专利名称：一种内燃机连续可变正时相位器检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机连续可变正时相位器检测装置及检测方法，更具体地涉及一种用于检测相位器响应速度、泄漏量及开启压力和径向力作用下相位器的响应速度的检测装置及检测方法。
背景技术：
可变气门正时能优化气门特性参数，改善发动机进、排气性能，较好的满足发动机在高转速与低转速、大负荷与小负荷时动力性、经济性、废气排放的要求，整体提高发动机综合性能。现今，可变气门技术已成为衡量发动机性能的关键技术之一，通过对可变气门技术的研究以及创新，内燃机制造商正取得愈来愈强的竞争力。
连续可变凸轮相位器系统通过内部油压作用于叶片使其偏转，实现了相位角的无级调节，在相同的情况下，相位调节范围和响应速度方面有了大幅度提升，而且在起动、怠速等的锁止装置也充分保障了系统的可靠性，使发动机性能获得相比其它相位器有更大的改善。另外，叶片式相位器系统的结构方案紧凑，无论是在进气凸轮轴，还是排气凸轮轴上都可以方便地布置，是目前国内外车用发动机上应用最为广泛的可变气门机构。
然而，作为产品性能的判决，需要对相位器进行快速、准确响应速度，泄漏量，锁止锁开启压力进行检测。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的在于提出一种可以检测内燃机连续可变正时相位器响应速度、泄漏量、开启压力的检测装置和方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种相位器检测装置，包括用于支撑和密封凸轮轴主轴的上部主体1与下部主体5，位于上部主体1与下部主体5之间的主轴2；气门组4，位于下部主体内与主轴凸轮相对应，用来模拟可变正时相位器在发动机使用中的凸轮扭矩作用；可变正时相位器壳体固定器6，位于下部主体的一侧，用于固定可变正时相位器壳体；角位移传感器3，位于凸轮轴的另一端部；二个机油压力传感器20，分别与可变正时相位器的进油和排油通道相连，用于检测相位器前进腔和阻滞腔的液体压力；油箱18；二个二位二通换向阀23，一端分别与相位器的进油和排油通道相连，另一端分别与三位四通液压控制阀15的A、B端口相连；三位四通液压控制阀15，A、B端口与二个二位二通换向阀23相连，P端口与溢流阀16相连，T端口与油箱18相连；溢流阀16，其溢流口与油箱18相连，进油口与变量液压泵相连；变量液压泵17，与油箱相连。
还包括可以悬挂标定重物的齿形带，用于模拟相位器外壳受到径向力的情况。
安装在油箱上的加热装置和温控装置。
一个用于固定相位器定子与凸轮轴的螺栓，所述螺栓在检测连续可变正时相位器时为右旋，在检测排气连续可变正时相位器检测装置时为左旋。
一接油盘，接油盘可以为活动式、推拉式或摘拿式的任何一种形式。
上述的连续可变正时相位器检测装置，在检测进气相位器时，主轴凸轮型线正好在提前方向与气门组相接触，在检测排气相位器时，主轴凸轮型线正好在滞后方向与气门组相接触。
在上述检测系统上检测相位器的响应速度，包括以下步骤(1)获取凸轮轴的转动角度数据以及转动时间数据，从而获得相位器转子的转动角度数据和时间数据；(2)角度数据除以时间数据获得相位器的响应速度。
在上述检测系统上检测相位器的泄漏量，包括以下步骤(1)获取前进腔和阻滞腔的液体压力信号；(2)在对应于所述相位器的转动过程中的每个离散点的机油压力信号，测量所述相位器的两个腔的压力差。
在上述检测系统上检测相位器的开启压力，包括以下步骤(1)逐渐调节溢流阀；(2)计录角位移传感器的信号变化，直到角位移有变化；(3)记录机油压力传感器，输出表示所述相位器的开启压力。
