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凸轮轴的检测与数据处理

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:24:32

1 概述

凸轮轴是摩托车、汽车、飞机等发动机的核心部件，它的功能是保证发动机的正确配气相位和按一定运动规律控制气门组定时开、闭。

凸轮轴上各凸轮的位置和形状是影响气门开、闭间隙大小和配气效率的主要因素。目前，在凸轮轴的加工已广泛采用自动线生产的条件下，传统的的检测方法、检测数据要人工处理，信息量大，效率低，质量信息不能及时反馈，远远不能适应高效率、高精度生产的要求。但要求普遍配备价格昂贵凸轮自动检测装置和计算机数据处理系统与显示、打印设备条件尚不成熟。必须采取另外的方法使凸轮检测适应生产的需要。

为此，本文以国产数显式凸轮检查仪手工检测结合自编计算机数据处理程序的方法来检测凸轮，既不需要价格昂贵的凸轮自动检测装置，又可通过自编程序显示和打印检测结果。

2 凸轮轴应检测的内容

发动机凸轮轴应检测的内容一般有：

正确选择检测基准；
准确确定检测位置；
求解(测算)检测起始转角；
正确选择升程起始位置(基准)，即“零升程”；
进行凸轮升程和基圆的圆跳动量检测；
对凸轮升程检测数据进行处理，求出符合“最小条件”要求的升程误差；
给出各凸轮的实际基圆半径；
按有关专业标准和升程公差要求，判定凸轮升程的合格性；
其它，如基准轴颈的直径，凸轮型面的表面粗糙度等；
对被检凸轮轴作出实用性结论。

3 检测基准选择

发动机凸轮一般不标注检测基准。对于未标明基准的凸轮，其实际轮廓相对于理想轮廓的位置，即凸轮的检测位置应按“最小条件”要求来确定。因此，实现凸轮理想检测位置的基准并不能随意规定，它亦应依据实际凸轮的情况，按“最小条件”要求进行选择。

设m、n是凸轮左侧和右侧轮廓上的两点，当凸轮有一位置误差Da时，则由凸轮检测方程式h=h(a，r,r₀,r_c)可求出m，n两点的升程误差

摘要：对凸轮轴的检测内容，凸轮检测位置的确定，检测起始转角的求解，升程的检测方法以及检测数据的处理等方面进行了较系统的分析。

式(1)相减，得

Dhm=(

a)m·Da=h’m·Da
Dhn=(

a)n·Da=h’n·Da

(1)

由式(2)可知，只有当m和n是凸轮左、右侧升程变化率绝对值较大的“敏感点”，且左、右侧“敏感点”的升程误差相等时Da的值最小。“敏感点”是凸轮的“最佳”基准。

4 检测起始转角的求解与升程检测技巧

凸轮升程的检测，可以通过如1 发动机凸轮升程误差转换程序
5 DEFDBLA-H
10 INPUT“输入所测点数及左点数：”，I,M
15 INPUT“输入左右侧升程上下偏差：”，ES1,EI1,ES2,EI2
20 INPUT“输入检测起始转角：”，AO
25 DIM A(I),B(I),C(I),H(I)
30 FOR S=1 TO I
35 INPUT“按顺序输入所测点转角值：”，A(S)
40 INPUT“按顺序输入所测点升程误差值：”，B(S)
45 INPUT“按顺序输入所测点升程变化率值：”，C(S)
50 NEXT S
55 D=B(1):E=B(1):F=B(1):G=B(1)
60 FOR J=1 TO M
65 IF D>B(J)THEN GOTO 75
70 D=B(J):N=J
75 IF E80 E=B(J):0=J
90 NEXT J
100 FOR K=M+1 TO I
110 IF F>B(K) THEN GOTO 130
120 F=B(K):P=K
130 IF G140 G=B(K):Q=K
150 NEXT K
160 PRINT“左侧较大点：”，A(N),B(N),C(N)
165 PRINT“左侧最小点：”，A(O),B(O),C(O)
170 PRINT“右侧较大点：”，A(P),B(P),C(P)
175 PRINT“右侧最小点：” A(Q),B(Q),C(Q)
180 IF ABS(C(N))>ABS(C(O))AND ABS(C(P))>ABS(C(O)THEN: GOTO 210
190 IF ABS(C(N))>ABS(C(Q))AND ABS(C(P))>ABS(C(Q)THEN: GOTO 210
200 PRINT“应使两最小点等距”：L=0:IF B(N)>B(P) THEN PRINT“较大点为”，B(N)ELSE PRINT“较大点为”，B(P):GOTO 220
210 PRINT“应使两较大点等距”：L=1:IF B(O)>B(Q) THEN PRINT“最小点为”，B(Q)ELSE PRINT“最小点为:B(O)”
230 DD=3.1415926#/180
240 A1=A1^*DD:A2+A2^*DD:A3=A3^*DD:A4=A4^*DD
250 IF L=0 GOTO 270
260 A11=((ES1-ES2)-(B(N)-B(P)))/(C(N)-C(P))
265 A10=AO+A11:GOTO 280
270 A11+((EI1-EI2)-B(O)-B(Q)))/(C(O)-C(Q))
275 A10=AO+A11
280 PRINT“检测起始转角和转换量及起始转角优解值：”，AO,A11,A10
290 FOR T=1 TO I:H(T)=B(T)+C(T)^*A11
300 以PRINT“转换前后升程误差值：”，A(T),H(T):NEXT T
310 D=H(1):E=H(1)
320 FOR T=1 TO I
330 IF D>H(T) THEN GOTO 350
340 D=H(T):M=T
350 IF E360 E=H(T):M=T
370 NEXT T
380 H10=D-E
390 PRINT“最小包容区域宽度为：”，H10
400 PRINT“较大误差点转角及误差值：”，A(M),H(M)
410 PRINT“最小误差点转角及误差值：”，A(N),H(N)
420 END

6 升程合格性判定

通过基准转换，将检测所获升程误差曲线转换为符合“最小条件”要求的升程误差曲线的形式之后，其最小包容区域的形状和升程公差带的形状相一致，但仍可能出现如当超差点不是c而是a时，c为同侧异界点，b为异侧同界点；当b是超差点时，d为同侧异界点。a为异侧同界点；当d为超差点时，b为同侧异界点，c为异侧同界点。运用式(11)判定式时，应根据超差点的不同，正确确定k1、k2和选择公式中的下标。

Da=(Dhm-Dhn)/(hm’-hn’)

(2)

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