一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置及测量方法，所述装置以现有凸轮轴承盖为原型，分成内构件和内构件，并在二者之间的水平及竖直方向上安装压力感测片，水平压力感测片两侧分别与内、外构件平面接触，竖直压力感测片通过外构件顶部的调整螺栓预紧在内构件的顶部，通过调整外、内构件及调整螺栓与压力感测片的位置关系，保证凸轮轴的激励力准确传递至压力感测片上；所述方法采用所述测量装置对凸轮轴产生的激励力分别在水平和竖直方向上进行采集，并根据标定的关系，对压力感测片输出的信号进行转换，即可获得受力数据。本发明专利技术能够分别准确测量凸轮轴承盖在水平和竖直方向上的受力，以准确反应凸轮轴对凸轮轴承盖的激励力。

A device and method for measuring the driving force of camshaft to cam bearing cover

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置及测量方法
本专利技术属于发动机零部件受力测量
，具体涉及一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置及测量方法。
技术介绍
普通发动机升级为增压型发动机，其各零部件的强度就面临着更加严峻的考验。发动机工作时，凸轮轴承座和轴承盖是最危险的部位之一，这些部位的强度决定了发动机缸盖的可靠性。随着国家法规和客户要求的提高，发动机的NVH(Noise、Vibration、Harshness，即噪声、振动与声振粗糙度)性能越来越受到关注。凸轮轴对凸轮轴承盖的激励是发动机噪声辐射的重要激励源之一，因此在进行发动机整机噪声模拟分析时必须保证输入的凸轮轴对凸轮轴承盖激励力的准确性。现有的凸轮轴对凸轮轴承盖激励力的测量过程是在传统结构的轴承盖的两侧外表面粘贴“应变片”，然后测量“应变片”的应变信号与受力之间的关系，这种测量方法具有如下缺陷：1、凸轮轴旋转时，凸轮轴承座所受的力始终是在变化着的，故而凸轮轴对凸轮轴承盖的激励也是多方向的，包括垂直和水平方向的受力，还包括弯曲受力，而应变片位于轴承盖的外部两侧，其测量得到的是最终的合力信号，无法获得各受力方向对应的受力值大小；2、由于应变片是通过受力形变进而反应受力情况的测量元件，其本身受振动、温度、粘贴方向等多因素影响，而凸轮轴对凸轮轴承盖的激励力较为复杂，且变化频率较高，故而通过应变片测量的力误差较大；3、如上所述，应变片是通过受力形变进而反应受力情况的测量元件，通过形变来获得准确的受力值难度较大。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置及测量方法，能够分别准确测量凸轮轴承盖在水平和竖直方向上的受力，以准确反应凸轮轴对凸轮轴承盖的激励力。结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，包括外构件1、内构件2、紧固螺栓3、调整螺栓4、竖直压力感测片5、水平压力感测片6和凸轮轴承座8；所述凸轮轴7直接安装在发动机缸盖9上方的凸轮轴承座8内，内构件2匹配安装在凸轮轴7上，内构件2的底部水平面与凸轮轴承座8之间存有间隙；所述外构件1安装在内构件2的外侧，且外构件1的内表面与内构件2的外表面相匹配；所述内构件2外表面两侧水平对称位置与相应的外构件1内表面之间分别安装水平压力感测片6，所述内构件2外表面顶部与凸轮轴7正上方相对应的位置安装竖直压力感测片5；所述外构件1的顶部与竖直压力感测片5相对应的位置处开有竖直的螺纹孔，所述调整螺栓4螺纹连接在螺纹孔内，并对下方的竖直压力感测片5施加预紧力；所述外构件1和内构件2分别与水平压力感测片6为平面接触，所述内构件2和调整螺栓4分别与竖直压力感测片5为平面接触；所述外构件1两端通过紧固螺栓3固定在凸轮轴承座8上，以使外构件1与内构件2组合后构成凸轮轴承盖结构固定在凸轮轴承座8上。进一步地，所述外构件1的内表面两侧对称设有水平凸起，所述水平凸起的顶面与对应的水平压力感测片6相接触；所述调整螺栓4的底部设有竖直凸起，所述竖直凸起的顶面与对应的竖直压力感测片5相接触。更进一步地，所述外构件1两侧的水平凸起顶面的尺寸小于对应的水平压力感测片6的尺寸，且水平凸起顶面的面积大于水平压力感测片6面积的二分之一；所述调整螺栓4底部的竖直凸起顶面的尺寸小于竖直压力感测器5的尺寸，且竖直凸起顶面的面积大于竖直压力感测器5面积的二分之一；更进一步地，所述外构件1两侧水平凸起的水平中心线与凸轮轴竖直中心线之间的垂直度小于0.05mm；所述调整螺栓4的中轴线与正下方凸轮轴7的竖直中心线的同轴度小于0.05mm。更进一步地，所述外构件1两侧的水平凸起的高度为2-4mm。更进一步地，所述水平凸起顶面的边缘尺寸比对应的水平压力感测片6感应面的边缘尺寸小1-3mm；所述竖直凸起顶面的边缘尺寸比竖直压力感测片5感应面的边缘尺寸小1-3mm。进一步地，所述内构件2的外表面为长方体结构，与之相匹配地，外构件1的内侧面为长方体凹槽结构。进一步地，所述竖直压力感测片5和水平压力感测片6均为液态感测片，所述液态感测片内部为液态电阻墨水，所述液态感测片受到压力后向外输出0-10V的电信号。