CN108344576A - 一种气门旋转状况的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气门旋转状况的测量装置，包括圆环柱形的定子分电器、弹性导体触片、供电电源、多个电阻组成的测量电路及数据采集器。定子分电器的上部套在气门油封上，下部套在气门导管上，下端与气门弹簧下座接触；弹性导体触片的一端与定子分电器的外圆周面相接触，另一端与气门杆连接；定子分电器由横截面为圆弧形的、固定为一体的多个导体及设于每两个相邻导体之间的绝缘体构成；供电电源串联多个电阻，且电阻的第一端分别与导体相连；数据采集器的一端连接发动机接地点，另一端连接与供电电源直接相连的电阻的第二端。本发明可以在任何工况下可靠地采集气门旋转状况的数据，为配气机构零部件的设计提供了技术支持。

Description

一种气门旋转状况的测量装置

技术领域

本发明涉及发动机配气机构技术领域，特别地涉及一种气门旋转状况的测量装置。

背景技术

气门是发动机呼吸的开关，气门的气密性和耐久性直接关系到发动机的性能，气门座圈和气门背的配合用于密封发动机燃烧室，工作状态时刻承受高速的冲击，为了避免气门背和气门座圈出现偏磨而影响发动机的气密性和耐久性，通过设计使气门能够相对于气门座圈有一个相对的转动，这就是“气门旋转”。

由于气门位于发动机内部，且工作环境恶劣，直接测量气门旋转非常困难，尤其是测量发动机点火工作状态中的气门旋转。目前的现有技术是申请号为CN201310552238.0的《一种气门旋转速度的测量装置》。

设计中，“气门旋转”应向着某一特定的方向，但是实际工作中往往会出现一些意想不到的情况，以目前的试验经验来看，会出现旋转方向不定，有向右转动也有向左转动，或旋转的情况不定，有晃动，有晃动后再转动，有转动后再晃动等情况。

专利申请号为CN201310552238.0的现有技术中，所公开的装置只能够测量气门旋转的速度，图1所示为测量电路，此测量装置包括油封01、触片02、气门杆03、定子04和数据采集系统05，此装置只能测量到触片02与定子04中导电体(5V信号)和绝缘体(0V信号)的接触改变，进而采集信号。所输出的电压信号如图2所示。

即该技术在测量气门旋转时存在一些缺陷：无论气门向右还是向左旋转，输出信号都为图2所示，即不能检测气门的旋转方向。在触片02与定子04中导电体能够接触的如下情况下：1、气门未转动，只是在左右晃动；2、气门转动，但是既有向左转动，也有向右转动；3、气门由晃动(未转动)变为转动；4、气门由转动变为晃动(未转动)，根据采集的信号甚至会得出完全错误的结论。由此可知，存在上述缺陷的装置得出的实验结论不可信，就失去了实际应用的意义。

因此，需要提供一种新型的测量气门旋转状况的装置，可以分辨气门的各种旋转情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出的装置可以在任何工况下准确地测量气门旋转的方向和速度，分辨气门旋转的各种状况。

本发明提供了一种气门旋转状况的测量装置，其中，包括圆环柱形的定子分电器、弹性导体触片、供电电源、多个电阻组成的测量电路及数据采集器；

所述定子分电器的上部套在气门油封上，下部套在气门导管上，下端与气门弹簧下座接触；所述弹性导体触片的一端与所述定子分电器的外圆周面相接触，另一端与气门杆连接；

所述定子分电器由横截面为圆弧形的、固定为一体的多个导体及设于每两个相邻所述导体之间的绝缘体构成；

所述供电电源串联多个所述电阻，且所述电阻的第一端分别与所述导体相连；所述数据采集器的一端连接发动机接地点，另一端连接与所述供电电源直接相连的所述电阻的第二端。

如上所述的测量装置，其中，所述定子分电器包括第一导体、第二导体及第三导体。

如上所述的测量装置，其中，所述供电电源串联第一电阻、第二电阻及第三电阻而形成闭合电路；

所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的外圆周面分别连接到所述第一电阻与所述第二电阻之间、所述第二电阻与所述第三电阻之间及所述第三电阻与所述供电电源的一个电极之间。

