CN105180780A - 一种发动机配气相位检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车部件技术领域，提供了一种发动机配气相位检测装置，包括百分表和指针，所述百分表安装于缸盖靠近气门的一侧，且所述百分表的测头垂直抵靠于所述气门；凸轮轴伸出所述缸盖的驱动端连接有刻度盘，且所述驱动端连接有驱动所述凸轮轴绕其轴线转动的驱动机构；所述指针安装于所述缸盖，且沿所述刻度盘的径向伸向所述刻度盘。本发明通过增加驱动机构，通过驱动机构直接驱动凸轮轴的转动，进行升程最大值和气门相位角的检测，该种结构节省检测工序，且若出现相位角与设计要求不符，也只需拆卸缸盖部分的零件，节省工时，提高装配效率和生产效率。

Description

一种发动机配气相位检测装置及方法

技术领域

本发明属于汽车检测技术领域，具体涉及一种发动机配气相位检测装置及方法。

背景技术

发动机配气机构是发动机的重要组成部分，一般由凸轮轴、摇臂、模拟挺柱、气门导管、气门、气门弹簧等部件构成。配气机构的主要功用是按照发动机工作循环和点火顺序的要求，定时打开和关闭每个气缸的进气门和排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，废气及时从气缸排出，在压缩和膨胀行程中保证燃烧的密封。气门的开启和关闭必须要有精确的控制，主要和配气相位有关。配气相位的保证有两点：一是凸轮轴上凸轮型线和相位角的设计，二是驱动凸轮轴转动的凸轮轴与曲轴之间的驱动皮带、链条或正时齿轮安装是否正确，以保证气门的打开和关闭时机与配气相位的要求一致。在发动机开发过程中，往往需要对发动机的配气相位进行检测，以检验实际运转时发动机配气相位与设计要求是否一致，以便进行优化和改进。

现有的配气相位检测装置如图1所示，通常需要将发动机缸体总成及缸盖总成合装后，装配凸轮轴104与曲轴之间的驱动皮带、链条或正时齿轮，并在曲轴前端或后端装配刻度盘及指针，用以读取曲轴转动角度，缸盖103安装支撑平板，放置磁力表座102，磁力表座102安装测头加长的百分表101，百分表101的测头与气门弹簧上座107相接触。转动曲轴带动凸轮轴104转动，凸轮轴104通过摇臂105驱动气门108及气门弹簧上座107上下移动，模拟挺住106起到导向作用，当气门108达到升程最大值和回程最小值时分别读取刻度盘的值，二者差值即相位角，通过这种方法获取进气和排气过程各阶段的气门相位角。

现有的发动机配气相位检测，由于需要将发动机缸体总成与缸盖总成合装后，才能驱动凸轮轴104转动，因此发动机配气相位检测必须将发动机缸体总成与缸盖合装后才能进行，而相位检测过程中，若发动机配气相位不符合设计值时，需要将整个发动机缸体总成与缸盖总成均拆卸，再进行凸轮轴104及各部件的改进，这种方式每次装配和拆卸的零部件太多，费工费时，降低装配和生产效率，增加成本；且由于发动机缸体与缸盖总成合装后，测头无法直接接触到气门，只能间接地检测气门弹簧上座107，因此需要将测头加长，且测头与气门弹簧107上座的接触面积太小，会影响检测精度和检测的一致性；同时，加长的测头在检测过程中，易与凸轮轴104发生干涉，影响整个检测过程的正常进行，降低检测精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机配气相位检测装置及方法，通过增加驱动机构，通过驱动机构直接驱动凸轮轴的转动，进行升程最大值和气门相位角的检测，该种结构节省检测工序，且若出现相位角与设计要求不符，也只需拆卸缸盖部分的零件，节省工时，提高装配效率和生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机配气相位检测装置，包括百分表和指针，所述百分表安装于缸盖靠近气门的一侧，且所述百分表的测头垂直抵靠于所述气门；凸轮轴伸出所述缸盖的驱动端连接有刻度盘，且所述驱动端连接有驱动所述凸轮轴绕其轴线转动的驱动机构；所述指针安装于所述缸盖，且沿所述刻度盘的径向伸向所述刻度盘。

