閥座插件間隙檢測的製作方法
2023-05-28 22:51:46
專利名稱：閥座插件間隙檢測的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及檢測間隙的方法，該間隙沿縱向軸線延伸並限定在繞汽缸蓋中的埠形成的的座的肩部和布置在座中的閥座插件的內側軸向端之間。
背景技術：
內燃機典型地包括汽缸蓋，所述汽缸蓋由鋁或鋼鑄造。汽缸蓋限定多個埠，例如，進氣埠和排氣埠。閥布置在埠中，並必須密封抵靠埠的外表面。為了提供用於閥密封抵靠的順滑和一致表面，閥座插件被壓入在座中，該座繞每個埠形成到汽缸蓋中。每個埠限定內部埠直徑，每個座限定內部座直徑,該內部座直徑大於內部埠直徑。每個座沿它們各自的埠的縱向軸線延伸。座從汽缸蓋的外表面延伸一深度到埠中，並限定肩部，在那裡，內部座直徑過渡到內部埠直徑。閥座插件包括內部插件直徑，其大體等於內部埠直徑。相應地，一旦適當地定位在座內，閥座插件和埠限定順滑和連續的直徑。但是，如果閥座插件沒有適當地定位在座中，例如，當閥座插件沒有完全壓入座中，則間隙存在於座的肩部和閥座插件的內側軸向端之間的接口中，這可不利地影響發動機的性能。
發明內容
提供了一種製造用於發動機的汽缸蓋組件的方法。該方法包括形成汽缸蓋。氣缸被形成為限定具有座的埠。座包括肩部，該肩部繞埠環向地布置。閥座插件沿縱向軸線被壓入座中。徑向距離垂直於縱向軸線、沿跨閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口的縱向軸線被感測，以檢測在該接口處的該徑向距離相對於縱向軸線的變化。還提供了一種檢測間隙的方法，該間隙沿縱向軸線延伸並限定在繞汽缸蓋中的埠形成的座的肩部和布置在座中的閥座插件的內側軸向端之間。該方法包括將距離傳感器布置在埠內，和將距離傳感器或汽缸蓋中的一個相對於距離傳感器和汽缸蓋的另一個沿縱向軸線移動，以產生距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動。在距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動期間，垂直於縱向軸線感測徑向距離，以檢測在閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口處的徑向距離相對於縱向軸線的變化。相應地，如果閥座插件沒有適當地定位在座內，距離傳感器將在閥座插件的內側軸向端和肩部之間的接口處檢測到間隙，或距離的變化。一旦識別到間隙，閥座插件可在發動機被組裝之前被適當地定位，由此改善生產質量。本發明的上述特徵和優勢及其他特徵和優勢將從用於實施本發明的最佳模式的以下詳細描述並連同附圖而顯而易見。
圖I是汽缸蓋組件的示意性透視圖，顯示出在座的肩部和閥座插件的內側軸向端之間的接口處的間隙。
圖2是距離傳感器的示意性橫截面視圖，其位於相對於汽缸蓋組件的預感測位置。圖3是距離傳感器的示意性橫截面視圖，其感測汽缸蓋組件的埠內的徑向距離。圖4是放大示意性橫截面視圖，其顯示了距離傳感器檢測在座的肩部和閥座插件的內側軸向端之間的接口處的間隙。圖5是示意平面圖，其顯示了第一徑向距離和第二徑向距離之間的相對關係。
具體實施例方式參考附圖，其中，相同的附圖標記在多幅視圖中指代相似的部件，描述了一種製造用於發動機的汽缸蓋組件20的方法。參考圖I至4，製造汽缸蓋組件20的方法包括形成汽缸蓋22。汽缸蓋22被形成為限定至少一個埠 24，包括但不限於進氣埠或排氣埠。儘管汽缸蓋22被典型地形成為限定多個進氣埠和多個排氣埠，但本說明書的範圍可以限於僅需要一個埠 24。但是，應該意識到，所述方法可用於汽缸蓋22限定的所有埠24。形成汽缸蓋22可包括由鋁或鋼鑄造汽缸蓋22。汽缸蓋22可用任何適當的鑄造工藝鑄造，包括但不限於高壓鑄造、低壓鑄造、模壓鑄造或砂型鑄造。附加地，形成汽缸蓋22可還包括通過已知的機加工工藝將孔、表面和/或其他特徵機加工到鑄造的汽缸蓋22中。