如上所述的测量装置，其中，所述数据采集器采集所述发动机接地点和所述供电电源的另一个电极之间的输出电压。

如上所述的测量装置，其中，所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的横截面分别为对应80°圆心角的圆弧形；所述绝缘体的横截面分别为对应40°圆心角的圆弧形。

如上所述的测量装置，其中，所述供电电源的电压为5V或12V。

如上所述的测量装置，其中，当所述供电电源的电压为5V时，所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻分别为1kΩ、2kΩ和2kΩ。

如上所述的测量装置，其中，当所述供电电源的电压为12V时，所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻分别为1kΩ、1kΩ和1kΩ。

如上所述的测量装置，其中，所述定子分电器与所述气门油封、所述气门弹簧下座及所述气门导管之间由绝缘材料隔离。

如上所述的测量装置，其中，所述绝缘体和导体均为圆弧柱形。

本发明提供的测量装置可以在任何工况下可靠地采集气门旋转的状况数据，包括正常的旋转、顺逆时针旋转及左右晃动等。为气门、气门座圈及凸轮轴等配气机构零部件的设计提供了技术支持。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为现有技术中气门旋转速度测量装置测量原理图；

图2为利用图1的测量原理所得的电压输出图；

图3为本发明的气门旋转状况测量装置的配气机构剖面图；

图4为本发明的气门旋转状况测量装置测量原理图；

图5为利用图4的测量原理所得的气门顺时针旋转的电压输出图；

图6为利用图4的测量原理所得的气门逆时针旋转的电压输出图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

气门旋转状况测量装置包括圆环柱形的定子分电器6，弹性导体触片4；所述定子分电器6的上部套装固定在气门油封5上，其下部套装固定在气门导管8上，其最下端与气门弹簧下座7相接触。圆柱形的定子分电器6与气门油封5、气门弹簧下座7及气门导管8之间由绝缘材料隔离。弹性导体触片4与气门弹簧3不干涉。定子分电器6由横截面为圆弧形的、固定为一体的多个导体及设于所述导体之间的绝缘体12构成。

供电电源10串联多个电阻，且电阻的第一端分别与导体相连；数据采集器11的一端连接发动机接地点，另一端连接与供电电源10直接相连的电阻的第二端。

在具体实施例中，导体包括第一导体A、第二导体B和第三导体C，在这三个导体的两两之间设有绝缘体12，且第一导体A、第二导体B和第三导体C的横截面分别对应80°的圆心角，它们之间的绝缘体12的横截面对应40°的圆心角。弹性导体触片4的一端焊接在气门杆9上，另一端与定子分电器6的外圆周面相接触。弹性导体触片4跟随气门一起运动，U为输出电压，由数据采集器11采集。

本发明的测量装置用于实施例中，供电电源10串联第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3而形成闭合电路；第一导体A、第二导体B和第三导体C的外圆周面分别连接到第一电阻R1与第二电阻R2之间、第二电阻R2与第三电阻R3之间及第三电阻R3与供电电源10的一个电极之间。其中，弹性导体触片4的另一端通过发动机接地点与数据采集器11的一端连接，数据采集器11的另一端与供电电源10的另一个电极连接。

即弹性导体触片4的一端始终与定子分电器6的外圆周面相接触，另一端与数据采集器11的一端相连，数据采集器11的另一端连接到供电电源10的一个电极和电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接到第一导体A的外圆周面和电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接到第二导体B的外圆周面和电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接到第三导体C的外圆周面和供电电源10的另一个电极。弹性导体触片4和定子分电器6在测量电路中构成一个开关。