从以下参照附图的描述中将理解本发明的其它目的和特征。
图1是本发明装置的主体图。
图2是本发明装置整体路线图，表示本发明第一实施例中的凸轮角传感器、缸识别传感器和曲柄角传感器的配置。
图3是本发明装置初始位置控制图。
图4是表示本发明装置的前视图。
图5是表示本发明装置的径向力负载检测图。
具体实施例方式
图1是本发明装置的主体图。
如图1，2所示，通过加温及温控装置为相位器提供合适的液压源，液压泵为相位器提供压力油，通过溢流阀16调整检测装置到需要的液体压力，同时一部分溢流的机油通过管路流回到油箱18，机油进入三位四通液压控制阀15，并与P端口相连，通过对阀的控制来实现选择供应相位器的相应前进腔或阻滞腔，及控制流量。两个二位二通换向阀23分别与液压控制阀15的A、B端口相连，实现与相位器油路的通断。两个二位二通换向阀23分别通过螺栓连接到上部主体的两个端品22，实现相位器的进油和回油，或回油或进油。两个油路经过主轴2后分别到达相位器的前进腔、阻滞腔。这样合适的机油通过作用A、B两腔作用在叶片上，相位器转子转动，从而带动转角位移传感器3转动。
参照图4所示，相位器13本身定子和转子都可作相对转动，作为相位器产品的检测装置，我们只需转子转动，而定子不动，这样，通过使用相位器转子固定器6，可实现固定相位器定子的周向运动，同时将相位器定子固定器通过螺纹连接，可实现相位器检测过程中的快速更换相位器。
参照图5所示，在相位器的实际使用中，相位器的定子通过齿形带传动，由于齿形带上有很大的张紧力矩，使的相位器在一定程度上要发生径向变形，必然影响到相位器定子与转子的同轴转动，加速相位器的磨擦及相位器内部的泄漏增大，进而影响到相位器的性能。通过在相位器上径向力加载器26，加标定重物，在此基础上检测响应速度的影响。径向力加载器26为齿形带(或链条)、挂勾27和一导向形块29组成，在主体下有与其相配合的道轨28，通过加标重到挂勾27实现径向力的加载，同时，保证相位器定子不转动。
在相位器的实际使用中，相位器转子除了内部各力外，在外部还要受到凸轮轴的驱动力，且在相位调整过程中起主要作用，本发明在下主体内安装有气门组4模拟相位器在发动机使用实际情况中的凸轮扭矩作用。
通过图3，对于进气相位器，其初始相位为最滞后位置，这样在开始运动时沿提前位置运动。在检测进气相位器时，主轴凸轮型线正好在提前方向与气门组相接触；对于排气相位器，其初始相位为最提前位置，这样在开始运动时沿滞后位置运动。在检测排气相位器时，主轴凸轮型线正好在滞后方向与气门组相接触，使的相位器起始位置正好为凸轮扭矩开始工作点，具有起始位置衡定和初始条件衡定。
由于相位器在进行径向力影响下响应性能，使的相位器要悬挂安装，在相位器下悬挂重物时，下部不能有阻碍物，但在更换相位器时，有油从主体安装相位器侧流出，为了保持台面前洁，及节约机油，本发明使用接油盘为活动式，或推拉式、或摘拿式可很好的完成上述的任务。
从油泵提供的液压油中，管路中和相位器中存有空气，空气对相位器的响应性能有很大的影响，通过二位二通换向阀23与上部主体1相连，使的相位器腔内无空气滞留，对检测的统一性，稳定性都是必要的。同时机油压力传感器安装于下部主体5，与控制油路分开，能更好的示出腔体内的压力。
当进行检测时，通过加温及温度控制装置达到实验的要求油温，然后开启液压泵，通过调节溢流阀来调整油压，达到要求的油压；在检测时，通过控制测量部分控制三位四通液压控制阀的工作状态，实现可变流量可变方向控制，达到相位器运转方式及运转运动的实现；通过角位移传感器测量相位器的相位转角；通过机油压力传感器测量相位器的油压；通过控制测量部分测量转动时间及计算处理各种信号，完成各项目的检测。
