CN103438952A - 缸体燃烧室容积的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缸体燃烧室容积的测量装置，用于活塞在缸体内处于上止点时活塞最高点高于缸体上平面的情况下测量缸体燃烧室容积V；所述测量装置包括：致动器，与所述活塞连接，用于将所述活塞移动到所述缸体的预定位置处；与所述活塞联接的位移传感器，用于测量所述活塞的所述上止点与所述预定位置之间的距离H；设置在所述缸体上平面处的光电开关，用于检测所述活塞最高点是否高于所述缸体上平面，当所述活塞最高点不高于所述缸体上平面时发出开关信号；驱动电机，驱动所述致动器；控制器，分别与所述光电开关和所述驱动电机相连接；其中，当所述控制器接收到来自所述光电开关的所述开关信号时控制所述驱动电机停止工作。

Description

缸体燃烧室容积的测量装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种缸体燃烧室容积的测量装置及方法。

背景技术

发动机活塞在上止点时，活塞顶部上方整个空间（由活塞顶、气缸盖底面和气缸套表面之间所包围的空间）的容积称为燃烧室容积。其中大多数发动机活塞在气缸内处于上止点时，活塞最高点低于缸体上平面。此时，活塞顶表面与缸体形成一个腔体，即为发动机缸体燃烧室。通常采用滴定的方法来测量发动机缸体燃烧室容积。

而某些机型的活塞在上止点时，活塞最高点高出缸体的上平面，按通常滴定法根本无法测量发动机缸体燃烧室容积。对于该问题，目前行业内还没有相关的正式记录和相应的解决措施。

发明内容

本发明提供一种缸体燃烧室容积测量装置及相应的测量方法，以解决现有技术中存在的某些活塞位于上止点时，活塞最高点高于缸体上平面时，无法按照滴定法测量缸体燃烧室容积的问题。

一方面，本发明提供一种缸体燃烧室容积的测量装置，用于在活塞在缸体内处于上止点时活塞最高点高于缸体上平面的情况下测量缸体燃烧室容积V；所述测量装置包括：

致动器，与所述活塞连接，用于将所述活塞移动到所述缸体的预定位置处；其中，所述活塞位于所述预定位置时，活塞最高点不高于所述缸体上平面；

与所述活塞联接的位移传感器，用于测量所述活塞的所述上止点与所述预定位置之间的距离H；

设置在所述缸体上平面处的光电开关，用于检测所述活塞最高点是否高于所述缸体上平面，当所述活塞最高点不高于所述缸体上平面时发出开关信号；

驱动电机，驱动所述致动器；

控制器，分别与所述光电开关和所述驱动电机相连接；其中，当所述控制器接收到来自所述光电开关的所述开关信号时控制所述驱动电机停止工作。

所述测量装置还包括：

滴定器，用于滴定测量所述活塞位于所述预定位置时的第一缸体燃烧室容积V1。

另一方面，本发明还提供一种缸体燃烧室容积的测量方法，用于在活塞在缸体内处于上止点时活塞最高点高于所述缸体的上平面的情况下测量缸体燃烧室容积V，包括步骤：

将所述活塞在所述缸体内定位到所述上止点之下的预定位置处；在所述预定位置处，所述活塞最高点不高于所述缸体的所述上平面；其中，所述活塞的所述预定位置与所述上止点之间具有距离H；

利用滴定法测量所述活塞位于所述预定位置时的第一缸体燃烧室容积V1；

根据所述距离H和所述活塞的直径D，以及所述第一缸体燃烧室容积V1计算获得所述活塞位于所述上止点时的缸体燃烧室容积V。

所述计算步骤中，根据所述距离H和所述直径D计算获得下移容积V2，缸体燃烧室容积V=V1-V2。

本发明提供的缸体燃烧室容积测量方法对测量工具和距离H并不做具体限定，测量结果的误差基本上是来自于测量误差，而本方法不会带来额外的误差，因此利用现有的工具设备就能够方便的获得缸体燃烧室容积。在利用本发明提供的测量工具能够简单方便的获得高精度的测量结果。

附图说明

图1所示为活塞位于上止点时缸体与活塞结构示意图；

图2所示为图1所示的活塞下移一定距离后的缸体与活塞结构示意图；

图3所示为本发明实施例二提供的缸体燃烧室容积测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

活塞101在气缸的缸体102内位于上止点时的位置如图1中所示。活塞101的最高点110高于缸体上平面103，导致无法按照滴定法测量缸体燃烧室容积。本实施例提供的方法是将活塞101下移一定距离之后使得活塞最高点110基本平齐于甚至低于缸体上平面103，从而可以利用滴定法进行测量，然后计算获得缸体燃烧室容积。

如图2中所示，将活塞101从其上止点下移一定距离H，使得活塞最高点110低于缸体上平面103。这样，活塞101的包括最高点110在内的整个顶表面114与缸体102形成一个腔体112。这个腔体112是指在缸体102内从活塞101的顶表面114到缸体102的上平面103之间的空间。此时，按照通常的滴定法在腔体112内滴入滴定液，即可测得腔体112的第一缸体燃烧室容积V1。根据活塞101的直径D（其与缸体102的内径基本相同）以及活塞101下移距离H，即可计算获得这样的下移导致的下移容积V2=π(D/2)^2*H。因此，当活塞101处于图1所示的上止点位置时，其缸体燃烧室容积V=V1-V2。其中，距离H的具体数值可以在实际测量过程中测量获得。

需要理解的是，这样得到的缸体燃烧室容积V有可能为负数。这表明，当活塞处于如图1所示的上止点位置时，其顶表面114上高出缸体上平面103的部分的体积大于低于缸体上平面103的部分的容积；在这样的情况下，活塞本身对整个燃烧室容积的贡献为负。

