专利名称：发动机相位偏差检测装置及其方法
技术领域：
本发明属于发动机技术领域，具体来讲涉及一种发动机相位偏差检测装置及其方法。
背景技术：
现有技术的四冲程汽油发动机的曲轴一端装有飞轮，缸体上安装有检测飞轮转速信号的转速传感器，所述的转速传感器前端为柱状；所述的曲轴另一端通过链条与两个凸轮轴连接，其中一个凸轮轴上设有信号盘，所述的信号盘包括本体，所述的本体上设有第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿四个齿，所述的第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿依序沿本体周向分布，所述的第一大齿靠近第二小齿的面为前端面；用于检测所述的信号盘的相位信号的为安装在缸盖的安装孔的相位传感器。现有技术采用相位检测仪来检测发动机的相位偏差，即使相位检测仪与用于检测凸轮相位的相位传感器和用于检测飞轮转速的转速传感器电连接，启动发动机后得到凸轮轴的相位信号和飞轮的转速信号的波形图，将实际得到的波形图与没有相位偏差时的相位信号和转速信号对应波形图进行比对， 可以知道实际凸轮轴的相位信号与飞轮的转速信号是否对应。若对应，则所述的发动机不存在相位偏差；若不对应，则所述的发动机存在相位偏差。所述的凸轮轴的相位信号与飞轮的转速信号对应是指从飞轮端看，逆时针转动曲轴，当信号盘第一大齿前端面与相位传感器安装孔的中心线重合时，转速传感器的中心线应对应飞轮信号齿特殊齿后第η齿。所述的特殊齿为与飞轮上其它信号齿不同的齿，如缺齿或特殊标记齿；所述的第η齿称为基准齿，以60齿缺两齿结构的飞轮为例，没有相位偏差时转速传感器的中心线对应缺齿后第20 齿的前端面，所述的第20齿为基准齿，所述的前端面是逆时针靠近缺齿的端面；如果转速传感器中心线正好对应上基准齿，则凸轮轴的相位信号与飞轮的转速信号没有偏差，发动机点火正常，气缸中油与气的混合比例正常，输出的功率和扭矩值也符合要求。但实际情况中由于汽油机的可变气门正时系统即VVT系统有时会出现卡滞的现象，或发动机的各部件加工及装配时存在偏差，或者发动机运转后零部件精度降低等原因，均会造成发动机的凸轮轴相位信号和飞轮的转速信号不对应，即凸轮轴相位信号和飞轮的转速信号之间存在偏差；所述的偏差最终影响发动机的点火时间、气缸中油气比例和排气，也就是点火时间提前或者滞后、油气混合比例不合适而出现燃烧不充分、排出气体中有黑烟，造成发动机的输出功率和扭矩减少，使得发动机动力不足。现有技术用于检测发动机相位偏差的相位检测仪，价格昂贵，且需要在发动机启动后才能进行检测，若是凸轮轴的相位信号和飞轮的转速信号之间的偏差超过允许的范围，启动将会对发动机造成损害，影响发动机的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种不需相位检测仪、且不需启动发动机就能对发动机的相位偏差进行检测的发动机相位偏差检测装置。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的发动机相位偏差检测装置， 它包括设在发动机缸体上用于检测飞轮转速的转速传感器、设在缸盖上用于安装相位传感器的安装孔和设在凸轮轴上的信号盘，所述的信号盘包括本体，所述的本体上设有第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿四个齿，所述的第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿依序沿本体周向分布，所述的第一大齿靠近第二小齿的面为前端面；它还包括与安装孔滑动配合且前端设有可与前端面贴合的金属片的辅助检测机构和用于读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间角度的角度盘，所述的辅助检测机构还包括外凸于相位传感器安装孔的止推头。采用以上结构后，本发明发动机相位偏差检测装置与现有技术相比，具有以下优
本发明的发动机相位偏差检测装置包括前端设有与前端面贴合的金属片的辅助检测机构和用于读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间角度的角度盘，当辅助检测机构前端的金属片与前端面贴合时，如果发动机不存在相位偏差，那么凸轮轴相位信号和飞轮的转速信号应该对应，转速传感器中心线对应上飞轮的基准齿；如果转速传感器中心线对应的不是飞轮的基准齿，则该发动机的凸轮轴的相位信号与飞轮的转速信号对应不上，发动机存在相位偏差；通过角度盘可以读取飞轮的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度，此角度即为曲轴的相位偏差角度；由于曲轴与凸轮轴传动比为1:2，故能最后推导出凸轮轴相位偏差为曲轴相位偏差的一半，所述的凸轮轴的相位偏差即为发动机的相位偏差。