一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量方法，采用上述凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置进行测量，具体测量过程如下：步骤一：将凸轮轴7直接安装卧置在发动机缸盖9上方的凸轮轴承座8内，使凸轮轴7的圆周面与凸轮轴承座8完全贴合，并将外构件2安装在凸轮轴7上方，使外构件2内侧圆弧面直接与凸轮轴7的圆周面贴合，保持内构件2水平放置，使内构件2底部与下方凸轮轴承座8之间留有间隙；步骤二：在内构件2的外部两侧平面处分别安装水平压力感测片6，在内构件2的顶部平面处安装竖直压力感测片5；步骤三：将外构件1罩至内构件2上方，使外构件1内侧平面正对着相应的水平压力感测片6，使外构件2顶部螺纹孔正对着竖直压力感测片5；步骤四：通过紧固螺栓3将外构件1的两侧固定在发动机缸盖9上，使包括外构件1、内构件2、竖直压力感测片5以及水平压力感测片6在内的部件安装在凸轮轴承座8上；步骤五：将调整螺栓4旋转进外构件1顶部的螺纹孔，使调整螺栓4底部的竖直凸起顶面顶压在竖直压力感测片5上，并施加预紧力，保证在外构件1和调整螺栓4的共同作用下，当凸轮轴7按照测试工况旋转时，内构件2与凸轮轴7之间无角度偏移；步骤六：使凸轮轴7按照测试工况进行旋转，并分别接受获取竖直压力感测片5与水平压力感测片6因受力而向外输出的电信号；步骤七：将竖直压力感测片5与水平压力感测片6输出的电信号按照标定的压力感测片输出电信号受力与受力关系进行转换，获得相应的受力数据。获得所述标定的压力感测片输出电信号受力与受力关系的具体过程如下：将待标定压力感测片11置于力传感12上表面，在待标定压力感测片11上表面中心位置竖直设置一根标定杆10；所述标定杆10和待标定压力感测片11之间的接触面与外构件1与水平压力感测片6和之间的接触面或调整螺栓4与竖直压力传感器5之间的接触面相同；通过自上而下向标定杆10施加不同的力，获得对应待标定压力感测片11输出的电信号，最终得到施加的力与输出的电信号之间的标定关系。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置以现有的凸轮轴承盖为参考原形，设计内构件和外构件组合形成分体式凸轮轴承盖结构与凸轮轴相匹配安装，其装配结构及功能作用均与现有的凸轮轴承盖相同，在内构件和外构件之间合理布置压力感测片，以分别准确测量凸轮轴承盖在水平和竖直方向上的受力，准确地反映出凸轮轴对凸轮轴承盖的激励力，为发动机NVH分析和发动机气缸盖的寿命评估提供有力的数据支持，使发动机NVH分析和发动机气缸盖的寿命评估的边界条件更加精确，大大提高了配气机构的可靠性。2、本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：/n包括外构件(1)、内构件(2)、紧固螺栓(3)、调整螺栓(4)、竖直压力感测片(5)、水平压力感测片(6)和凸轮轴承座(8)；/n所述凸轮轴(7)直接安装在发动机缸盖(9)上方的凸轮轴承座(8)内，内构件(2)匹配安装在凸轮轴(7)上，内构件(2)的底部水平面与凸轮轴承座(8)之间存有间隙；/n所述外构件(1)安装在内构件(2)的外侧，且外构件(1)的内表面与内构件(2)的外表面相匹配；/n所述内构件(2)外表面两侧水平对称位置与相应的外构件(1)内表面之间分别安装水平压力感测片(6)，所述内构件(2)外表面顶部与凸轮轴(7)正上方相对应的位置安装竖直压力感测片(5)；/n所述外构件(1)的顶部与竖直压力感测片(5)相对应的位置处开有竖直的螺纹孔，所述调整螺栓(4)螺纹连接在螺纹孔内，并对下方的竖直压力感测片(5)施加预紧力；/n所述外构件(1)和内构件(2)分别与水平压力感测片(6)为平面接触，所述内构件(2)和调整螺栓(4)分别与竖直压力感测片(5)为平面接触；/n所述外构件(1)两端通过紧固螺栓(3)固定在凸轮轴承座(8)上，以使外构件(1)与内构件(2)组合后构成凸轮轴承盖结构固定在凸轮轴承座(8)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
包括外构件(1)、内构件(2)、紧固螺栓(3)、调整螺栓(4)、竖直压力感测片(5)、水平压力感测片(6)和凸轮轴承座(8)；
所述凸轮轴(7)直接安装在发动机缸盖(9)上方的凸轮轴承座(8)内，内构件(2)匹配安装在凸轮轴(7)上，内构件(2)的底部水平面与凸轮轴承座(8)之间存有间隙；
所述外构件(1)安装在内构件(2)的外侧，且外构件(1)的内表面与内构件(2)的外表面相匹配；
所述内构件(2)外表面两侧水平对称位置与相应的外构件(1)内表面之间分别安装水平压力感测片(6)，所述内构件(2)外表面顶部与凸轮轴(7)正上方相对应的位置安装竖直压力感测片(5)；
所述外构件(1)的顶部与竖直压力感测片(5)相对应的位置处开有竖直的螺纹孔，所述调整螺栓(4)螺纹连接在螺纹孔内，并对下方的竖直压力感测片(5)施加预紧力；
所述外构件(1)和内构件(2)分别与水平压力感测片(6)为平面接触，所述内构件(2)和调整螺栓(4)分别与竖直压力感测片(5)为平面接触；
所述外构件(1)两端通过紧固螺栓(3)固定在凸轮轴承座(8)上，以使外构件(1)与内构件(2)组合后构成凸轮轴承盖结构固定在凸轮轴承座(8)上。


