CN210922564U - 一种偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，包括同轴套设于偏心凸轮轴的轴颈上的环形的定位盘，所述定位盘上设有圆柱形的定位销，所述定位销轴向与定位盘轴向平行，所述定位销周缘凸出于定位盘周缘且外径小于偏心凸轮轴上的驱动齿轮的U型槽间距，所述定位销朝下凸出于定位盘且与偏心凸轮轴上的驱动齿轮的U型槽处对应；所述定位销与U型槽的槽底面紧贴时所述定位销与U型槽的槽底面在偏心凸轮轴设计的运动轨迹处相切。本实用新型实现了乘用车发动机可变升程偏心凸轮轴相位角的测量，监控了偏心凸轮轴制造质量和入厂质量，避免了不合格品流入到发动机装配进而流入到市场的风险，使用方便、测量精度高、成本低、效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车零部件检测，具体地指一种乘用车发动机可变升程偏心凸轮轴相位角测量辅助装置。
背景技术
传统的乘用车发动机大多都是利用凸轮轴上的凸轮挤压摇臂带动气门挺杆来使气门上下运动，而可变升程发动机是在凸轮轴与传统摇臂间加装了一根偏心凸轮轴(如图1所示)，利用偏心凸轮轴1上的凸轮位置的改变来实现气门升程的改变。当系统工作时，电机驱动偏心凸轮轴1的驱动齿轮2改变相位，从而带动中间杠杆的角度，此时凸轮轴驱动中间杠杆，完成气门的开启和关闭。
偏心凸轮轴1的轴颈3朝外凸出于驱动齿轮2，轴颈3轴线同偏心凸轮轴回转中心，偏心凸轮轴1的驱动齿轮2结构如图2所示，驱动齿轮2上对称设有U形槽4，U形槽4的槽底面为经过偏心凸轮轴1回转中心的平面，设定一个U形槽4的槽底面即凸轮相位角的基准面H，偏心凸轮轴1设计的运动轨迹为与基准面H相交的圆形，例如图2中直径为44mm的轨迹线。由于相位角的偏差会导致发动机进气不充分，排气不顺畅，可能使发动机功率下降、燃油消耗增加，因此在偏心凸轮轴制造和入厂验收过程中必须检测相位角是否符合规定角度要求，只有合格零件才能进行装配。
传统的凸轮轴相位角都是以凸轮轴大头端端面的键槽中心或定位孔中心作为相位角基准，采用定位键或定位销模拟基准插入键槽或定位孔中心，凸轮轴测量设备的盘型测头扫描这些模拟基准获得键槽或定位孔的中心位置，与测量得到的各个凸轮的顶点在旋转圆周方向相比较，评价出各个凸轮顶点到相位基准中心位置的角度，就是各个凸轮的相位角。
然而可变升程偏心凸轮轴相位角的基准是一个平面且为U型槽的底面，如图2中基准面H所示，传统凸轮轴检测设备的盘型测头无法伸入到基准面H所在的U型槽内进行直接测量；由于U型槽的开口方向与旋转方向一致，所以不能采用定位键作为模拟基准；采用圆柱销作为模拟基准又无法直接紧固在U型槽内，因为槽是半圆。如果改用三坐标测量机检测，虽然基准面H可直接测量且测量准确，但三坐标测量各个凸轮顶点位置精度和重复性是不够，评价出的相位角误差很大，该方案也行不通。
检索、查阅现有在用的凸轮轴相位角检测方法，没有发现可以借用到可变升程偏心凸轮轴相位角测量上的参考技术；咨询国内外著名的凸轮轴检测设备供应商，也无法给出性价比较高的偏心凸轮轴相位角的检测附具和检测方法，最大的难点就是无法检测到基准面H，因此无法评价出各个凸轮的相位角；因为以上原因导致可变升程偏心凸轮轴相位角入厂检验只能依靠供应商保证，这给可变升程发动机的质量控制带来了较大的风险。
因此，需要开发出一种结构简单、操作方便、精度高、成本低的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置系统。
发明内容
本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、精度高、成本低的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置系统。
