[实用新型]用于发动机可变气门的监控装置及内燃发动机

说明书

本实用新型提供一种用于发动机可变气门的监控装置及内燃发动机，发动机包括可变气门组件和发动机罩盖，可变气门组件包括凸轮轴，监控装置包括：信号轮组件，信号轮组件套设在凸轮轴上，并且信号轮组件的一端沿凸轮轴的轴向延伸出发动机罩盖；轴向测量组件，轴向测量组件包括反馈构件和测量仪，其中反馈构件至少设置在信号轮组件的一端的端面，测量仪与反馈构件相对设置，以测得凸轮轴沿轴向的位移数据；数据处理终端，数据处理终端与测量仪通讯连接通过测量仪与信号轮组件配合获取伸出发动机罩盖的部分的位移量获得凸轮轴的轴向位移，从而监控套筒轴向位移的切换效果。

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，具体是一种用于发动机可变气门的监控装置及内燃发动机。

背景技术

对于采用节气门控制负荷的传统汽油发动机，部分负荷工况需要通过节气门对进气量进行限制，缸内负压的增大将导致进气过程阻力增加，形成泵气损失，造成热效率降低。降低泵气损失，改善发动机的燃油经济性已经成为国内外各大汽车企业亟待解决的问题。

传统发动机配气机构主要包括液压摇臂、挺柱、气门弹簧、气门等组件，由于气门升程固定不变，导致工作过程的气门运行参数不能调节，只能够在发动机局部工况范围内实现优化，无法适应节能减排的要求。发动机采用两级式可变气门升程(Dual VariableValve Lift,DVVL)技术，通过机械驱动的方法可以实现气门升程随工况变化进行实时调整：在低转速/低负荷工况下，采用较小的气门升程控制进气量，提高部分负荷下的经济性；在高转速/高负荷工况下，采用较大的气门升程减小气门阻力，增加进气量以提高发动机功率。

目前各大厂商及科研单位对于DVVL机构的开发主要有两种途径：一是通过CAE软件进行仿真，二是通过物理搭载进行试验开发。由于DVVL结构复杂、涉及零件数量较多，单纯依赖CAE软件进行仿真开发，无法全面考核DVVL机构气门升程的切换效果。而在发动机整机试验中，由于发动机气缸与气门之间的密闭状态，也无法针对气门升程的切换效果实现实时、在线监测。一般是通过安装燃烧分析仪和缸压传感器实现对气门升程切换效果的间接判断，但是该方法存在以下缺点：

1、由于发动机的燃烧过程较为复杂，任何其他因素引起的发动机缸压波动，最终都会对发动机气门升程切换效果的判断产生干扰。

2、该方法的实现需要在发动机测试台架安装燃烧分析仪和缸压传感器，对试验设备的要求较高，由此产生的试验成本也较高。

3、燃烧分析仪和缸压传感器只有在完成对试验数据的记录后，才可以针对已有数据分析其实际切换时刻，无法做到在线、实时、准确判断。

现有专利(如：专利号2018106962234和专利号2018109608754)仅仅评估气门升程的切换效果，并未考察凸轮轴套筒轴向位移的实际表现。而凸轮轴套筒的轴向位移与气门升程机构的切换效果密切相关，当套筒轴向切换不到位时，气门升程机构高低升程切换后摇臂滚轮将滞留在高低凸轮交界处，严重时将造成摇臂滚轮跌落，导致滚轮异常磨损和DVVL切换异响的发生。

实用新型内容

为解决上述未考察凸轮轴套筒轴向位移导致套筒轴向切换不到位的问题，有必要针对两级式可变气门升程机构气门升程和套筒轴向位移的切换效果开展同时、在线监测，以便全面而又精确地对两级式可变气门升程机构的切换效果进行评估。本实用新型的目的提供一种用于发动机可变气门的监控装置以及包括该监控装置的内燃发动机，通过测量仪与信号轮组件配合获取伸出发动机罩盖的部分的位移量获得凸轮轴的轴向位移，从而监控套筒轴向位移的切换效果。

本实用新型提供一种用于发动机可变气门的监控装置，发动机包括可变气门组件和发动机罩盖，可变气门组件包括凸轮轴，监控装置包括：信号轮组件，信号轮组件套设在凸轮轴上，并且信号轮组件的一端沿凸轮轴的轴向延伸出发动机罩盖；轴向测量组件，轴向测量组件包括反馈构件和测量仪，其中反馈构件至少设置在信号轮组件的一端的端面，测量仪与反馈构件相对设置，以测得凸轮轴沿轴向的位移数据；数据处理终端，数据处理终端与测量仪通讯连接。