即能够不需相位检测仪、且不需启动发动机就能对发动机的相位偏差进行检测。作为优选，所述的金属片为钢片，所述的钢片的厚度为1.5mm 2. 5 mm，所述的钢片的宽度为安装孔直径的0. 5倍 1倍，所述的金属片的长度为第一大齿齿高的1. 5倍 2. 5倍。所述的钢片比较薄且能保证刚度，接触时不容易受力弯曲。作为本发明的一种改进，所述的止推头为圆柱形，所述的止推头的直径大于安装孔的直径，圆柱形的止推头容易制作和手动操作。作为优选，所述的角度盘为设有刻度的圆盘，所述的圆盘固定在飞轮端面上且与飞轮端面同心。与飞轮端面同心的角度盘方便读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度。本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种基于以上相位偏差检测装置的发动机相位偏差检测方法，该检测方法原理简单、容易操作。本发明解决以上技术问题所采用的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的发动机相位偏差检测方法，该相位偏差检测方法包括以下步骤
1)拆掉发动机的缸盖罩，露出凸轮轴，找到信号盘；拆掉相位传感器，空出安装孔；
2)从飞轮端看，逆时针慢速转动发动机曲轴，目测信号盘的第二个小齿全部通过相位传感器安装孔的中心线时，将所述的辅助检测机构装入安装孔，至辅助检测机构的止推头抵在缸盖上，一边观察一边转动辅助检测机构使金属片基本处于水平位置后压紧辅助检测机构不动；
3)继续逆时针慢速转动曲轴，直至前端面贴合在金属片上，停止曲轴的转动；
4)通过角度盘读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度。
采用以上方法后，本发明发动机相位偏差检测方法与现有技术相比，具有以下优点。
本发明的发动机相位偏差检测方法只需拆掉缸盖罩，使前端面贴合在金属片上后，就能通过与飞轮端面同心的角度盘来读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度，读取的角度为曲轴的相位偏差角度，凸轮轴相位偏差为曲轴相位偏差的一半，所述的凸轮轴的相位偏差即为发动机的相位偏差，检测方法原理简单、容易操作。
图1所示是本发明的发动机相位偏差检测装置的结构示意图。图2所示是图1的一个侧视结构示意图。图3所示是本发明发动机相位偏差检测装置中的辅助检测机构的结构示意图。图4所示是图1中的金属片与第一大齿前端面接触时的结构示意图。图5所示是某型号发动机的相位信号与转速信号对应波形图。图中所示1、曲轴，2、凸轮轴，3、链条，4、飞轮，4. 1、缺齿，5、辅助检测机构，5. 1、 止推头，5. 2、安装部件，5. 3、金属片，6、角度盘，7、缸盖，7. 1、安装孔，8、缸体，9、信号盘， 9. 1、第一大齿，9. 1. 1、前端面，9. 2、第二小齿。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。请参照图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的发动机相位偏差检测装置，它包括设在发动机缸体8上用于检测飞轮4转速的转速传感器、设在缸盖7上用于安装相位传感器的安装孔7. 1和设在凸轮轴2上的信号盘9，所述的信号盘9包括本体，所述的本体上设有第一大齿9. 1、第二大齿、第一小齿、第二小齿9. 2四个齿，所述的第一大齿9. 1、第二大齿、第一小齿、第二小齿9. 2依序沿本体周向分布，所述的第一大齿9. 1靠近第二小齿9. 2 的面为前端面9. 1. 1 ；它还包括与安装孔7. 1滑动配合且前端设有可与前端面9. 1. 1贴合的金属片5. 3的辅助检测机构5和用于读取飞轮4上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间角度的角度盘6，所述的辅助检测机构5还包括外凸于相位传感器安装孔7. 1的止推头 5. 1。所述的金属片为钢片，所述的钢片的厚度为1.5mm 2. 5 mm，所述的钢片的宽度为安装孔7. 1直径的0. 5倍 1倍，所述的金属片5. 3的长度为第一大齿9. 1齿高的1. 5 倍 2. 5倍。所述的止推头5. 1为圆柱形，所述的止推头5. 1的直径大于安装孔7. 1的直径。所述的角度盘6为设有刻度的圆盘，所述的圆盘固定在飞轮4端面上且与飞轮4 端面同心。一种发动机相位偏差检测方法，该相位偏差检测方法包括以下步骤
1)拆掉发动机的缸盖罩，露出凸轮轴2，找到信号盘9；拆掉相位传感器，空出安装孔
7. 1 ；
2)从飞轮端看，逆时针慢速转动发动机曲轴1，目测信号盘9的第二个小齿9.2全部通过相位传感器安装孔7. 1的中心线时，将所述的辅助检测机构5装入安装孔7. 1，至辅助检测机构5的止推头5. 1抵在缸盖7上，一边观察一边转动辅助检测机构5使金属片5. 3基本处于水平位置后压紧辅助检测机构5不动；
