气门间隙测量方法与流程

专利2026-09-16  14


本发明涉及发动机机械摇臂气门间隙值自动测量,具体涉及一种气门间隙测量方法。


背景技术:

1、发动机气门间隙是发动机装配的关键参数,之所以存在气门间隙,是因为进排气门均安装在燃烧室的顶端,也是温度最高之处,为了留有膨胀的空间,因而必须存有空隙。间隙过大,进、排气门开启迟后,缩短了进排气时间,降低了气门的开启高度,改变了正常的配气相位,使发动机因进气不足,排气不净而功率下降,此外,还使配气机构零件的撞击增加,磨损加快。间隙过小,发动机工作后,零件受热膨胀,将气门推开,使气门关闭不严,造成漏气,功率下降,并使气门的密封表面严重积碳或烧坏,甚至气门撞击活塞。

2、福田康明斯发动机工厂气门间隙调整由atlas拧紧轴自动完成,但气门间隙检测仍然由人工百检实现,如果采用塞尺测量气门间隙具体值,现场无法满足节拍要求,因此工厂优化检测工艺,只检测气门间隙调整后的值是否满足设计要求范围,即分别对进、排气门用止规确认气门间隙是否小于上限值,通规确认气门间隙是否大于下限值,如均满足则调整值合格。

3、但是上述方法完全依赖人工操作经验,且不同的插入力会对边界区域的值造成判定结果不一致的情况,且检测值无法自动存档,不利于质量问题的追溯和分析。

4、为了解决上述问题,福田康明斯采用了了测量气门行程,并人工检测气门间隙值,寻找两者的关联性,构建气门行程和气门间隙的关系曲线,进而通过测量的实时气门行程值,带入上述关系曲线,获得当前气门间隙值的方法。

5、经过现场的长时间验证,我们发现此方法需要严格的准备条件,即摇臂、气门等零件的组装后累计公差需具备非常高的精度,尚能避免对测量的干扰,在现有零件制造精度下,此方法难以实施。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种气门间隙测量方法,解决了气门间隙调整值人工检测费时、费力,并且检测值散差大的问题,同时完全消除了零部件加工和装配公差对测量的影响。

2、为了解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

3、一种气门间隙测量方法,包括如下步骤:s01、在气门上设置位移测量装置;s02、将气门间隙调整到0状态,位移测量装置采集凸轮轴大于一个转动周期的气门行程值,获得气门的最大行程值和最小行程值,计算最大行程值和最小行程值的差值,从而获得气门间隙调整前的气门行程量v1;s03、调整气门间隙量;s04、位移测量装置再次采集凸轮轴大于一个转动周期的气门行程值,获得气门的最大行程值和最小行程值,计算最大行程值和最小行程值的差值,从而获得气门间隙调整后的气门行程量v2;s05、计算最终气门间隙值x=v1-v2。

4、根据本发明的气门间隙测量方法,采用对比测量技术,将气门间隙调整的技术数据模型化,通过设定0气门间隙初始状态作为输入,获取随机公差零件装配的初始状态,通过第一次测量气门行程,获取当前发动机装配状态的测量参照值,经设备调整气门间隙后,发动机盖唯一的变量引入为气门间隙,其余均为定量(如缸盖、摇臂、气门等零件尺寸均不改变,即使零件的加工存在变差,但是对单一发动机选用的零件的尺寸是确定的),第二次测量的气门行程值即为第一次测量的参照值剔除气门间隙量。可见,根据本发明的气门间隙测量方法,能够快速获取气门间隙实际值,完全不受操作工情绪和体能影响,保证了产品参数的100%完全检查,测量方法完全不受零部件公差影响,对比测量技术将零件累计公差全部剔除。

5、对于上述技术方案,还可进行如下所述的进一步的改进。

6、根据本发明的气门间隙测量方法,在一个优选的实施方式中,在步骤s05中,控制系统还将最终气门间隙值x与预设气门间隙范围进行比对,判定是否合格;如果是,发动机无异常放行;如果否,对发动机标识异常缺陷电子标签。

7、通过上述步骤,能够进一步对发动机生产制造过程起到很好的质控作用,提升生产效率和品质。

8、进一步地,在一个优选的实施方式中,在步骤s02中,通过调整摇臂预调高度的方式将气门间隙调整到0状态。

9、通过调整摇臂预调高度的方式满足气门间隙初始0状态的设定,有利于提高生产现场实施的便捷性,从而保证了现场的低成本可部署性。

10、具体地,在一个优选的实施方式中,采用调整摇臂锁紧螺母顶面和象脚底面之间的高度值来调整摇臂初始高度以反应气门间隙值。

11、具体地,摇臂锁紧螺母顶面和象脚底面之间的高度值可反应气门间隙值,当增大此尺寸值,会保证发动机凸轮轴基圆位置打开气门,此高度值的变化不会引起任何成本和工艺的变化。随着高度值的增大,就会对气门的压缩量增加,气门会被打开得越大,但是安装在气门底部的传感器相对值不会继续变化。当气门存在间隙时,凸轮轴基圆位置的传感器的测量值为初始值;当设定摇臂初始高度到气门完全打开时,位移测量装置的测量值为气门打开值,随着摇臂初始高度的增加,气门打开值和最大值同步增加,二者之间的差值为气门行程量。

