一种气门驱动的智能监测方法及系统与流程

1.本发明属于技术领域，更具体的说是一种气门驱动的智能监测方法及系统。


背景技术：

2.气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气，单从发动机结构上，分为进气门和排气门，其中，进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧，而排气门的作用则是将燃烧后的废气排出并散热。例如，在4冲程引擎当中，有着在进气过程中开启以自外部引入混合气体的进气门，以及在排气过程中开启以将燃烧气体送出外部的排气门，如图1，这些气门通常设置在汽缸盖的特定位置，负责在适当的时机阻隔或连接燃烧室与外界，现代引擎一般选择将凸轮轴设计在引擎的上半部，凸轮轴与固接在气门杆端部的滑座的端面接触，推动气门杆移动，实现气门开闭，以更加正确地驱动气门。
3.基于气门的以上关键性作用，为了实时掌握发动机性能，就需要更好地对气门状态进行监测，即就是对气门的驱动机构进行监测，现有的发动机的气门驱动形式主要有链传动、齿轮传动和摇臂传动，一方面，为了更好地监测气门，现有技术中对这些驱动的具体结构形式设计了一系列的监测方案，通过监测其中关键执行元件的动作，来判断气门是否存在问题，而这种监测方法需要对气门驱动结构本身进行特异性的针对设计，通用性不强的同时，存在依旧不能确定气门最终是否真如驱动设计本身那样运动的问题。另一方面，若是立足于气门驱动机构的可靠性监测，则需要监测太多的驱动元件和环节，监测极其复杂而不便。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种气门驱动的智能监测方法及系统，有效地解决了上述背景技术中气门驱动监测适用性差，不能直接判断气门运动状态，同时难以全面反映气门驱动机构可靠性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气门驱动的智能监测方法，在固接于气门杆顶端的滑座的端面之上，设有距离传感器，所述距离传感器用于检测其距离滑座在轴向滑动方向上的距离h，基于距离h的变化情况，判断气门是否被正常驱动。
6.优先地，距离传感器设置在所述滑座的顶部上方靠侧边处，距离传感器始终不与转动中的凸轮轴接触。
7.进一步地，凸轮轴转动时，所述距离传感器也随之直线移动，且移动的直线路径位于凸轮轴的径向方向上。
8.特别地，本发明还以一个合格发动机为测试记录对象，安装好所述距离传感器后，启动发动机，以转速n1、n2、n3
…
nx每个转速下，分别每间隔t时间就记录一次距离传感器检测到的h值，得出各转速下对应的h-t曲线，这一系列的h-t曲线就作为判断气门是否被正常驱动的标准曲线。
9.在上述方法的基础上，本发明还具体提出了一种气门驱动的智能监测系统，包括
一对滑动安装座和一对距离传感器，每个滑动安装座上安装有一个距离传感器，且距离传感器位于固接在气门杆顶端的滑座之外，两所述滑动安装座分别滑动安装在气缸盖表面，且滑动安装座滑动时，所述距离传感器能在滑座上方沿着凸轮轴平行于滑座端面的径向移动，须确保至少有一个距离传感器能与滑座的端部相对，以能检测距离传感器距离滑座的距离值。
10.进一步地，滑动安装座包括一个呈г型的滑架，滑架一端滑动安装在所述气缸盖表面，其另一端固接一块挡板，所述挡板的长度方向沿着滑座的轴向设置，两块挡板之间设有所述凸轮轴，凸轮轴转动过程中始终与两块挡板光滑接触，且凸轮轴在转动的过程中，两距离传感器能同时位于所述滑座的上方而均能检测所述距离值。
11.进一步地，在所述滑架靠所述挡板的一端的下部侧面固定有所述距离传感器，距离传感器的轴向与滑座的轴向平行。
12.进一步地，每个滑架的底端滑动配合地安装在所述气缸盖表面上的滑槽内。
13.进一步地，所述滑架的底端侧壁与所述滑槽背离滑座一侧的侧壁之间，通过一弹性元件连接，且由于所述凸轮轴与挡板的光滑接触，所述弹性元件始终呈被压缩状态。
14.进一步地，两所述挡板的顶部通过一块连接板固定连接为一体，且所述凸轮轴转动时不能与所述连接板接触。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明直接着眼于气门移动行程的监测，避开了气门驱动结构中气门杆之外的各式各样的驱动结构，直接对气门的运动状态进行监测，不论那种具体驱动结构，最终的驱动链末端都应当是气门的开闭，因此，本发明对于气门驱动的监测，直接而准确。具体来说，通过设置在于气门相连的滑座的轴向位移监测，可以较为直接地得出气门的运动情况，判别气门开闭状态，从而反向验证气门驱动结构的执行动作的准确性。并且，设置了专门的气门驱动监测系统，巧妙地实现了凸轮轴运转时，两个距离传感器大部分时间内交替检测，而局部时间内共同检测，可以彼此对比印证检测参数的一致性和准确性，提升监测效率和精确度。
