CN202994343U

CN202994343U - 一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置

Info

Publication number: CN202994343U
Application number: CN 201220255198
Authority: CN
Inventors: 王震; 李后良; 丁万龙
Original assignee: WUHU JAPHL POWERTRAIN SYSTEMS CO Ltd
Current assignee: JAPHL POWERTRAIN SYSTEMS CO Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-06-01

Abstract

本实用新型提供一种应用于发动机技术领域的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，所述的测量装置包括定子（1），转子（2），扭矩传感器（3），所述的定子（1）与发动机带轮（4）紧固连接，转子（2）与凸轮轴（5）端部紧固连接，所述的转子（2）设置为活动嵌装在定子（1）内的结构，所述的扭矩传感器（3）设置为能够测量转子（2）和定子（1）之间的扭矩大小的结构，扭矩传感器（3）与能够测量凸轮轴（5）的动态扭矩值的外部测量设备（20）连接。本实用新型的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，结构简单，能够实时测量凸轮中的动态扭矩；同时，本实用新型的测量装置，通用性强，能够适应不同类型的发动机；便于拆卸和安装。

Description

一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，更具体地说，是涉及一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置。

背景技术

发动机的凸轮轴是配气机构中的重要组成部分，通过曲轴驱动带轮带动其旋转，由于凸轮轴驱动挺柱以及凸轮轴与各个部件之间产生的摩擦力而导致凸轮轴的扭矩数值是一个动态的波动值。如果运用扭矩扳手测量其静态值，就会导致结果的不准确和工况的不适宜。所以需要在倒拖或者台架试验台上让凸轮轴在动态旋转中测量凸轮轴的扭矩数值，获得具有参考价值的信息。但目前还没有一个能够实时测量凸轮中的动态扭矩，并且结构紧凑简单的测量装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够实时测量凸轮中的动态扭矩的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置。

要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型为一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，所述的测量装置包括定子，转子，扭矩传感器，所述的定子与发动机带轮紧固连接，转子与凸轮轴端部紧固连接，所述的转子设置为活动嵌装在定子内的结构，所述的扭矩传感器设置为能够测量转子和定子之间的扭矩大小的结构，扭矩传感器与能够测量凸轮轴的动态扭矩值的外部测量设备连接。

所述的定子包括定子Ⅰ和定子Ⅱ，转子包括转子Ⅰ和转子Ⅱ，所述的定子Ⅰ、定子Ⅱ与发动机带轮紧固连接，转子Ⅰ、转子Ⅱ与凸轮轴端部紧固连接，所述的扭矩传感器包括传感器壳体，应变片，传感器壳体上接通电源，所述的传感器壳体设置为通过接通电源产生磁场的结构。

所述的定子Ⅰ和定子Ⅱ与发动机带轮之间设置为通过多个螺栓Ⅰ紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ、转子Ⅱ与凸轮轴端部之间设置为通过多个螺栓Ⅱ紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ活动嵌装在定子Ⅰ内，转子Ⅱ活动嵌装在定子Ⅱ内，定子Ⅱ嵌装在传感器壳体内。

所述扭矩传感器的应变片夹装在定子Ⅱ和转子Ⅱ的侧面之间，定子Ⅰ嵌装在发动机带轮侧面的凹槽内，转子Ⅰ通过中心螺栓与凸轮轴端部紧固连接。

所述的定子Ⅰ为圆盘式结构，定子Ⅰ中心设置为中空的十字槽形，在定子Ⅰ上设置多个均布的光孔Ⅰ，所述的转子Ⅰ设置为十字叉形结构，转子Ⅰ的多个叉状尾端各设置一个螺栓孔Ⅰ，所述的定子Ⅱ上设置多个均布的光孔Ⅱ，转子Ⅱ上设置多个与定子Ⅱ上的光孔Ⅱ位置对应的光孔Ⅲ，所述的发动机带轮上设置螺栓孔Ⅱ，所述的螺栓Ⅰ依次穿过光孔Ⅱ、光孔Ⅰ后与发动机带轮上的螺栓孔Ⅱ连接；所述的螺栓Ⅱ穿过光孔Ⅲ与螺栓孔Ⅰ连接。

所述的应变片设置为通过应变片变形使转子Ⅱ与定子Ⅱ之间产生相对转角的结构，应变片的相对转角设置为能够传递到传感器壳体让传感器壳体上的磁感应强度变化的结构，磁感应变化设置为能够转化为电流的结构，电流设置为能够传递到外部测量设备的结构，外部测量设备设置为能够测量凸轮轴的动态扭矩值的结构。

所述的转子Ⅰ表面设置圆形凹槽Ⅰ，圆形凹槽Ⅰ与凸轮轴端部配合安装，定子Ⅱ表面设置圆形凹槽Ⅱ，转子Ⅱ活动嵌装在圆形凹槽Ⅱ内，所述的转子Ⅱ的外圆柱面与定子Ⅱ的圆形凹槽Ⅱ的侧柱面之间设置为间隙配合的结构。