2.如权利要求1所述一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
所述外构件(1)的内表面两侧对称设有水平凸起，所述水平凸起的顶面与对应的水平压力感测片(6)相接触；
所述调整螺栓(4)的底部设有竖直凸起，所述竖直凸起的顶面与对应的竖直压力感测片(5)相接触。


3.如权利要求2所述一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
所述外构件(1)两侧的水平凸起顶面的尺寸小于对应的水平压力感测片(6)的尺寸，且水平凸起顶面的面积大于水平压力感测片(6)面积的二分之一；
所述调整螺栓(4)底部的竖直凸起顶面的尺寸小于竖直压力感测器(5)的尺寸，且竖直凸起顶面的面积大于竖直压力感测器(5)面积的二分之一。


4.如权利要求2所述一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
所述外构件(1)两侧水平凸起的水平中心线与凸轮轴竖直中心线之间的垂直度小于0.05mm；
所述调整螺栓(4)的中轴线与正下方凸轮轴7的竖直中心线的同轴度小于0.05mm。


5.如权利要求2所述一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
所述外构件(1)两侧的水平凸起的高度为2-4mm。


6.如权利要求3所述一种凸轮轴对凸轮轴承盖激励力测量装置，其特征在于：
所述水平凸起顶面的边缘尺寸比对应的水平压力感测片(6)感应面的边缘尺寸小1-3mm；
所述竖直凸起顶面的边缘尺寸比竖直压力感测片(5)感应面的边缘尺寸小1-3mm。


7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天成，蒋文虎，董爽，胡伟兴，胡福尚，刘晓光，吴仁哲，解小凯，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22