16.此外，本发明通过直接针对气门运动状态的监测，可以直接反映出气门一系列驱动机构的运动是否正常，而不必去对气门驱动机构的一系列元件进行监测和判断。
17.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
18.图1为现有的一种气门驱动的局部结构；
19.图2为本发明中的一种气门驱动监测的示意图；
20.图3为为本发明中两个距离传感器同时处于检测位置时的示意图；
21.图4为本发明中的另一种气门驱动监测的示意图。
22.其中，缸体1、气缸盖101、气门2、气门杆3、凸轮轴4、滑座5、距离传感器6、滑架7、挡板8、连接板9、弹性元件10。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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：
24.如图2所示，本实施例中记载的气门驱动的智能监测方法，主要原理在于，需要在固接于气门杆3顶端的滑座5的端面之上，安装有距离传感器6，这个距离传感器6用于检测其距离滑座5在轴向滑动方向上的距离h，亦即气门2对应的行程，当发动机不工作时，气门2不动，处于初始位置，保持常态，h是一个固定值，而当发动机运转，气门2工作，则h值是一个变化值，本智能监测方法正是基于距离h的变化情况，来判断气门2是否被正常驱动。在实际操作时，本距离传感器6推荐设置在滑座5的顶部上方靠侧边处，以避免与凸轮轴4接触、碰撞，即这个距离传感器6必须始终不与转动中的凸轮轴4接触，避免干扰监测。
25.作为具体实施细节，本凸轮轴4转动时，距离传感器6也随之直线移动，且移动的直线路径位于凸轮轴4的径向方向上，即距离传感器6的检测端的端面始终与滑座5的端面平行。
26.至于具体的判断方法，在操作时，针对具体的某款发动机，可以将一个合格发动机为测试记录对象，待安装好距离传感器6后再启动发动机，以转速n1、n2、n3
…
nx每个转速下，分别每间隔t时间就记录一次距离传感器6检测到的h值，得出各转速下对应的h-t曲线，由于对于同款发动机的气门2而言，其气门2正常驱动的规律是相对一致的，因此，只需要测出上述参数，绘制成相应的参数曲线，那么这一系列的h-t曲线，就可以作为判断气门2是否被正常驱动的标准曲线，工作人员一对比就可以进行初步判定，或者是更智能地，通过现有的一些对比分析软件，直接可以判定出气门2驱动是否正常。
27.基于前述实施例所阐述的具体方法，此处给出一种具体的气门驱动的智能监测系统，在制作中，如图2，设置一对滑动安装座和一对距离传感器6，每个滑动安装座上安装有一个距离传感器6，且距离传感器6位于固接在气门杆3顶端的滑座5之外，以便运动到滑座5端部上方，以检测距离值。同时，本实施例中两滑动安装座分别滑动安装在气缸盖101表面，具体可以是辅助加工气缸盖101，或者直接适应性地在气缸盖101表面增设相应的安装结构，且滑动安装座滑动时，距离传感器6能在滑座5上方沿着凸轮轴4平行于滑座5端面的径向移动，便于准确采集距离值，同时，还须确保至少有一个距离传感器6能与滑座5的端部相对，以能在凸轮轴4转动过程中的任意时刻，都有一个距离传感器6检测距离滑座5的距离值，即得到滑座5的移动位移。
28.作为更完善的结构设计，本实施例中，如图2，其滑动安装座包括一个呈г型的滑架7，滑架7一端滑动安装在气缸盖101表面，其另一端固接一块挡板8，挡板8的长度方向沿着滑座5的轴向设置，两块挡板8之间设有凸轮轴4，凸轮轴4转动过程中始终与两块挡板8光滑接触，这样设计，使得距离传感器6可以很好地匹配凸轮轴4的旋转，自适应性地移动到合适的位置来检测滑座5的移动距离，而不会与凸轮轴4发生干涉碰撞，十分巧妙。而且本实施例好，凸轮轴4在转动的过程中，如图3所示，两距离传感器6能同时位于滑座5的上方而均能检测距离值，此阶段检测到的h值，其实就有两个，若是两个h值不一致或存在极大差异，那说明至少有一个距离传感器6的检测值是有问题的，可以提示跟进本系统是否存在故障，便于及时检修维护，起到对气门2驱动监测的双保险的作用，结构简单，但设计却尤为巧妙。
29.此外，本实施例中，在滑架7靠挡板8的一端的下部侧面固定有距离传感器6，距离
传感器6的轴向与滑座5的轴向平行，以便检测h值。同时，在实际安装时，每个滑架7的底端滑动配合地安装在气缸盖101表面上的滑槽内，这个滑槽可以是直接开设，也可以是安装额外的元件来开设，具体本领域技术人员可以适应性设计。