采用本实用新型的技术方案，能得到以下的有益效果：

本实用新型的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，结构简单，安装紧凑，能够实时测量凸轮中的动态扭矩；同时，本实用新型的测量装置，通用性强，能够适应不同类型的发动机；便于拆卸和安装。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本实用新型所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的正面结构示意图；

图3为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的A-A剖面的剖视结构示意图；

图4为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的定子Ⅰ的结构示意图；

图5为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的转子Ⅰ的结构示意图；

图6为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的发动机带轮的结构示意图；

图7为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的定子Ⅱ的结构示意图；

图8为图2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置的转子Ⅱ的结构示意图；

图中标记为：1、定子；2、转子；3、扭矩传感器；4、发动机带轮；5、凸轮轴；6、定子Ⅰ；7、定子Ⅱ；8、转子Ⅰ；9、转子Ⅱ；10、传感器壳体；11、应变片；12、螺栓Ⅰ；13、螺栓Ⅱ；14、凹槽；15、中心螺栓；16、光孔Ⅰ；17、光孔Ⅱ；18、叉状尾端；19、螺栓孔Ⅰ；20、外部测量设备；21、螺栓孔Ⅱ；22、圆形凹槽Ⅰ；23、圆形凹槽Ⅱ；24、外圆柱面；25、侧柱面；26、光孔Ⅲ。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1——附图8所示，本实用新型为一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，所述的测量装置包括定子1，转子2，扭矩传感器3，所述的定子1与发动机带轮4紧固连接，转子2与凸轮轴5端部紧固连接，所述的转子2设置为活动嵌装在定子1内的结构，所述的扭矩传感器3设置为能够测量转子2和定子1之间的扭矩大小的结构，扭矩传感器3与能够测量凸轮轴5的动态扭矩值的外部测量设备20连接。

所述的定子1包括定子Ⅰ6和定子Ⅱ7，转子2包括转子Ⅰ8和转子Ⅱ9，所述的定子Ⅰ6、定子Ⅱ7与发动机带轮4紧固连接，转子Ⅰ8、转子Ⅱ9与凸轮轴5端部紧固连接，所述的扭矩传感器3包括传感器壳体10，应变片11，传感器壳体10上接通电源，所述的传感器壳体10设置为通过接通电源产生磁场的结构。

所述的定子Ⅰ6和定子Ⅱ7与发动机带轮4之间设置为通过多个螺栓Ⅰ12紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ8、转子Ⅱ9与凸轮轴5端部之间设置为通过多个螺栓Ⅱ13紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ8活动嵌装在定子Ⅰ6内，转子Ⅱ9活动嵌装在定子Ⅱ7内，定子Ⅱ7嵌装在传感器壳体10内。

所述的扭矩传感器3的应变片11夹装在定子Ⅱ7和转子Ⅱ9的侧面之间，定子Ⅰ6嵌装在发动机带轮4侧面的凹槽14内，转子Ⅰ8通过中心螺栓15与凸轮轴5端部紧固连接。

所述的定子Ⅰ6为圆盘式结构，定子Ⅰ6中心设置为中空的十字槽形，在定子Ⅰ6上设置多个均布的光孔Ⅰ16，所述的转子Ⅰ8设置为十字叉形结构，转子Ⅰ8的多个叉状尾端18各设置一个螺栓孔Ⅰ19，所述的定子Ⅱ7上设置多个均布的光孔Ⅱ17，转子Ⅱ9上设置多个与定子Ⅱ7上的光孔Ⅱ17位置对应的光孔Ⅲ26，所述的发动机带轮4上设置螺栓孔Ⅱ21，所述的螺栓Ⅰ12依次穿过光孔Ⅱ17、光孔Ⅰ16后与发动机带轮4上的螺栓孔Ⅱ21连接；所述的螺栓Ⅱ13穿过光孔Ⅲ26与螺栓孔Ⅰ19连接。

所述的应变片11设置为通过应变片11变形使转子Ⅱ9与定子Ⅱ7之间产生相对转角的结构，应变片11的相对转角设置为能够传递到传感器壳体10让传感器壳体10上的磁感应强度变化的结构，磁感应变化设置为能够转化为电流的结构，电流设置为能够传递到外部测量设备20的结构，外部测量设备20设置为能够测量凸轮轴5的动态扭矩值的结构。

所述的转子Ⅰ8表面设置圆形凹槽Ⅰ22，圆形凹槽Ⅰ22与凸轮轴5端部配合安装，定子Ⅱ7表面设置圆形凹槽Ⅱ23，转子Ⅱ9活动嵌装在圆形凹槽Ⅱ23内，所述的转子Ⅱ9的外圆柱面24与定子Ⅱ7的圆形凹槽Ⅱ23的侧柱面25之间设置为间隙配合的结构。

