒng)方法不適用于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的問題，同時(shí)本發(fā)明還適用于一般機(jī)型。
文檔編號G01M15/06GK102564769SQ20121001294
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者黃磊 申請人:寧波市鄞州德來特技術(shù)有限公司