專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置及檢測方法，更具體地涉及一種用于檢測相位器響應(yīng)速度、泄漏量及開啟壓力和徑向力作用下相位器的響應(yīng)速度的檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
可變氣門正時(shí)能優(yōu)化氣門特性參數(shù)，改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣性能，較好的滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、廢氣排放的要求，整體提高發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能?，F(xiàn)今，可變氣門技術(shù)已成為衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過對可變氣門技術(shù)的研究以及創(chuàng)新，內(nèi)燃機(jī)制造商正取得愈來愈強(qiáng)的競爭力。
連續(xù)可變凸輪相位器系統(tǒng)通過內(nèi)部油壓作用于葉片使其偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了相位角的無級調(diào)節(jié)，在相同的情況下，相位調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度方面有了大幅度提升，而且在起動(dòng)、怠速等的鎖止裝置也充分保障了系統(tǒng)的可靠性，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能獲得相比其它相位器有更大的改善。另外，葉片式相位器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案緊湊，無論是在進(jìn)氣凸輪軸，還是排氣凸輪軸上都可以方便地布置，是目前國內(nèi)外車用發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用最為廣泛的可變氣門機(jī)構(gòu)。
然而，作為產(chǎn)品性能的判決，需要對相位器進(jìn)行快速、準(zhǔn)確響應(yīng)速度，泄漏量，鎖止鎖開啟壓力進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種可以檢測內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變正時(shí)相位器響應(yīng)速度、泄漏量、開啟壓力的檢測裝置和方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種相位器檢測裝置，包括用于支撐和密封凸輪軸主軸的上部主體1與下部主體5，位于上部主體1與下部主體5之間的主軸2；氣門組4，位于下部主體內(nèi)與主軸凸輪相對應(yīng)，用來模擬可變正時(shí)相位器在發(fā)動(dòng)機(jī)使用中的凸輪扭矩作用；可變正時(shí)相位器殼體固定器6，位于下部主體的一側(cè)，用于固定可變正時(shí)相位器殼體；角位移傳感器3，位于凸輪軸的另一端部；二個(gè)機(jī)油壓力傳感器20，分別與可變正時(shí)相位器的進(jìn)油和排油通道相連，用于檢測相位器前進(jìn)腔和阻滯腔的液體壓力；油箱18；二個(gè)二位二通換向閥23，一端分別與相位器的進(jìn)油和排油通道相連，另一端分別與三位四通液壓控制閥15的A、B端口相連；三位四通液壓控制閥15，A、B端口與二個(gè)二位二通換向閥23相連，P端口與溢流閥16相連，T端口與油箱18相連；溢流閥16，其溢流口與油箱18相連，進(jìn)油口與變量液壓泵相連；變量液壓泵17，與油箱相連。
還包括可以懸掛標(biāo)定重物的齒形帶，用于模擬相位器外殼受到徑向力的情況。
安裝在油箱上的加熱裝置和溫控裝置。
一個(gè)用于固定相位器定子與凸輪軸的螺栓，所述螺栓在檢測連續(xù)可變正時(shí)相位器時(shí)為右旋，在檢測排氣連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置時(shí)為左旋。
一接油盤，接油盤可以為活動(dòng)式、推拉式或摘拿式的任何一種形式。
上述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，在檢測進(jìn)氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在提前方向與氣門組相接觸，在檢測排氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在滯后方向與氣門組相接觸。
在上述檢測系統(tǒng)上檢測相位器的響應(yīng)速度，包括以下步驟(1)獲取凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)，從而獲得相位器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)；(2)角度數(shù)據(jù)除以時(shí)間數(shù)據(jù)獲得相位器的響應(yīng)速度。
在上述檢測系統(tǒng)上檢測相位器的泄漏量，包括以下步驟(1)獲取前進(jìn)腔和阻滯腔的液體壓力信號；(2)在對應(yīng)于所述相位器的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的每個(gè)離散點(diǎn)的機(jī)油壓力信號，測量所述相位器的兩個(gè)腔的壓力差。