3)继续逆时针慢速转动曲轴1，直至前端面9.1. 1贴合在金属片5. 3上，停止曲轴1的转动；
4)通过角度盘6读取飞轮4上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度。本例中，图1中的链条3上的链齿简化而未表示出来，图中所示的飞轮4为60齿缺两齿的结构；所述的发动机曲轴1安装在缸体8上，所述的曲轴1的前端通过链条3与两个凸轮轴2连接，所述的曲轴1后端安装有60齿缺2齿的飞轮4，所述的两个凸轮轴2安装在缸盖7上；还有所述的转速传感器的型号及安装位置，均为现有发动机的成熟技术，此处不展开阐述。图5所示的基准齿为第20齿，若实际转速传感器中心线对应的齿为飞轮4上的第25齿，通过角度盘6可以读取第25齿与第20齿之间的角度为30°，可得到凸轮轴的相位偏差为15°。说明的是，若该角度超出允许的范围，则需要根据现有的调整相位偏差的方法进行调整，本发明的相位偏差检测装置只进行相位偏差的检测，对于相位偏差调整方法不展开阐述。以上为本发明的较好实施例，不能看作是对本发明权利要求的限制，本发明不限于以上实施例，还可做一些变化，如将刻度盘6安装在靠近飞轮4端面的曲轴2上等，均在本发明保护范围内。
权利要求
1.一种发动机相位偏差检测装置，它包括设在发动机缸体(8)上用于检测飞轮(4)转速的转速传感器、设在缸盖(7)上用于安装相位传感器的安装孔(7. 1)和设在凸轮轴(2) 上的信号盘(9)，所述的信号盘(9)包括本体，所述的本体上设有第一大齿(9. 1)、第二大齿、第一小齿、第二小齿(9. 2)四个齿，所述的第一大齿(9. 1)、第二大齿、第一小齿、第二小齿(9. 2)依序沿本体周向分布，所述的第一大齿(9. 1)靠近第二小齿(9. 2)的面为前端面 (9. 1. 1)；其特征在于它还包括与安装孔(7. 1)滑动配合且前端设有可与前端面(9. 1. 1) 贴合的金属片(5. 3)的辅助检测机构(5)和用于读取飞轮(4)上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间角度的角度盘(6)，所述的辅助检测机构(5)还包括外凸于相位传感器安装孔(7. 1)的止推头(5. 1)。
2.根据权利要求1所述的发动机相位偏差检测装置，其特征在于所述的金属片为钢片，所述的钢片的厚度为1. 5mm 2. 5 mm，所述的钢片的宽度为安装孔(7. 1)直径的0. 5 倍 1倍，所述的金属片(5. 3)的长度为第一大齿(9. 1)齿高的1. 5倍 2. 5倍。
3.根据权利要求1所述的发动机相位偏差检测装置，其特征在于所述的止推头 (5. 1)为圆柱形，所述的止推头(5. 1)的直径大于安装孔(7. 1)的直径。
4.根据权利要求1所述的发动机相位偏差检测装置，其特征在于所述的角度盘(6)为设有刻度的圆盘，所述的圆盘固定在飞轮(4)端面上且与飞轮(4)端面同心。
5.一种发动机相位偏差检测方法，其特征在于，该相位偏差检测方法包括以下步骤1)拆掉发动机的缸盖罩，露出凸轮轴(2)，找到信号盘(9);拆掉相位传感器，空出安装孔(7. 1)；2)从飞轮端看，逆时针慢速转动发动机曲轴(1)，目测信号盘(9)的第二个小齿(9.2) 全部通过相位传感器安装孔(7. 1)的中心线时，将所述的辅助检测机构(5)装入安装孔 (7. 1)，至辅助检测机构(5)的止推头(5. 1)抵在缸盖(7)上，一边观察一边转动辅助检测机构(5)使金属片(5. 3)基本处于水平位置后压紧辅助检测机构(5)不动；3)继续逆时针慢速转动曲轴(1)，直至前端面(9.1. 1)贴合在金属片(5.3)上，停止曲轴(1)的转动；4)通过角度盘(6)读取飞轮(4)上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间的角度。
全文摘要
本发明公开了一种发动机相位偏差检测装置，包括用于检测飞轮转速的转速传感器、用于安装相位传感器的安装孔和设在凸轮轴上的信号盘，所述的信号盘包括本体，所述的本体上设有第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿四个齿，所述的第一大齿、第二大齿、第一小齿、第二小齿依序沿本体周向分布，所述的第一大齿靠近第二小齿的面为前端面；它还包括与安装孔滑动配合且前端设有可与前端面贴合的金属片的辅助检测机构和用于读取飞轮上的基准齿与转速传感器中心线对应的齿之间角度的角度盘，所述的辅助检测机构还包括外凸于相位传感器安装孔的止推头。该装置不需相位检测仪、且不需启动发动机就能对发动机的相位偏差进行检测。
文档编号G01B21/22GK102564384SQ20121002350
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者刘凯, 吴丽娜 申请人:宁波市鄞州德来特技术有限公司