30.对于两块挡板8与凸轮轴4的接触配合，来实现两个传感器交替检测h值的结构设计，其中之一可以是：如图2-3，在滑架7的底端侧壁与滑槽背离滑座5一侧的侧壁之间，通过一弹性元件10连接，这个弹性元件10可以是弹簧，由于凸轮轴4与挡板8的光滑接触，弹性元件10始终呈被压缩状态，即促使挡板8始终与凸轮轴4接触，以实现滑架7或者距离传感器6的移动自适应性地跟随凸轮轴4的工况。另一种实现结构为：如图4，两挡板8的顶部通过一块连接板9固定连接为一体，且凸轮轴4转动时不能与连接板9接触，避免凸轮轴4抬高、拉扯滑架7，此时不需要弹性元件10也可，两个距离传感器6实质上是安装在一个刚性元件上的，而这个刚性元件随着凸轮轴4的转动而在滑座5端部上方往复直线移动，从而检测实时的气门2移动值。
31.最后说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种气门驱动的智能监测方法，其特征在于：在固接于气门杆(3)顶端的滑座(5)的端面之上，设有距离传感器(6)，所述距离传感器(6)用于检测其距离滑座(5)在轴向滑动方向上的距离h，基于距离h的变化情况，判断气门(2)是否被正常驱动。2.根据权利要求1所述的气门驱动的智能监测方法，其特征在于：所述距离传感器(6)设置在所述滑座(5)的顶部上方靠侧边处，距离传感器(6)始终不与转动中的凸轮轴(4)接触。3.根据权利要求2所述的气门驱动的智能监测方法，其特征在于：所述凸轮轴(4)转动时，所述距离传感器(6)也随之直线移动，且移动的直线路径位于凸轮轴(4)的径向方向上。4.根据权利要求1-3任一项所述的气门驱动的智能监测方法，其特征在于：以一个合格发动机为测试记录对象，安装好所述距离传感器(6)后，启动发动机，以转速n1、n2、n3
…
nx每个转速下，分别每间隔t时间就记录一次距离传感器(6)检测到的h值，得出各转速下对应的h-t曲线，这一系列的h-t曲线就作为判断气门(2)是否被正常驱动的标准曲线。5.一种气门驱动的智能监测系统，其特征在于：包括一对滑动安装座和一对距离传感器(6)，每个滑动安装座上安装有一个距离传感器(6)，且距离传感器(6)位于固接在气门杆(3)顶端的滑座(5)之外，两所述滑动安装座分别滑动安装在气缸盖(101)表面，且滑动安装座滑动时，所述距离传感器(6)能在滑座(5)上方沿着凸轮轴(4)平行于滑座(5)端面的径向移动，须确保至少有一个距离传感器(6)能与滑座(5)的端部相对，以能检测距离传感器(6)距离滑座(5)的距离值。6.根据权利要求5所述的气门驱动的智能监测系统，其特征在于：所述滑动安装座包括一个呈г型的滑架(7)，滑架(7)一端滑动安装在所述气缸盖(101)表面，其另一端固接一块挡板(8)，所述挡板(8)的长度方向沿着滑座(5)的轴向设置，两块挡板(8)之间设有所述凸轮轴(4)，凸轮轴(4)转动过程中始终与两块挡板(8)光滑接触，且凸轮轴(4)在转动的过程中，两距离传感器(6)能同时位于所述滑座(5)的上方而均能检测所述距离值。7.根据权利要求6所述的气门驱动的智能监测系统，其特征在于：在所述滑架(7)靠所述挡板(8)的一端的下部侧面固定有所述距离传感器(6)，距离传感器(6)的轴向与滑座(5)的轴向平行。8.根据权利要求6所述的气门驱动的智能监测系统，其特征在于：每个滑架(7)的底端滑动配合地安装在所述气缸盖(101)表面上的滑槽内。9.根据权利要求8所述的气门驱动的智能监测系统，其特征在于：所述滑架(7)的底端侧壁与所述滑槽背离滑座(5)一侧的侧壁之间，通过一弹性元件(10)连接，且由于所述凸轮轴(4)与挡板(8)的光滑接触，所述弹性元件(10)始终呈被压缩状态。10.根据权利要求8所述的气门驱动的智能监测系统，其特征在于：两所述挡板(8)的顶部通过一块连接板(9)固定连接为一体，且所述凸轮轴(4)转动时不能与所述连接板(9)接触。

技术总结
本发明提供了一种气门驱动的智能监测方法及系统，属于气门技术领域，本发明在固接于气门杆顶端的滑座的端面之上，设有距离传感器，所述距离传感器用于检测其距离滑座在轴向滑动方向上的距离h，基于距离h的变化情况，判断气门是否被正常驱动。本气门驱动的智能监测方法及系统可以直接判定气门运动状态，并反向验证驱动结构的可靠性。验证驱动结构的可靠性。验证驱动结构的可靠性。


技术研发人员：徐维超 杜茂
受保护的技术使用者：绵阳华博精工机械有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15