在本实用新型所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，所述的凸轮轴5通过中心螺栓15将转子Ⅱ9与凸轮轴5紧固连接在一起，所述的转子Ⅱ9通过螺栓Ⅱ13将转子Ⅱ9与转子Ⅰ8紧固连接在一起，所述的发动机带轮4、定子Ⅰ6、定子Ⅱ7通过长螺栓Ⅰ12将三者紧固连接在一起，这样从发动机带轮4传递过来的扭矩最终体现在定子Ⅱ7上，而从凸轮轴5传递过来的负载最终传递到转子Ⅱ9上。所述的转子Ⅱ9与定子Ⅱ7之间紧固有应变片11，而传感器壳体10上接通有电源并产生磁场，当发动机带轮4发生旋转时，所述的转子Ⅱ9与定子Ⅱ7之间发生相对的扭转，使得应变片11发生微小的形变，这种微小的形变被传感器壳体10接收到，并转化为电流被外部测量装置20测量并显现出来，从而能够实现对凸轮轴动态扭矩的实时测量。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的测量装置包括定子（1），转子（2），扭矩传感器（3），所述的定子（1）与发动机带轮（4）紧固连接，转子（2）与凸轮轴（5）端部紧固连接，所述的转子（2）设置为活动嵌装在定子（1）内的结构，所述的扭矩传感器（3）设置为能够测量转子（2）和定子（1）之间的扭矩大小的结构，扭矩传感器（3）与能够测量凸轮轴（5）的动态扭矩值的外部测量设备（20）连接。

2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的定子（1）包括定子Ⅰ（6）和定子Ⅱ（7），转子（2）包括转子Ⅰ（8）和转子Ⅱ（9），所述的定子Ⅰ（6）、定子Ⅱ（7）与发动机带轮（4）紧固连接，转子Ⅰ（8）、转子Ⅱ（9）与凸轮轴（5）端部紧固连接，所述的扭矩传感器（3）包括传感器壳体（10），应变片（11），传感器壳体（10）上接通电源，所述的传感器壳体（10）设置为通过接通的电源产生磁场的结构。

3.根据权利要求2所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的定子Ⅰ（6）和定子Ⅱ（7）与发动机带轮（4）之间设置为通过多个螺栓Ⅰ（12）紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ（8）、转子Ⅱ（9）与凸轮轴（5）端部之间设置为通过多个螺栓Ⅱ（13）紧固连接的结构，所述的转子Ⅰ（8）活动嵌装在定子Ⅰ（6）内，所述的转子Ⅱ（9）活动嵌装在定子Ⅱ（7）内，所述的定子Ⅱ（7）嵌装在传感器壳体（10）内。

4.根据权利要求2或3所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的扭矩传感器（3）的应变片（11）夹装在定子Ⅱ（7）侧面和转子Ⅱ（9）侧面之间，定子Ⅰ（6）嵌装在发动机带轮（4）侧面的凹槽（14）内，转子Ⅰ（8）通过中心螺栓（15）与凸轮轴（5）端部紧固连接。

5.根据权利要求4所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的定子Ⅰ（6）为圆盘式结构，定子Ⅰ（6）中心设置为中空的十字槽形，在定子Ⅰ（6）上设置多个均布的光孔Ⅰ（16），所述的转子Ⅰ（8）设置为十字叉形结构，转子Ⅰ（8）的多个叉状尾端（18）各设置一个螺栓孔Ⅰ（19），所述的定子Ⅱ（7）上设置多个均布的光孔Ⅱ（17），转子Ⅱ（9）上设置多个与定子Ⅱ（7）上的光孔Ⅱ（17）位置对应的光孔Ⅲ（26），所述的发动机带轮（4）上设置螺栓孔Ⅱ（21），所述的螺栓Ⅰ（12）依次穿过光孔Ⅱ（17）、光孔Ⅰ（16）后与发动机带轮（4）上的螺栓孔Ⅱ（21）连接；所述的螺栓Ⅱ（13）穿过光孔Ⅲ（26）与螺栓孔Ⅰ（19）连接。

6.根据权利要求5所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的应变片（11）设置为通过应变片（11）变形使转子Ⅱ（9）与定子Ⅱ（7）之间产生相对转角的结构，应变片（11）的相对转角设置为能够传递到传感器壳体（10）让传感器壳体（10）上的磁感应强度变化的结构，磁感应变化设置为能够转化为电流的结构，电流设置为能够传递到外部测量设备（20）的结构，外部测量设备（20）设置为能够测量凸轮轴（5）的动态扭矩值的结构。

7.根据权利要求6所述的发动机凸轮轴动态扭矩测量装置，其特征在于：所述的转子Ⅰ（8）表面设置圆形凹槽Ⅰ（22），圆形凹槽Ⅰ（22）与凸轮轴（5）端部配合安装，定子Ⅱ（7）表面设置圆形凹槽Ⅱ（23），转子Ⅱ（9）活动嵌装在圆形凹槽Ⅱ（23）内，所述的转子Ⅱ（9）的外圆柱面（24）与定子Ⅱ（7）的圆形凹槽Ⅱ（23）的侧柱面（25）之间设置为间隙配合的结构。