12、具体地,在一个优选的实施方式中,在步骤s02和s04中,采集凸轮轴大于一个转动周期的气门行程值,获得气门的最大行程值和最小行程值。

13、上述采集方式,能够有效确保获得极其精准可靠的数据。

14、进一步地,在一个优选的实施方式中,在步骤s02和s04中,在发动机缸盖到位后,定位机构将发动机缸盖顶起,工位拖动机构模拟凸轮轴运转。

15、具体地,在发动机缸盖到位后,定位机构将发动机缸盖顶起,实现位置的高精度定位。

16、具体地,在一个优选的实施方式中,在步骤s01中,摇臂装配完成后,缸盖总成进入气门间隙自动调整工位安装位移测量装置。

17、具体地,对于凸轮轴顶置式发动机,其气门间隙调整可以在缸盖组装过程中完成,即缸盖线上摇臂装配完后,缸盖总成进入气门间隙自动调整工位,在此工位安装lvdt传感器,优化现场工艺时序,使得调整前和调整后,均能进行一次完整凸轮轴全行线的转动。

18、具体地,在一个优选的实施方式中,位移测量装置布置在气门底部。

19、将lvdt传感器等位移测量装置布置在气门底部,布置方便快捷,且能够确保测量数据的精准性。

20、具体地,在一个优选的实施方式中,位移测量装置包括lvdt位移传感器。

21、具体的,气门间隙调整到0mm状态,此时凸轮轴的任何尺寸变化均会引起气门底部安装的lvdt位移传感器变化,实现了整个传动链的状态记录;当调整出气门间隙后,凸轮轴的变化需要先将气门间隙值抵消掉,然后才能推动气门底部的lvdt传感器变化,气门行程的减小值即为气门间隙量。

22、进一步地,在一个优选的实施方式中,在步骤s02和s04中的两次测量的过程数据和最终测量实际值,连同发动机制造信息一起存入数据库。

23、具体地,气门间隙值和建造信息自动存入数据库,保留了发动机的装配数字化信息,并可完全取消对人员的需求,自动将测量结果反馈现场plc,实时指导过程装配,自动记录每一台气门间隙的具体值,辅助相关问题的追溯和分析。

24、相比现有技术,本发明的优点在于:能够快速快速获取气门间隙实际值,完全不受操作工情绪和体能影响,保证了产品参数的100%完全检查,测量方法完全不受零部件公差影响,对比测量技术将零件累计公差全部剔除。


技术特征:

1.一种气门间隙测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的气门间隙测量方法,其特征在于,在所述步骤s05中,控制系统还将最终气门间隙值x与预设气门间隙范围进行比对,判定是否合格;

3.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,在所述步骤s02中,通过调整摇臂预调高度的方式将气门间隙调整到0状态。

4.根据权利要求3所述的气门间隙测量方法,其特征在于,采用调整摇臂锁紧螺母顶面和象脚底面之间的高度值来调整摇臂初始高度以反应气门间隙值。

5.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,在所述步骤s02和s04中,采集凸轮轴大于一个转动周期的气门行程值,获得气门的最大行程值和最小行程值。

6.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,在所述步骤s02和s04中,在发动机缸盖到位后,定位机构将发动机缸盖顶起,工位拖动机构模拟凸轮轴运转。

7.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,在所述步骤s01中,摇臂装配完成后,缸盖总成进入气门间隙自动调整工位安装位移测量装置。

8.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,所述位移测量装置布置在气门底部。

9.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,所述位移测量装置包括lvdt位移传感器。

10.根据权利要求1或2所述的气门间隙测量方法,其特征在于,所述步骤s02和s04中的两次测量的过程数据和最终测量实际值,连同发动机制造信息一起存入数据库。


技术总结
本发明提供气门间隙测量方法,包括在气门上设置位移测量装置;将气门间隙调整到0状态,位移测量装置采集气门的最大行程值和最小行程值,计算最大行程值和最小行程值的差值,从而获得气门间隙调整前的气门行程量V1;调整气门间隙量;位移测量装置再次采集气门的最大行程值和最小行程值,计算最大行程值和最小行程值的差值,从而获得气门间隙调整后的气门行程量V2;S05、计算最终气门间隙值X=V1‑V2。本发明能够快速获取气门间隙实际值,完全不受操作工情绪和体能影响,保证了产品参数的100%完全检查,测量方法完全不受零部件公差影响,对比测量技术将零件累计公差全部剔除。

技术研发人员:纪庆龙,王玺
受保护的技术使用者:北京福田康明斯发动机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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