本实用新型的技术方案为：偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，包括同轴套设于偏心凸轮轴的轴颈上的环形的定位盘，所述定位盘上设有圆柱形的定位销，所述定位销轴向与定位盘轴向平行，所述定位销周缘凸出于定位盘周缘且外径小于偏心凸轮轴的U型槽间距，所述定位销朝下凸出于定位盘且与偏心凸轮轴的U型槽处对应。
优选的，所述定位盘内周向间隔设置多个径向的螺纹通孔，所述螺纹通孔内部设有波珠螺丝，所述波珠螺丝与凸轮轴的轴颈弹性压紧配合。
进一步的，所述波珠螺丝包括带螺纹的壳体以及位于壳体内的弹簧和波珠，所述壳体螺纹连接于螺纹通孔内，所述壳体在径向内端设有开口且波珠由压缩状态的弹簧抵紧于壳体的开口处，所述波珠凸出于定位盘的内缘与凸轮轴的轴颈弹性配合。
进一步的，所述波珠螺丝的壳体与螺纹通孔间还涂有胶水。
优选的，所述定位盘周缘处内凹形成圆心角大于180°的弧形槽，所述定位销与弧形槽过盈配合。
优选的，所述定位销朝下凸出于定位盘的高度大于驱动齿轮厚度。
进一步的，所述定位销与U型槽的槽底面紧贴时所述定位销与 U型槽的槽底面在偏心凸轮轴设计的运动轨迹处相切。
本实用新型的有益效果为：
1.基准面H与产品设计的运动轨迹的假想圆柱外表面的相交线是一个线元素，利用圆柱销外表面在基准面H与假想圆柱的相交线处相切，将相交线转换成圆柱销的中心线，凸轮轴检测设备通过扫描圆柱销上的一段圆弧即可计算得到圆柱销的中心位置，可实现将H基准转换为凸轮轴测量设备可测量的圆柱销的圆心基准(设为基准A)。测量各个凸轮，评价出各个凸轮顶点到基准A圆周方向角度，加上基准A偏离基准H的角度ɑ0，ɑ0＝arctanRA/RC(RA为圆柱销半径，RC为运动轨迹半径)，即为各个凸轮的相位角实测值。
2.本实用新型的辅助测量装置实现了乘用车发动机可变升程偏心凸轮轴相位角的测量，监控了偏心凸轮轴制造质量和入厂质量，避免了不合格品流入到发动机装配进而流入到市场的风险，使用方便、测量精度高、成本低、效果好。
附图说明
图1为现有偏心凸轮轴结构示意图
图2为现有驱动齿轮与运动轨迹示意图
图3为本实用新型辅助测量装置立体结构示意图
图4为本实用新型辅助测量装置零件图
图5为本实用新型辅助测量装置俯视图
图6为本实用新型辅助测量装置侧视图
图7为本实用新型辅助测量装置使用状态结构图
图8为本实用新型辅助测量装置测量原理示意图
其中：1-偏心凸轮轴2-驱动齿轮3-轴颈4-U型槽5-定位盘6- 定位销7-波珠螺丝71-壳体72-波珠8-螺纹通孔9-弧形槽10-测量设备探头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1-2所示，为现有的偏心凸轮轴1以及偏心凸轮轴1上驱动齿轮2结构，已在背景技术中作了详细说明，于此不再赘述。
如图3-8所示，本实用新型提供的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，包括同轴套设于偏心凸轮轴1的轴颈3上的环形的定位盘 5，定位盘5上设有圆柱形的定位销6，定位销6轴向与定位盘5轴向平行，定位销6周缘凸出于定位盘5周缘且外径小于偏心凸轮轴 1的U型槽4间距，定位销6朝下凸出于定位盘5且与偏心凸轮轴 1的U型槽4处对应；定位销6朝下凸出于定位盘5的高度大于驱动齿轮2厚度。
定位盘5内周向间隔设置多个径向的螺纹通孔8，螺纹通孔8 内部设有波珠螺丝7，波珠螺丝7与凸轮轴1的轴颈3弹性压紧配合。波珠螺丝7包括带螺纹的壳体71以及位于壳体71内的弹簧(图中未画出)和波珠72，壳体螺纹71连接于螺纹通孔8内，壳体71 在径向内端设有开口且波珠72由压缩状态的弹簧抵紧于壳体71的开口处，波珠72凸出于定位盘5的内缘与凸轮轴1的轴颈3弹性配合。波珠螺丝7的壳体71与螺纹通孔8间还涂有胶水。本实施例中，螺纹通孔8为三个，周向等间隔设置。