优选地，所述驱动机构包括螺杆，所述螺杆穿过所述刻度盘螺接于所述驱动端。

优选地，所述螺杆远离所述凸轮轴的一端连接有驱动手柄。

优选地，所述驱动手柄为六棱柱。

优选地，所述指针通过指针杆连接于所述缸盖。

优选地，所述指针杆沿旋转轴转动连接于所述缸盖，且通过锁紧机构锁紧，所述旋转轴与所述气门的轴线平行。

优选地，所述锁紧机构包括设于所述缸盖的螺纹孔、设于指针杆的通孔，和穿过所述通孔螺接于所述螺纹孔的螺栓。

优选地，所述刻度盘与所述驱动端之间还设有正时链轮，所述正时链轮设有链轮正时标记，所述缸盖靠近所述正时链轮的一侧设有与所述链轮正时标记相对应的缸盖正时标记。

本发明还提供一种基于上述发动机配气相位检测装置的检测方法，包括：

步骤S1：转动所述凸轮轴，直到所述链轮正时标记与所述缸盖正时标记正对；

步骤S2：记录此时的所述指针正对的所述刻度盘上的第一刻度值；

步骤S3：调整所述百分表，使其测头垂直抵靠所述气门，并将所述百分表的刻度针置为零；

步骤S4：同向转动凸轮轴，直到所述刻度针不在转动，则气门上升至最大值；

步骤S5：读出所述百分表的示数，记录为气门最大升程值；

步骤S6：继续转动所述凸轮轴，直到所述刻度针有回转趋势，记录所述指针正对的所述刻度盘上的第二刻度值；

步骤S7：继续同向转动所述凸轮轴，直到所述刻度针回转到最小值后不在转动；

步骤S8：继续同向转动所述凸轮轴，直到所述刻度针有再次回转趋势时，记录所述指针正对的所述刻度盘上的第三刻度值；

步骤S9：计算升程相位角＝第二刻度值-第一刻度值；回程相位角＝第三刻度值-第二刻度值。

本发明的有益效果在于：

本发明通过增加驱动机构，发动机配气相位检测不需要将整个发动机缸体与缸盖合装，通过驱动机构直接驱动凸轮轴的转动，以进行升程最大值和气门相位角的检测，该装置节省检测工序，且若出现相位角与设计要求不符，也只需拆卸缸盖部分的零件，节省工时，提高装配效率和生产效率；同时由于不需要将缸盖安装于发动机缸体，测头能够直接接触到气门，也无需加长测头，避免检测过程中与其它零部件发生干涉，保证检测结果的一致性，提高检测精度。

附图说明

图1是现有技术发动机配气相位检测装置的示意图；

图2是本发明所提供的发动机配气相位检测装置一种具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明所提供的发动机配气相位检测装置一种具体实施方式的右视图；

图4是沿图2中A-A线的剖视图。

附图标记：

在图1中：

101、百分表，102、磁力表座，103、缸盖，104、凸轮轴，105、摇臂，106、模拟挺住，107、气门弹簧上座，108、气门；

在图2-图4中：

201、百分表，202、磁力表座，203、缸盖，204、凸轮轴，205、正时链轮，206、刻度盘，207、驱动机构，208、指针，209、指针杆，210、螺栓，211、气门，212、链轮正时标记，213、缸盖正时标记，214、模拟挺住，215、摇臂，216、气门导管，217、气门弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图2-图4，在一种具体实施方式中，本发明所提供的发动机配气相位检测装置，包括百分表201和指针208，百分表201安装于缸盖203靠近气门211的一侧，且百分表201的测头垂直抵靠于气门211；凸轮轴204伸出缸盖203的驱动端连接有刻度盘206，且驱动端连接有驱动凸轮轴204绕其轴线转动的驱动机构207；指针208安装于缸盖203，且沿刻度盘206的径向伸向刻度盘206。