在不同于图2的实施例中，活塞101可以在缸体102内下移更远或更近的距离。在一个优选实施例中，可以使得活塞101下移至其最高点110与缸体上平面103基本平齐的位置。

实施例二

本实施例提供一种用于测量活塞位于上止点时高出缸体上平面时的缸体燃烧室容积测量装置。其中，活塞位于上止点时缸体与活塞的结构如图1中所示。本实施例提供的测量装置如图3中所示，包括控制器105，与控制器105连接的驱动电机106和光电开关108，以及与驱动电机106相连接的致动器107。通过驱动电机106驱动致动器107将活塞101从图1所示的上止点位置移动到缸体的预定位置处，使得活塞101位于所述预定位置时活塞最高点110不高于所述缸体上平面103。驱动电机106具体可采用步进电机，以便于精确的控制致动器107的调节距离。致动器107具体可以为线性致动器或者丝杆，并可从上方抵靠活塞101，从而在驱动电机106的驱动下向下压动活塞101，从而使其沿着缸体102向下移动。

光电开关108可以设置在如图1中所示的缸体上平面103处，其检测光线与缸体上平面103基本平齐。例如，光电开关108的位置可以设置成使其检测光线基本贴合缸体上平面103。而且，光电开关108的检测光线可以与活塞最高点110的沿竖向的运动路径对准。这样，当活塞101向下移动到其最高点110基本平齐于所述缸体上平面103时，光电开关108就会发出开关信号（由于光电开关108中的光发射器发出的检测光线不再被活塞101所遮挡，从而由光电开关108中的光接收器接收到该检测光线）。控制器105接收到来自所述光电开关108的开关信号时，控制驱动电机106停止工作。这样可以使得活塞101停止在其最高点110与所述缸体上平面103基本平齐的预定位置，相比于图2中所示的活塞位置，由于活塞101下降距离缩短，使得第一缸体燃烧室容积V1较小。这样，在用滴定法测量该第一缸体燃烧室容积V1时，可以减少滴定液的用量，从而提高测量效率并减少测量误差。测量装置还包括与所述活塞101联接的位移传感器104，用于测量所述活塞的上止点与预定位置之间的距离H。该位移传感器104可以为设置在活塞101的下方的直线位移传感器。

在实际测量中，还可以通过致动器107带动活塞连杆运动，从而使得活塞101在缸体102内上下运动。通过位移传感器104实时测量活塞101在缸体102内所处的位置，从而能够准确的确定活塞101处于上止点时的位置。相比于现有技术中通过人为的寻找上止点位置，本装置中采用位移传感器104测量活塞101的整个运动周期内的高度值，从而能够精确的找到活塞101的上止点位置。

更进一步地，所述测量装置还包括滴定器（图中未示出），用于滴定测量所述活塞位于所述预定位置时的第一缸体燃烧室容积V1。

根据所述第一缸体燃烧室容积V1、距离H以及活塞直径D可以计算获得活塞位于上止点时的缸体燃烧室容积V=V1-π(D/2)^2*H。采用本实施例中提供的测量装置，能够简单快捷的测量得到计算缸体燃烧室容积V所必须的参数，并且尽可能的缩短活塞下移的距离使得活塞最高点不突出缸体上平面，从而提高测量精度。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以对本发明的技术方案进行的修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种缸体燃烧室容积的测量装置，用于活塞在缸体内处于上止点时活塞最高点高于缸体上平面的情况下测量缸体燃烧室容积V；所述测量装置包括：

致动器（107），与所述活塞（101）连接，用于将所述活塞（101）移动到所述缸体的预定位置处；其中，所述活塞（101）位于所述预定位置时，所述活塞最高点（110）不高于所述缸体上平面（103）；

与所述活塞（101）联接的位移传感器（104），用于测量所述活塞（101）的所述上止点与所述预定位置之间的距离H；

设置在所述缸体上平面处的光电开关（108），用于检测所述活塞最高点（110）是否高于所述缸体上平面（103），当所述活塞最高点（110）不高于所述缸体上平面（103）时发出开关信号；

驱动电机（106），驱动所述致动器（107）；

控制器（105），分别与所述光电开关（108）和所述驱动电机（106）相连接；其中，当所述控制器（105）接收到来自所述光电开关（108）的所述开关信号时控制所述驱动电机（106）停止工作。

2.根据权利要求1所述的缸体燃烧室容积的测量装置，其特征在于，还包括：

滴定器，用于滴定测量所述活塞（101）位于所述预定位置时的第一缸体燃烧室容积V1。

3.根据权利要求1或2所述的缸体燃烧室容积的测量装置，其特征在于，在所述预定位置处，所述活塞最高点（110）与所述缸体上平面（103）基本平齐。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的缸体燃烧室容积的测量装置，其特征在于，所述驱动电机（106）为步进电机。

5.一种缸体燃烧室容积的测量方法，用于在活塞在缸体内处于上止点时活塞最高点高于所述缸体的上平面的情况下测量缸体燃烧室容积V，包括步骤：

将所述活塞在所述缸体内定位到所述上止点之下的预定位置处；在所述预定位置处，所述活塞最高点不高于所述缸体的所述上平面；其中，所述活塞的所述预定位置与所述上止点之间具有距离H；

利用滴定法测量所述活塞位于所述预定位置时的第一缸体燃烧室容积V1；

根据所述距离H和所述活塞的直径D，以及所述第一缸体燃烧室容积V1计算获得所述活塞位于所述上止点时的缸体燃烧室容积V。

6.根据权利要求5所述的缸体燃烧室容积的测量方法，其特征在于，所述计算步骤中，根据所述距离H和所述直径D计算获得下移容积V2，缸体燃烧室容积V=V1-V2。

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