在上述檢測系統(tǒng)上檢測相位器的開啟壓力，包括以下步驟(1)逐漸調(diào)節(jié)溢流閥；(2)計(jì)錄角位移傳感器的信號變化，直到角位移有變化；(3)記錄機(jī)油壓力傳感器，輸出表示所述相位器的開啟壓力。
從以下參照附圖的描述中將理解本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1是本發(fā)明裝置的主體圖。
圖2是本發(fā)明裝置整體路線圖，表示本發(fā)明第一實(shí)施例中的凸輪角傳感器、缸識別傳感器和曲柄角傳感器的配置。
圖3是本發(fā)明裝置初始位置控制圖。
圖4是表示本發(fā)明裝置的前視圖。
圖5是表示本發(fā)明裝置的徑向力負(fù)載檢測圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明裝置的主體圖。
如圖1，2所示，通過加溫及溫控裝置為相位器提供合適的液壓源，液壓泵為相位器提供壓力油，通過溢流閥16調(diào)整檢測裝置到需要的液體壓力，同時(shí)一部分溢流的機(jī)油通過管路流回到油箱18，機(jī)油進(jìn)入三位四通液壓控制閥15，并與P端口相連，通過對閥的控制來實(shí)現(xiàn)選擇供應(yīng)相位器的相應(yīng)前進(jìn)腔或阻滯腔，及控制流量。兩個(gè)二位二通換向閥23分別與液壓控制閥15的A、B端口相連，實(shí)現(xiàn)與相位器油路的通斷。兩個(gè)二位二通換向閥23分別通過螺栓連接到上部主體的兩個(gè)端品22，實(shí)現(xiàn)相位器的進(jìn)油和回油，或回油或進(jìn)油。兩個(gè)油路經(jīng)過主軸2后分別到達(dá)相位器的前進(jìn)腔、阻滯腔。這樣合適的機(jī)油通過作用A、B兩腔作用在葉片上，相位器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)角位移傳感器3轉(zhuǎn)動(dòng)。
參照圖4所示，相位器13本身定子和轉(zhuǎn)子都可作相對轉(zhuǎn)動(dòng)，作為相位器產(chǎn)品的檢測裝置，我們只需轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，而定子不動(dòng)，這樣，通過使用相位器轉(zhuǎn)子固定器6，可實(shí)現(xiàn)固定相位器定子的周向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將相位器定子固定器通過螺紋連接，可實(shí)現(xiàn)相位器檢測過程中的快速更換相位器。
參照圖5所示，在相位器的實(shí)際使用中，相位器的定子通過齒形帶傳動(dòng)，由于齒形帶上有很大的張緊力矩，使的相位器在一定程度上要發(fā)生徑向變形，必然影響到相位器定子與轉(zhuǎn)子的同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加速相位器的磨擦及相位器內(nèi)部的泄漏增大，進(jìn)而影響到相位器的性能。通過在相位器上徑向力加載器26，加標(biāo)定重物，在此基礎(chǔ)上檢測響應(yīng)速度的影響。徑向力加載器26為齒形帶(或鏈條)、掛勾27和一導(dǎo)向形塊29組成，在主體下有與其相配合的道軌28，通過加標(biāo)重到掛勾27實(shí)現(xiàn)徑向力的加載，同時(shí)，保證相位器定子不轉(zhuǎn)動(dòng)。
在相位器的實(shí)際使用中，相位器轉(zhuǎn)子除了內(nèi)部各力外，在外部還要受到凸輪軸的驅(qū)動(dòng)力，且在相位調(diào)整過程中起主要作用，本發(fā)明在下主體內(nèi)安裝有氣門組4模擬相位器在發(fā)動(dòng)機(jī)使用實(shí)際情況中的凸輪扭矩作用。
通過圖3，對于進(jìn)氣相位器，其初始相位為最滯后位置，這樣在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)沿提前位置運(yùn)動(dòng)。在檢測進(jìn)氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在提前方向與氣門組相接觸；對于排氣相位器，其初始相位為最提前位置，這樣在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)沿滯后位置運(yùn)動(dòng)。在檢測排氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在滯后方向與氣門組相接觸，使的相位器起始位置正好為凸輪扭矩開始工作點(diǎn)，具有起始位置衡定和初始條件衡定。
由于相位器在進(jìn)行徑向力影響下響應(yīng)性能，使的相位器要懸掛安裝，在相位器下懸掛重物時(shí)，下部不能有阻礙物，但在更換相位器時(shí)，有油從主體安裝相位器側(cè)流出，為了保持臺面前潔，及節(jié)約機(jī)油，本發(fā)明使用接油盤為活動(dòng)式，或推拉式、或摘拿式可很好的完成上述的任務(wù)。
從油泵提供的液壓油中，管路中和相位器中存有空氣，空氣對相位器的響應(yīng)性能有很大的影響，通過二位二通換向閥23與上部主體1相連，使的相位器腔內(nèi)無空氣滯留，對檢測的統(tǒng)一性，穩(wěn)定性都是必要的。同時(shí)機(jī)油壓力傳感器安裝于下部主體5，與控制油路分開，能更好的示出腔體內(nèi)的壓力。