上述实施例通过增加驱动机构207，发动机配气相位检测不需要将整个发动机缸体与缸盖203合装，通过驱动机构207直接驱动凸轮轴204的转动，以进行升程最大值和气门相位角的检测，该装置节省检测工序，且若出现相位角与设计要求不符，也只需拆卸缸盖部分的零件，节省工时，提高装配效率和生产效率；同时由于不需要将缸盖安装于发动机缸体，测头能够直接接触到气门211，也无需加长测头，避免检测过程中与其它零部件发生干涉，保证检测结果的一致性，提高检测精度。

驱动机构207包括螺杆，螺杆穿过刻度盘206螺接于驱动端。通过连接于驱动端的螺杆，结构简单，易于控制，且便于凸轮轴204的驱动操作。

螺杆远离凸轮轴204的一端连接有驱动手柄。通过设置驱动手柄使驱动更易操作。

驱动手柄为六棱柱。六棱柱的结构能够方便扳手操作，以借助扳手使驱动更轻松。

驱动手柄也可以为L型摇把结构，或者其它多边形结构。

驱动机构207也可以为电机，电机的输出轴与驱动端连接，但该种方式需要电力驱动，线路繁琐。

指针208通过指针杆209连接于缸盖203。增加指针杆209可以方便连接。

指针208与指针杆209可以为一体结构，也可以分别加工，优选一体结构，提高指针的刚度，降低对检测精度的影响。

指针杆209沿旋转轴转动连接于缸盖203，且通过锁紧机构锁紧，旋转轴与气门211的轴线平行。该结构能够在检测前，对指针208进行调整，使其完全处于刻度盘209的径向，以保证检测的准确性。

锁紧机构包括设于缸盖203的螺纹孔、设于指针杆209的通孔，和穿过通孔螺接于螺纹孔的螺栓210。该种方式松开螺栓210，转动指针杆209到指针208处于刻度盘206的径向位置，拧紧螺栓210，同时实现了旋转与锁紧的功能，结构简单，便于拆装。

指针杆208也可以直接卡接或者焊接于缸盖203，但该种方式指针208无法进行调节，对装配精度要求较高，拆装不方便。

刻度盘206与驱动端之间还设有正时链轮205，正时链轮205设有链轮正时标记212，缸盖203靠近正时链轮205的一侧设有与链轮正时标记212相对应的缸盖正时标记213。通过增加链轮正时标记212与缸盖正时标记213，在发动机配气相位检测初，先将二者正对，以协调各气门之间的开闭。

具体地，正时链轮205、刻度盘206分别设有通孔，通过螺杆依次穿过二者的通孔将其固定于凸轮轴204。凸轮轴204、模拟挺住214分别间隙配合连接于缸盖203，气门导管216过盈配合连接于缸盖203，气门211沿其轴向滑动安装于气门导管216，且气门211与气门导管216之间安装有气门弹簧217；凸轮轴204与气门211通过摇臂215传动。百分表201通过磁力表座202吸附于缸盖203。磁力表座202与缸盖203可以设置支撑板。以提高连接的方便性。

通过开口扳手转动螺杆，凸轮轴204、刻度盘206和正时链轮205同步转动，摇臂215及模拟挺住214使气门211沿着气门导管216轴向滑动，实现气门211的开启与关闭。整个检测过程中，百分表201的测头始终与气门接触。

本发明还提供一种基于上述发动机配气相位检测装置的检测方法，包括：

步骤S1：转动凸轮轴204，直到链轮正时标记212与缸盖正时标记213正对；

步骤S2：记录此时的指针208正对的刻度盘206上的第一刻度值；

步骤S3：调整百分表201，使其测头垂直抵靠气门211，并将百分表201的刻度针置为零；

步骤S4：同向转动凸轮轴204，直到刻度针不在转动，则气门211上升至最大值；

由于凸轮轴204设计时为了保证获取较多的进气量通常会使气门早开或者晚关。

继续转动凸轮轴204会百分表201的刻度针不动，表明进气晚关，此时的百分表201的读数即为气门最大升程值。

步骤S5：读出百分表的示数，记录为气门最大升程值；

步骤S6：继续转动凸轮轴204，直到刻度针有回转趋势，表明气门211将要关闭，记录指针208正对的刻度盘上206的第二刻度值；

步骤S7：继续同向转动凸轮轴204，进气门211开始关闭，直到刻度针回转到最小值后，继续转动凸轮轴204，刻度针不在转动，表明进气早开；

步骤S8：继续同向转动凸轮轴204，直到刻度针有再次回转趋势时，表明气门211将要开启，记录指针208正对的刻度盘206上的第三刻度值；

步骤S9：计算升程相位角＝第二刻度值-第一刻度值；回程相位角＝第三刻度值-第二刻度值。

通过上述方法，通过链轮正时标记212与缸盖正时标记213的对准，以及指针208的调整、百分表201的测头垂直抵靠气门，能够使气门升程最大值和气门相位角的检测更精确。

