一种用于停缸凸轮轴位移的检测方法与流程

本发明属于发动机检测技术领域，特别是指一种用于停缸凸轮轴位移的检测方法。

背景技术：

在油耗标准越来越严的背景下，汽车企业正面临越来越大的节油压力。同时，国家出台一系列新能源汽车能耗折算、纯电动电耗限值、bev销量加权因子退坡等政策，传统车节油压力极大。对燃油车而言，从原理上，通过发动机实现整车节油主要有两种技术方向：一是提高发动机热效率；二是通过负荷控制，让发动机运行在更低油耗点，比如增压技术、停缸技术等。其中，停缸技术由于具有较好的节油效果(四缸发动机搭载停缸技术后，综合工况整车可实现节油4％以上、城市等速工况节油10％以上。)，正在被越来越多的汽车企业研究和应用。

目前主流的停缸机构有两种方案：一种是液压摇臂式，一种是凸轮移位式。如图1所示为凸轮移位式工作原理，电磁阀02的阀销通电后伸出，与移位套筒01接触，通过移位套筒上的旋转槽使移位套筒水平移动，推动凸轮，实现高升程凸轮04与闭缸凸轮03的切换，当闭缸凸轮与摇臂接触，实现停缸。

如图2所示电磁阀安装在缸盖护罩06上，凸轮轴07通过凸轮轴轴承盖08安装在缸盖05上。机加工以及装配的误差使得阀销与凸轮套筒的间隙09难以保证，可能会导致电磁阀阀销伸出时与凸轮套筒产生剧烈摩擦，导致阀销与凸轮套筒的磨损；或接触过小，阀销不能及时将套筒推动，如图3所示。

发动机停缸技术现为一项尚没有普及的技术，现没有有效的检测手段。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于停缸凸轮轴位移的检测方法，以解决现有的发动机停缸技术没有有效的检测手段的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于停缸凸轮轴位移的检测方法，包括静态位移检测方法和动态位移检测方法；

所述静态位移检测方法，包括以下步骤：

1)制作标定板，利用光刻技术进行标定板的刻度线绘制；

2)摄像头标定，将上述的标定板放置在缸盖护罩同一高度水平，调节摄像头到所述标定板的垂直距离，直至标定板上单个方格内有整数个像素，像素个数的倒数即为标定系数；

3)制作检测标准图片，用标定好的摄像头对标准件进行拍摄，得出标准图片，对标准图片进行像素处理，得出凸轮轴套筒旋转槽的像素结果，将该标准数据进行保存并设为基准图片；

4)产品检测，将所述摄像头调整到标准高度，调整摄像头中心线与缸盖护罩上电磁阀安装孔中心线重合，拍摄图片，在对该图片进行像素处理后与基准图片进行对比，判断产品是否合格；

所述动态位移检测方法，包括以下步骤：

1)基础标定，将集成摄像头的电磁阀安装在标准缸盖总成上，对标准件进行检测，拍摄第一阀销和第二阀销伸出时的凸轮轴套筒旋转槽的形态图像，经过处理后保存并设为基准图像；

2)产品检测，将集成摄像头的电磁阀安装在被检测产品上，拍摄凸轮轴套筒旋转槽的实时图像，对实时图像进行信息处理后与步聚1)的基准图像进行对比，判断被检测产品是否合格。

所述光刻技术的分辨率不低于100nm。

所述标定系数不高于0.1。

基础标定步骤的形态图像处理是将摄像头拍摄到的设定数量的图片的中心为基准点，以基准点做平面直角坐标系，检测在y＝0时，凸轮轴套筒旋转槽两侧边缘到基准点的距离s1和s2，将所有图片的s1和s2分别组成数据组后形成基准数据并保存。

实时图像与基准图像的比对为，以所述基准图像的平面直角坐标系为准，检测实时图像的凸轮轴套筒旋转槽两侧边缘到基准点的距离s10和s20；

计算s10-s1的差值，或s20-s2的差值，若上述差值在设定的范围内，所述被检测产品合格，否则为不合格。

本发明的有益效果是：

本检测方法可对凸轮轴套筒旋转槽形态进行有效检测，通过检测对产品装配质量进行有效控制。

本检测方法不仅可进行出厂检测，还可对耐久试验后的凸轮轴套筒旋转槽进行检测，量化磨损量，根据磨损结果对凸轮轴或电磁阀阀销强度进行优化，保证产品质量。

动态检测位移的方法可为实现电磁阀销正时控制提供输入数据。

在终端客户使用时，动态检测位移的方法可对凸轮套筒进行实时检测，在套筒卡滞时可停止电磁阀阀销工作并报故障，避免阀销伸出与凸轮轴套筒撞击导致发动机故障；或者当凸轮轴套筒旋转槽磨损过大时，及时报故障提醒客户进行维修更换。