本发明通过数据采集器11采集的电压来判断气门旋转的状况。

如图4所示，随着气门的旋转，气门杆9带动弹性导体触片4一起旋转。当弹性导体触片4与第一导体A、第二导体B和第三导体C接触时，相应的测量电路接通；当弹性导体触片4与绝缘体12接触时，相应的测量电路断路，由此会产生电压脉冲信号。

根据不同的数据采集器11的特性，供电电源10的电压E可以为5V或者12V。

具体地，当E为5V时，电阻R1、R2和R3的电阻值分别为1kΩ、2kΩ和2kΩ，对应地，弹性导体触片4分别接触绝缘体12和第一导体A、第二导体B及第三导体C的输出电压U分别为0V、1V、3V及5V。当E为12V时，电阻R1、R2、R3的电阻分别为1kΩ、1kΩ、1kΩ，对应地，弹性导体触片4分别接触绝缘体12、第一导体A、第二导体B及第三导体C的输出电压U分别为0V、4V、8V、12V。

具体地，弹性导体触片4与第一导体A接触时数据采集器11采集的U为R1、R2和R3的串联电路中电阻R1两端的电压，即1V；弹性导体触片4与第二导体B接触时数据采集器11采集的U为R1、R2和R3的串联电路中电阻R1和R2两端的电压，即3V；弹性导体触片4与第三导体C接触时数据采集器11采集的U为R1、R2和R3的串联电路中的总电压，即5V。当E为12V时，原理同上。

因此，输出电压U随着弹性导体触片4在气门上所经过的路程s增加会产生不同的电压脉冲信号。如图4所示的视角，即气门杆9顺时针转动输出的电压脉冲信号如图5所示，气门杆9逆时针转动而输出的电压脉冲信号如图6所示。

所述绝缘体12、所述第一导体A、所述第二导体B及所述第三导体C均为圆弧柱形。

特别地，本发明可以检测出气门一定范围左右晃动的情况，信号反应出的情况和气门实际旋转是一致的。具体的其他输出波形不在此列出。

本发明的装置可以在任何工况下可靠地采集气门旋转状况的数据，包括正常的旋转、顺逆时针旋转及左右晃动等。这就为气门、气门座圈以及凸轮轴等发动机配气机构零部件的设计提供了技术支持，并且对提升发动机的动力性、经济性、耐久性和排放都具有显著的促进作用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以用任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种气门旋转状况的测量装置，其特征在于，包括圆环柱形的定子分电器、弹性导体触片、供电电源、多个电阻组成的测量电路及数据采集器；

所述定子分电器的上部套在气门油封上，下部套在气门导管上，下端与气门弹簧下座接触；所述弹性导体触片的一端与所述定子分电器的外圆周面相接触，另一端与气门杆连接；

所述定子分电器由横截面为圆弧形的、固定为一体的多个导体及设于每两个相邻所述导体之间的绝缘体构成；

所述供电电源串联多个所述电阻，且所述电阻的第一端分别与所述导体相连；所述数据采集器的一端连接发动机接地点，另一端连接与所述供电电源直接相连的所述电阻的第二端。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述定子分电器包括第一导体、第二导体及第三导体。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述供电电源串联第一电阻、第二电阻及第三电阻而形成闭合电路；

所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的外圆周面分别连接到所述第一电阻与所述第二电阻之间、所述第二电阻与所述第三电阻之间及所述第三电阻与所述供电电源的一个电极之间。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述数据采集器采集所述发动机接地点和所述供电电源的另一个电极之间的输出电压。

5.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的横截面分别为对应80°圆心角的圆弧形；所述绝缘体的横截面分别为对应40°圆心角的圆弧形。

6.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述供电电源的电压为5V或12V。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，当所述供电电源的电压为5V时，所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻分别为1kΩ、2kΩ和2kΩ。

8.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，当所述供电电源的电压为12V时，所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻分别为1kΩ、1kΩ和1kΩ。

9.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述定子分电器与所述气门油封、所述气门弹簧下座及所述气门导管之间由绝缘材料隔离。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述绝缘体和导体均为圆弧柱形。