一种发动机凸轮轴偏差修正方法与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机凸轮轴偏差修正方法。


背景技术：

2.凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，它的作用是控制气门的开启和闭合动作。内燃机对所要求的发动机功率或所要求的转矩的改变的反应性能可借助于凸轮轴的相位的动态控制来改善。
3.凸轮轴的安装准确度是影响汽车发动机进气精度的重要因素，凸轮轴安装偏差十分难测，若偏差过大会导致进气量偏差，对发动机性能、油耗、排放均有直接影响。另外，随着使用时间及负荷的增加，曲轴与凸轮轴之间的链条会逐渐被拉长，导致凸轮轴相位偏差增加，增加到一定限度会导致发动机故障无法使用。
4.因此，如何检测并修正凸轮轴偏差对于整车设计和车辆后期维护具有重要作用。


技术实现要素：

5.基于以上问题，本发明的目的在于提供一种发动机凸轮轴偏差修正方法，能够对发动机的凸轮轴进行检查与修正，高效方便，保证了整车的设计目标，且方便后期对车辆的凸轮轴偏差进行维护。
6.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种发动机凸轮轴偏差修正方法，包括以下步骤：
8.将发动机调整至怠速状态；
9.于怠速状态下将发动机分别调节至第一工况、第二工况和第三工况；
10.于所述第一工况下获得所述发动机的节气门的标定进气量和实际进气量，并判断所述实际进气量与所述标定进气量是否相等；
11.若是，则分别获取所述节气门于所述第二工况和所述第三工况下的实际通气量和标定通气量，并计算获得所述实际通气量与对应所述标定通气量之间的通气量偏差；
12.建立所述通气量偏差与凸轮轴的凸轮轴相位偏差之间的关系式，根据所述关系式获得所述凸轮轴相位偏差；
13.将所述凸轮轴相位偏差应用于所述凸轮轴的物理位置，以修正所述凸轮轴的运动。
14.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述第一工况为所述节气门的进气量稳定点，所述第二工况为所述节气门的进气敏感点，所述第三工况为所述节气门的排气敏感点。
15.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴处于所述第一工况时，ps/psv≤0.528，其中，ps为所述节气门的进气压力，psv为所述节气门的排气压力。
16.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴处于所述第二工况和所述第三工况时，所述凸轮轴的相位满足公式一，所述公式一为：
17.inf＝inf(ivc)，其中，ivc表示所述凸轮轴的相位。
18.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴相位偏差与所述通气量偏差满足的所述关系式包括公式二和公式三；
19.所述公式二为：
20.δrl＝δinf*ps，其中，ps为所述节气门的进气压力，δrl＝r-r0,r为所述实际通气量，r0为所述标定通气量，δrl为所述通气量偏差；
21.所述公式三为：
22.其中，δivc为所述凸轮轴相位偏差，由所述公式一求得，δinf由所述公式二求得。
23.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴的实际相位与所述凸轮轴的标定相位满足公式四，所述公式四为：
24.ivc
act
＝ivcs+δivc；
25.其中，ivc
act
为所述凸轮轴的实际相位，ivcs为所述凸轮轴的标定相位，δivc由所述公式三求得。
26.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴处于所述第二工况时，所述实际通气量为所述节气门的实际进气量，所述凸轮轴相位偏差为进气凸轮轴相位偏差，所述实际进气量与所述进气凸轮轴相位偏差相关。