如上所述，汽缸蓋22被形成為限定埠 24。埠 24限定內部埠直徑26，如圖4所示，並延伸到汽缸蓋22中。汽缸蓋22還形成為限定座28。座28被布置為靠近汽缸蓋22的外表面30，圍繞埠 24的外周邊。座28包括內部座直徑32，如圖4所示，其大於內部埠直徑26。座28延伸一距離到汽缸蓋22中至肩部34，S卩，底壁，在該肩部處內部座直徑32過渡到內部埠直徑26。這樣，座28和埠 24協作以限定具有階梯式直徑的通道，內部座直徑32的較大直徑被布置為比內部埠直徑26更靠近汽缸蓋22的外表面30。製造汽缸蓋組件20的方法還包括將閥座插件36沿埠 24的縱向軸線38壓入座28中。如上所述，汽缸蓋組件20可包括多個埠 24，每個埠 24具有壓入在其中的閥座插件36。閥座插件36可以任何適當的方式壓入到座28中，包括但不限於通過液壓機等將閥座插件36壓入。閥座插件36提供順滑的、平坦的且一致的密封表面用於閥(未示出)，以在發動機運行期間密封抵靠。閥座插件36包括內部插件直徑40，如圖4所示，其大體等於內部埠直徑26。這樣，內部埠直徑26和內部插件直徑40之間的差等於或小於0. 55mm。如圖2所示，閥座插件36應該完全壓入到座28中，直到閥座插件36的內側軸向端42布置為抵靠並鄰接座28的肩部34，由此提供跨閥座插件36與肩部34和/或埠 24之間的接口的均一和一致的內部直徑。但是，有時閥座插件36沒有完全壓入到座28中，由此在閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間產生間隙43，如圖1、3和4。因此，製造汽缸蓋組件20的方法包括檢測間隙43的方法，該間隙沿縱向軸線38延伸，並限定在座28的肩部34和閥座插件36的內側軸向端42之間。檢測間隙43的方法包括將距離傳感器44布置在埠 24內。距離傳感器44可包括，但不限於，電荷耦合器件(CCD)雷射位移傳感器。CCD雷射位移傳感器44發出持續的雷射46，所述雷射46被反射回到CCD雷射位移傳感器44。來自雷射46的反饋用於計算從傳、感器到反射物體的距離，如所已知的那樣。CCD雷射投影傳感器44沿縱向軸線38並與之同軸地投射雷射46。雷射46被鏡面47或其他類似裝置相對於縱向軸線38以九十度(90° )角偏轉，由此將雷射46反射到閥座插件36、座28和/或埠 24的內表面上，以分別感測縱向軸線38與閥座插件36、座28和/或埠 24之間的徑向距離。參考圖2，距離傳感器44被示出為布置在汽缸蓋組件20之外、在預感測位置。參考圖3，距離傳感器44被示出為布置在汽缸蓋組件20的埠 24內。如圖2和3所示，距離傳感器44可通過將距離傳感器44安裝到具有延伸探針50的託架48和將託架48的探針50布置在由汽缸蓋22限定的閥引導部52內而布置在埠 24中。將探針50布置在閥引導部52中使得將距離傳感器44定位在相對於汽缸蓋22的適當位置處，以使CCD雷射位移傳感器44的雷射46沿縱向軸線38並與之同軸。應該意識到，距離傳感器44可以在此未不出或未描述的一些其他方式相對於汽缸蓋22定位。
檢測間隙43的方法還包括將距離傳感器44和汽缸蓋22中的一個相對於距離傳感器44和汽缸蓋22中的另一個沿縱向軸線38移動，大體由圖2的箭頭45所指示，其產生距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動。應該意識到，汽缸蓋22可相對於距離傳感器44移動，或距離傳感器44可相對於汽缸蓋22移動。參考圖4，檢測間隙43的方法還包括垂直於縱向軸線38、沿縱向軸線38的長度54感測徑向距離，所述長度54跨閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間的接口。如果間隙43存在，沿跨接口的長度54感測徑向距離允許距離傳感器44檢測在接口處的徑向距離的變化。如果間隙43存在於閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間的接口處，例如如圖1、3和4所示，被感測的徑向距離將變化。