定位盘5周缘处内凹形成圆心角大于180°的弧形槽9，定位销6与弧形槽9过盈配合。本实施例中，定位销6径向凸出于定位盘5为0.5～1mm，便于测量设备探头10扫描测量。
为保证定位销6与U型槽4的基准面H在偏心凸轮轴1设计的运动轨迹处相切，如图8中所示，偏心凸轮轴1回转中心为O，偏心凸轮轴1产品设计的运动轨迹C半径为RC，令定位销6中心(设为基准A)与回转中心为O的距离OA满足OA2＝RC 2+RA 2，符合勾股定理，即可满足定位销6与U型槽4的基准面H在偏心凸轮轴1 设计的运动轨迹处相切。本实施例中，RC＝22mm，RA＝4mm，所以 OA＝22.36mm，因此确定定位销6中心位于定位盘5的
圆上。
本实用新型的测量原理为：
将测量辅助装置套设于偏心凸轮轴1的轴颈3上，定位盘5位于驱动齿轮2上方贴合，转动定位盘5使定位销6进入U型槽4内，与U型槽4的基准面H紧贴，此时定位销6与U型槽4的基准面 H在偏心凸轮轴1设计的运动轨迹处相切。
测量设备探头10通过扫描圆柱销6上的一段圆弧即可计算得到圆柱销6的中心位置，可实现将H基准转换为凸轮轴测量设备可测量的圆柱销的圆心基准(基准A)。测量各个凸轮，评价出各个凸轮顶点到基准A圆周方向角度，加上基准A偏离基准H的角度ɑ0，ɑ0＝arctanRA/RC(本实施例ɑ0＝arctan4/22)，即为各个凸轮的相位角实测值。
Claims (7)
1.偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，包括同轴套设于偏心凸轮轴(1)的轴颈(3)上的环形的定位盘(5)，所述定位盘(5)上设有圆柱形的定位销(6)，所述定位销(6)轴向与定位盘(5)轴向平行，所述定位销(6)周缘凸出于定位盘(5)周缘且外径小于偏心凸轮轴(1)上的驱动齿轮(2)的U型槽(4)间距，所述定位销(6)朝下凸出于定位盘(5)且与偏心凸轮轴(1)上的驱动齿轮(2)的U型槽(4)处对应。
2.如权利要求1所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述定位盘(5)内周向间隔设置多个径向的螺纹通孔(8)，所述螺纹通孔(8)内部设有波珠螺丝(7)，所述波珠螺丝(7)与凸轮轴(1)的轴颈(3)弹性压紧配合。
3.如权利要求2所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述波珠螺丝(7)包括带螺纹的壳体(71)以及位于壳体(71)内的弹簧和波珠(72)，所述壳体(71)螺纹连接于螺纹通孔(8)内，所述壳体(71)在径向内端设有开口且波珠(72)由压缩状态的弹簧抵紧于壳体(71)的开口处，所述波珠(72)凸出于定位盘(5)的内缘与凸轮轴(1)的轴颈(3)弹性配合。
4.如权利要求3所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述波珠螺丝(7)的壳体(71)与螺纹通孔(8)间还涂有胶水。
5.如权利要求1所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述定位盘(5)周缘处内凹形成圆心角大于180°的弧形槽(9)，所述定位销(6)与弧形槽(9)过盈配合。
6.如权利要求1所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述定位销(6)朝下凸出于定位盘(5)的高度大于驱动齿轮(2)厚度。
7.如权利要求6所述的偏心凸轮轴的相位角测量辅助装置，其特征在于，所述定位销(6)与U型槽(4)的槽底面紧贴时所述定位销(6)与U型槽(4)的槽底面在偏心凸轮轴(1)设计的运动轨迹处相切。
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