上述的同向指与前一步骤中的转动方向相同的方向，即前一步骤顺时针转动，同向为继续顺时针转动；前一步骤逆时针转动，同向为继续逆时针转动。

其中，上述装置与方法中所述的气门211可以为进气门，也可以为排气门；凸轮轴204可以为进气凸轮轴，也可以为排气凸轮轴；正时链轮205可以为进气正时链轮，也可以排气正时链轮；气门导管216可以为进气气门导管，也可以为排气气门导管；摇臂215可以为进气摇臂，也可以为排气摇臂；模拟挺住214可以为进气模拟挺住，也可以为排气模拟挺住。检测时，只需各自对应即可。检测进气门升程最大值和进气门相位角时，百分表201的测头垂直抵靠于进气门即可；检测排气门升程最大值和排气门相位角时，百分表201的测头垂直抵靠于排气门即可；当然也可以使用两个百分表201，其测头分别垂直抵靠与进气门与排气门，同时检测进气门升程最大值和进气门相位角时、排气门升程最大值和排气门相位角。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (9)

1.一种发动机配气相位检测装置，包括百分表和指针，其特征在于，所述百分表安装于缸盖靠近气门的一侧，且所述百分表的测头垂直抵靠于所述气门；凸轮轴伸出所述缸盖的驱动端连接有刻度盘，且所述驱动端连接有驱动所述凸轮轴绕其轴线转动的驱动机构；所述指针安装于所述缸盖，且沿所述刻度盘的径向伸向所述刻度盘。

2.根据权利要求1所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述驱动机构包括螺杆，所述螺杆穿过所述刻度盘螺接于所述驱动端。

3.根据权利要求2所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述螺杆远离所述凸轮轴的一端连接有驱动手柄。

4.根据权利要求3所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述驱动手柄为六棱柱。

5.根据权利要求1所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述指针通过指针杆连接于所述缸盖。

6.根据权利要求5所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述指针杆沿旋转轴转动连接于所述缸盖，且通过锁紧机构锁紧，所述旋转轴与所述气门的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述锁紧机构包括设于所述缸盖的螺纹孔、设于所述指针杆的通孔，和穿过所述通孔螺接于所述螺纹孔的螺栓。

8.根据权利要求1-7任一项所述的发动机配气相位检测装置，其特征在于，所述刻度盘与所述驱动端之间还设有正时链轮，所述正时链轮设有链轮正时标记，所述缸盖靠近所述正时链轮的一侧设有与所述链轮正时标记相对应的缸盖正时标记。

9.基于权利要求8所述的发动机配气相位检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1：转动所述凸轮轴，直到所述链轮正时标记与所述缸盖正时标记正对；

步骤S2：记录此时的所述指针正对的所述刻度盘上的第一刻度值；

步骤S3：调整所述百分表，使其测头垂直抵靠所述气门，并将所述百分表的刻度针置为零；

步骤S4：同向转动凸轮轴，直到所述刻度针不在转动，则气门上升至最大值；

步骤S5：读出所述百分表的示数，记录为气门最大升程值；

步骤S6：继续转动所述凸轮轴，直到所述刻度针有回转趋势，记录所述指针正对的所述刻度盘上的第二刻度值；

步骤S7：继续同向转动所述凸轮轴，直到所述刻度针回转到最小值后不在转动；

步骤S8：继续同向转动所述凸轮轴，直到所述刻度针有再次回转趋势时，记录所述指针正对的所述刻度盘上的第三刻度值；

步骤S9：计算升程相位角＝第二刻度值-第一刻度值；回程相位角＝第三刻度值-第二刻度值。