附图说明

图1为现有技术凸轮移位式停缸机构示意图；

图2为停缸机构装配图；

图3为阀销伸出示意图；

图4为静态位移测试台；

图5为静态位移检测摄像头拍摄图片；

图6为标定板示意图；

图7为静态位移测试产品检测示意图；

图8为集成摄像头的电磁阀结构示意图；

图9为动态检测框图；

图10为基础标定时摄像头拍摄到的标准图片示意图；

图11为实际检测时摄像头拍摄到的图像与基准图像对比示意图。

附图标记说明

01移位套筒，02电磁阀，03闭缸凸轮，04高升程凸轮，05缸盖，06缸盖护罩，07凸轮轴，08凸轮轴轴承盖，09间隙，101被检测产品，102高清摄像头，103三脚架，104凸轮轴套筒旋转槽图片，105电磁阀，151第一阀销，152第二阀销，153摄像头。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请提供一种检测，可对凸轮轴套筒旋转槽状态进行有效检测，检测结果一方面可用来判断装配后缸盖凸轮轴是否合格，另一方面该检测结果可作为电磁阀阀销控制策略的输入信号。

如图4至图7所示，静态位移检测方法，将被检测产品101固定于测试台上，将高清摄像头102通过三脚架103固定。三脚架可进行高度与角度的调节，三脚架调节的位移精度需要满足摄像头标定的要求，并能够实现高清摄像头中心轴线与缸盖护罩上的电磁阀安装孔的中心线重合，使得凸轮轴套筒旋转槽位于镜头的中心，拍摄的凸轮轴套筒旋转槽图片104如图5所示，由于装配好的缸盖是处于特定位置的(一缸上止点时)，此时拍摄出的凸轮轴套筒旋转槽图片就具有特定性，可用于判断被测件是否合格。

具体的静态位移检测方法按如下步骤进行：

1)制作标定板，利用光刻技术进行标定板(图6)的刻度线绘制，光刻分辨率不低于100nm。刻度线纵横交错，本实施例中，方格规格为1mm×1mm。

2)摄像头标定，将上述的标定板放置在缸盖护罩同一高度水平，调节摄像头到所述标定板的垂直距离h，直至标定板上单个方格内有整数个像素，像素个数的倒数即为标定系数。

如：标定板上单个方格内填满100个像素，即1mm＝100像素，标定系数为0.01，表示拍摄图片的一个像素点相当于0.01mm。本申请要求标定系数≤0.1，垂直距离h为标准高度。

3)制作检测标准图片，用标定好的摄像头对标准件进行拍摄，得出标准图片，对标准图片进行像素处理，得出凸轮轴套筒旋转槽的像素结果，将该标准数据进行保存并设为基准图片。

4)产品检测，将所述摄像头调整到标准高度，调整摄像头中心线与缸盖护罩上电磁阀安装孔中心线重合，拍摄图片，在对该图片进行像素处理后与基准图片进行对比，判断被检测产品是否合格。

若被检测产品合格，则采用动态位移检测方法进行检测，若不合格，放弃该被检测产品，进行下一产品或下一批次产品的检测。

动态检测方法通过集成摄像的电磁阀105(图7)实现。摄像头实时拍摄凸轮轴套筒旋转槽形态，摄像头拍摄的图像经过处理器进行处理，处理后的结果作为电磁阀阀销工作的信号之一，对电磁阀进行实时控制。

1)基础标定，将集成摄像头153的电磁阀安装在标准缸盖总成上，对标准件进行检测，拍摄第一阀销151和第二阀销152伸出时的凸轮轴套筒旋转槽的形态图像，经过处理后保存并设为基准图像。

2)产品检测，将集成摄像头的电磁阀安装在被检测产品上，拍摄凸轮轴套筒旋转槽的实时图像，对实时图像进行信息处理后与步聚1)的基准图像进行对比，判断被检测产品是否合格。

基础标定步骤的形态图像处理是将摄像头拍摄到的设定数量的图片的中心为基准点o，基准轮廓线p,以基准点做平面直角坐标系，检测在y＝0时，凸轮轴套筒旋转槽两侧边缘到基准点的距离s1和s2，将所有图片的s1和s2分别组成数据组后形成基准数据并保存。其中s1为停缸切换时所需距离值，s2为切换高升程凸轮时所需距离值。

实时图像与基准图像的比对为，以所述基准图像的平面直角坐标系为准，检测实时图像的凸轮轴套筒旋转槽两侧边缘到基准点的距离s10和s20；实时轮廓线为p1。

计算s10-s1的差值，或s20-s2的差值，若上述差值在设定的范围内，所述被检测产品合格，否则为不合格。

将上述两组基准数据写入ecu中，建立控制策略，该图像结果还可以作为电磁阀的阀销工作提供输入信号，出现故障时还可进行报错，提醒客户进行维修。

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、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。