27.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴处于所述第三工况时，所述实际通气量为所述节气门的实际排气量，所述凸轮轴相位偏差为排气凸轮轴相位偏差，所述实际排气量与所述排气凸轮轴相位偏差相关。
28.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述凸轮轴处于所述第一工况时，若所述实际进气量与所述标定进气量不相等，则停止修正所述凸轮轴。
29.作为本发明的发动机凸轮轴偏差修正方法的优选方案，所述第一工况、所述第二工况和所述第三工况均通过调节所述节气门的通气量和所述发动机的点火角获得。
30.本发明的有益效果为：
31.本发明提供的发动机凸轮轴偏差修正方法，在对凸轮轴偏差进行检测修正时，首先将发动机调整至怠速状态，并将发动机调整至第一工况，测量获得第一工况下节气门的实际进气量。若实际进气量与发动机在第一工况下的标定进气量相等，则表明可以进行凸轮轴偏差修正。具体地，分别获取节气门于第二工况和第三工况下的实际通气量，将实际通气量与对应工况下的标定通气量作差获得通气量偏差。然后，建立通气量偏差与凸轮轴相位偏差之间的关系式，并根据该关系式获得对应工况下的凸轮轴相位偏差。最后，将获得的凸轮轴相位偏差应用于凸轮轴的物理位置，以对凸轮轴的运动进行修正。本发明可在整车下线阶段对发动机的凸轮轴进行检测与修正，高效方便，检测准确，且不增加硬件成本，保证了整车的设计目标。同时，本发明也可以在车辆后期维护时对凸轮轴偏差进行检测与修正，为车辆维护提供了有效的方法与措施。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明具体实施方式提供的发动机凸轮轴偏差修正方法的流程图；
34.图2是本发明具体实施方式提供的节气门的进气量与压比的关系曲线图；
35.图3是本发明具体实施方式提供的公式一的曲线图。
具体实施方式
36.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.如图1所示，本实施例提供一种发动机凸轮轴偏差修正方法，具体包括以下步骤：
40.s1、将发动机调整至怠速状态；
41.s2、于怠速状态下将发动机分别调节至第一工况、第二工况和第三工况；
42.s3、于第一工况下获得发动机的节气门的标定进气量和实际进气量，并判断实际进气量与标定进气量是否相等；
43.若是，则进入s4；
44.s4、分别获取节气门于第二工况和第三工况下的实际通气量和标定通气量，并计算获得实际通气量与对应标定通气量之间的通气量偏差；
45.s5、建立通气量偏差与凸轮轴的凸轮轴相位偏差之间的关系式，根据关系式获得凸轮轴相位偏差；
46.s6、将凸轮轴相位偏差应用于凸轮轴的物理位置，以修正凸轮轴的运动。
47.在步骤s3中，若实际进气量与标定进气量不相等，则停止修正凸轮轴。
48.本实施例提供的发动机凸轮轴偏差修正方法，在对凸轮轴偏差进行检测修正时，首先将发动机调整至怠速状态，并将发动机调整至第一工况，测量获得第一工况下节气门的实际进气量。若实际进气量与发动机在第一工况下的标定进气量相等，则表明可以进行凸轮轴偏差修正。具体地，分别获取节气门于第二工况和第三工况下的实际通气量，将实际通气量与对应工况下的标定通气量作差获得通气量偏差。然后，建立通气量偏差与凸轮轴
相位偏差之间的关系式，并根据该关系式获得对应工况下的凸轮轴相位偏差。最后，将获得的凸轮轴相位偏差应用于凸轮轴的物理位置，以对凸轮轴的运动进行修正。该方法可在整车下线阶段对发动机的凸轮轴进行检测与修正，高效方便，检测准确，且不增加硬件成本，保证了整车的设计目标。同时，该方法也可以在车辆后期维护时对凸轮轴偏差进行检测与修正，为车辆维护提供了有效的方法与措施。
49.在步骤s2中，第一工况为节气门的进气量稳定点，第二工况为节气门的进气敏感点，第三工况为节气门的排气敏感点。