當(dāng)進(jìn)行檢測時(shí)，通過加溫及溫度控制裝置達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求油溫，然后開啟液壓泵，通過調(diào)節(jié)溢流閥來調(diào)整油壓，達(dá)到要求的油壓；在檢測時(shí)，通過控制測量部分控制三位四通液壓控制閥的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可變流量可變方向控制，達(dá)到相位器運(yùn)轉(zhuǎn)方式及運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)；通過角位移傳感器測量相位器的相位轉(zhuǎn)角；通過機(jī)油壓力傳感器測量相位器的油壓；通過控制測量部分測量轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間及計(jì)算處理各種信號，完成各項(xiàng)目的檢測。
另外，在測量徑向力作用下的相位器的響應(yīng)速度的影響時(shí)，先拆掉相位器轉(zhuǎn)子固定器，再使用徑向力加載器加載標(biāo)重物來測量。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測系統(tǒng)，包括用于支撐和密封凸輪軸主軸的上部主體(1)與下部主體(5)，位于上部主體(1)與下部主體(5)之間的主軸(2)；氣門組(4)，位于下部主體內(nèi)與主軸凸輪相對應(yīng)，用來模擬可變正時(shí)相位器在發(fā)動(dòng)機(jī)使用中的凸輪扭矩作用；可變正時(shí)相位器殼體固定器(6)，位于下部主體的一側(cè)，用于固定可變正時(shí)相位器殼體；角位移傳感器(3)，位于凸輪軸的另一端部；二個(gè)機(jī)油壓力傳感器(20)，分別與可變正時(shí)相位器的進(jìn)油和排油通道相連，用于檢測相位器前進(jìn)腔和阻滯腔的液體壓力；油箱(18)；二個(gè)二位二通換向閥(23)，一端分別與相位器的進(jìn)油和排油通道相連，另一端分別與三位四通液壓控制閥(15)的A、B端口相連；三位四通液壓控制閥(15)，A、B端口與二個(gè)二位二通換向閥(23)相連，P端口與溢流閥(16)相連，T端口與油箱(18)相連；溢流閥(16)，其溢流口與油箱(18)相連，進(jìn)油口與變量液壓泵相連；變量液壓泵(17)，與油箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，其特征在于，還包括可以懸掛標(biāo)定重物的齒形帶，用于模擬相位器外殼受到徑向力的情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，其特征在于，還包括安裝在油箱上的加熱裝置和溫控裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，其特征在于，還包括一個(gè)用于固定相位器定子與凸輪軸的螺栓，所述螺栓在檢測連續(xù)可變正時(shí)相位器時(shí)為右旋，在檢測排氣連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置時(shí)為左旋。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，其特征在于，在檢測進(jìn)氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在提前方向與氣門組相接觸，在檢測排氣相位器時(shí)，主軸凸輪型線正好在滯后方向與氣門組相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項(xiàng)所述的連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測裝置，其特征是，還包括一接油盤，接油盤可以為活動(dòng)式、推拉式或摘拿式的任何一種形式。
7.一種用于相位器的響應(yīng)速度的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟(1)獲取凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)，從而獲得相位器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)；(2)角度數(shù)據(jù)除以時(shí)間數(shù)據(jù)獲得相位器的響應(yīng)速度。
8.一種用于相位器的泄漏量的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟(1)獲取前進(jìn)腔和阻滯腔的液體壓力信號；(2)在對應(yīng)于所述相位器的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的每個(gè)離散點(diǎn)的機(jī)油壓力信號，測量所述相位器的兩個(gè)腔的壓力差。
9.一種用于相位器的開啟壓力的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟(1)逐漸調(diào)節(jié)溢流閥；(2)計(jì)錄角位移傳感器的信號變化，直到角位移有變化；(3)記錄機(jī)油壓力傳感器，輸出表示所述相位器的開啟壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)可變正時(shí)相位器檢測系統(tǒng)和檢測方法，該檢測系統(tǒng)包括上部主體與下部主體，位于上部主體與下部主體(5)之間的主軸；氣門組，可變正時(shí)相位器殼體固定器，角位移傳感器(3)，二個(gè)機(jī)油壓力傳感器，油箱，二個(gè)二位二通換向閥，三位四通液壓控制閥，溢流閥，變量液壓泵。在上述檢測系統(tǒng)上可以檢測相位器的響應(yīng)速度、泄漏量以及開啟壓力。
文檔編號G01M3/28GK101038230SQ20071005721
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者姚春德, 劉小平, 楊建軍, 冉勇 申請人:天津大學(xué)