另外，在测量径向力作用下的相位器的响应速度的影响时，先拆掉相位器转子固定器，再使用径向力加载器加载标重物来测量。
权利要求
1.一种连续可变正时相位器检测系统，包括用于支撑和密封凸轮轴主轴的上部主体(1)与下部主体(5)，位于上部主体(1)与下部主体(5)之间的主轴(2)；气门组(4)，位于下部主体内与主轴凸轮相对应，用来模拟可变正时相位器在发动机使用中的凸轮扭矩作用；可变正时相位器壳体固定器(6)，位于下部主体的一侧，用于固定可变正时相位器壳体；角位移传感器(3)，位于凸轮轴的另一端部；二个机油压力传感器(20)，分别与可变正时相位器的进油和排油通道相连，用于检测相位器前进腔和阻滞腔的液体压力；油箱(18)；二个二位二通换向阀(23)，一端分别与相位器的进油和排油通道相连，另一端分别与三位四通液压控制阀(15)的A、B端口相连；三位四通液压控制阀(15)，A、B端口与二个二位二通换向阀(23)相连，P端口与溢流阀(16)相连，T端口与油箱(18)相连；溢流阀(16)，其溢流口与油箱(18)相连，进油口与变量液压泵相连；变量液压泵(17)，与油箱相连。
2.根据权利要求1所述的连续可变正时相位器检测装置，其特征在于，还包括可以悬挂标定重物的齿形带，用于模拟相位器外壳受到径向力的情况。
3.根据权利要求1所述的连续可变正时相位器检测装置，其特征在于，还包括安装在油箱上的加热装置和温控装置。
4.根据权利要求1所述的连续可变正时相位器检测装置，其特征在于，还包括一个用于固定相位器定子与凸轮轴的螺栓，所述螺栓在检测连续可变正时相位器时为右旋，在检测排气连续可变正时相位器检测装置时为左旋。
5.据权利要求1所述的连续可变正时相位器检测装置，其特征在于，在检测进气相位器时，主轴凸轮型线正好在提前方向与气门组相接触，在检测排气相位器时，主轴凸轮型线正好在滞后方向与气门组相接触。
6.根据权利要求1至5任何一项所述的连续可变正时相位器检测装置，其特征是，还包括一接油盘，接油盘可以为活动式、推拉式或摘拿式的任何一种形式。
7.一种用于相位器的响应速度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤(1)获取凸轮轴的转动角度数据以及转动时间数据，从而获得相位器转子的转动角度数据和时间数据；(2)角度数据除以时间数据获得相位器的响应速度。
8.一种用于相位器的泄漏量的检测方法，所述检测方法包括以下步骤(1)获取前进腔和阻滞腔的液体压力信号；(2)在对应于所述相位器的转动过程中的每个离散点的机油压力信号，测量所述相位器的两个腔的压力差。
9.一种用于相位器的开启压力的检测方法，所述检测方法包括以下步骤(1)逐渐调节溢流阀；(2)计录角位移传感器的信号变化，直到角位移有变化；(3)记录机油压力传感器，输出表示所述相位器的开启压力。
全文摘要
本发明涉及一种连续可变正时相位器检测系统和检测方法，该检测系统包括上部主体与下部主体，位于上部主体与下部主体(5)之间的主轴；气门组，可变正时相位器壳体固定器，角位移传感器(3)，二个机油压力传感器，油箱，二个二位二通换向阀，三位四通液压控制阀，溢流阀，变量液压泵。在上述检测系统上可以检测相位器的响应速度、泄漏量以及开启压力。
文档编号G01M3/28GK101038230SQ20071005721
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者姚春德, 刘小平, 杨建军, 冉勇 申请人:天津大学