50.本实施例中，第一工况、第二工况和第三工况均通过调节节气门的通气量和发动机的点火角获得。即，每个工况均需达到节气门的进气(排气)流量和进气(排气)压力稳定性要求，若达不到要求需要重新调节节气门的通气量和点火角，直至满足各个工况要求。对于第二工况节气门的通气量即为进气量，对于第三工况节气门的通气量即为排气量。
51.在步骤s3中，凸轮轴处于第一工况时，ps/psv≤0.528，其中，ps为节气门的进气压力，psv为节气门的排气压力。参阅图2，图中横坐标为ps/psv，纵坐标为质量流量比(流速与声速的比值)，在第一工况时人为控制ps/psv的值，使ps/psv≤0.528。由于此时流速与声速相等，节气门的实际进气流量只与节气门开度有关，其不受凸轮轴相位偏差影响。因此，若第一工况下节气门的实际进气量与标定进气量相等，则证明该发动机仅是凸轮轴的偏差对节气门进气量产生了影响，即可通过凸轮轴相位偏差对凸轮轴进行偏差修正。若第一工况下节气门的实际进气量与标定进气量不相等，则表明还有其他因素影响该发动机的节气门进气量，故不能通过凸轮轴相位偏差对凸轮轴进行偏差修正。
52.在步骤s4和步骤s5中，凸轮轴处于第二工况和第三工况时，凸轮轴的相位满足公式一，公式一为：
53.inf＝inf(ivc)，其中，ivc表示凸轮轴的相位，inf为引入的中间变量。
54.如图3所示，给出了公式一的关系曲线。
55.进一步地，凸轮轴相位偏差与通气量偏差满足的关系式包括公式二和公式三；
56.公式二为：
57.δrl＝δinf*ps，其中，ps为节气门的进气压力，δrl＝r-r0,r为实际通气量，r0为标定通气量，δrl为通气量偏差；
58.公式三为：
59.其中，δivc为凸轮轴相位偏差，由公式一求得，δinf由公式二求得。
60.在公式二中，节气门的实际通气量r可通过测量获得，节气门的标定通气量r0为已知值(不同工况下r0的值不同)，通过δrl＝r-r0即可计算获得通气量偏差，节气门的进气压力ps可通过传感器测得，也为已知值。因此，通过公式二即可求得δinf。
61.在公式三中，δinf已经求出，且公式一为已知关系曲线，通过公式一可求得(不同工况下的值不同)，因此根据公式三即可求得凸轮轴相位偏差δivc。
62.本实施例中，凸轮轴的实际相位与凸轮轴的标定相位满足公式四，公式四为：
63.ivc
act
＝ivcs+δivc；
64.其中，ivc
act
为凸轮轴的实际相位，ivcs为凸轮轴的标定相位(为已知值，不同工况
下有相应的不同标定相位)，δivc由公式三求得。
65.如图3所示，不同的δinf对应不同的从而能得到不同δivc，当第二工况下的δivc和第三工况下的δivc分别计算得到后，再通过公式四计算获得凸轮轴的实际相位ivc
act
。将ivc
act
应用于凸轮轴的物理位置，使凸轮轴的物理转动量包含凸轮轴相位偏差值，从而实现对凸轮轴的偏差修正。
66.本实施例中，凸轮轴处于第二工况时，实际通气量为节气门的实际进气量，凸轮轴相位偏差为进气凸轮轴相位偏差，实际进气量与进气凸轮轴相位偏差相关，根据测得的实际进气量和已知第二工况下的标定进气量获得进气量偏差，再根据公式二和公式三获得进气凸轮轴相位偏差，进而计算获得第二工况下凸轮轴的实际相位ivc
act
，以对进气凸轮轴进行偏差修正。
67.凸轮轴处于第三工况时，实际通气量为节气门的实际排气量，凸轮轴相位偏差为排气凸轮轴相位偏差，实际排气量与排气凸轮轴相位偏差相关，根据测得的实际排气量和已知第三工况下的标定排气量获得排气量偏差，再根据公式二和公式三获得排气凸轮轴相位偏差，进而计算获得第三工况下凸轮轴的实际相位ivc
act
，以对排气凸轮轴进行偏差修正。
68.本实施例提供的发动机凸轮轴偏差修正方法，既可以在整车下线阶段对发动机的凸轮轴进行检测与修正，又可以在车辆后期维护时对凸轮轴偏差进行检测与修正，高效方便，检测准确，且不增加硬件成本。
69.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。