更具體地，當距離傳感器44開始沿長度54感測徑向距離時，將返回測量內部插件直徑40的半徑的值。當距離傳感器44在距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動期間繼續感測徑向距離時，一旦距離傳感器44向內移動超過閥座插件36的內側軸向端42，雷射46將感測內部座直徑32的半徑。被感測徑向距離的這種變化表示和/或識別閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間的間隙43的存在。如果沒有間隙43存在於閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間的接口處，S卩，閥座插件36完整並完全地定位在座28內，例如如圖2所示，則被感測徑向距離在距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動期間不會改變。這是因為內部插件直徑40大體等於內部埠直徑26。更具體地，當距離傳感器44開始沿長度54感測徑向距離時，將返回測量內部插件直徑40的半徑的值。當距離傳感器44在距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動期間繼續感測徑向距離時，一旦距離傳感器44向內移動超過閥座插件36的內側軸向端42，雷射46將感測內部埠直徑26的半徑。這兩個值基本相同，即，在可接受的製造公差內，由此表示在閥座插件36的內側軸向端42和座28的肩部34之間不存在間隙43，S卩，沒有間隙43。如上所述，內部埠直徑26和內部插件直徑40之間的可接受公差包括等於或小於0. 55mm的值。相應地，距離傳感器44可被構造為，當在接口處的徑向距離的變化大於I. OOmm時，檢測和/或識別間隙43，因為小於I. OOmm的徑向距離的變化落入可接受的製造公差內，並將表示沒有間隙43存在。如可從上推斷的，垂直於縱向軸線38感測徑向距離可包括在距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動期間垂直於縱向軸線38感測徑向距離。此外，徑向距離可被連續地感測，或可以適當的間隔間歇地感測，以檢測間隙43，如果存在的話。檢測間隙43的方法可還包括測量被檢測間隙43沿縱向軸線38的間隙長度56，以確定間隙長度56是否大於0. 050mm。小於0. 050mm的間隙長度56處於可接受的製造公差內，而大於0. 050mm的間隙長度56大於可接受的製造公差，且必須被矯正。這樣，運動傳感器等可感測距離傳感器44和汽缸蓋22之間的相對運動，及記錄檢測到間隙43的距離。為了識別閥座插件36 失準而不是沒有完全壓入座28中的情形，徑向距離可繞縱向軸線38在兩個或更多徑向位置測量。如果閥座插件36失準，閥座插件36的至少一部分可被布置為靠近肩部34，使得沒有間隙43存在於接口處，且閥座插件36的另一部分可與肩部34在接口處隔開，使得間隙43確實存在。相應地，在多個角位置測量徑向距離確保徑向距離不會隨機地在沒有間隙43存在的位置處測量，而間隙43由於閥座插件36失準而存在於其他位置。這樣，參考圖5，垂直於縱向軸線38感測徑向距離可包括感測第一徑向距離58和第二徑向距離60，而第二徑向距離60與第一徑向距離58成角度地間隔。如圖5所示，第一徑向距離58和第二徑向距離60彼此成角度地間隔有角度62。角度62優選地是至少一百二十度(120° )，但是，角度62可以小於所示的120°。儘管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附權利要求範圍內的用來實施本發明的各種替換設計和實施例。
權利要求
1.一種製造用於發動機的汽缸蓋組件的方法，該方法包括 形成汽缸蓋，該汽缸蓋限定具有座的埠，座具有肩部，該肩部繞埠環向地布置； 將閥座插件沿縱向軸線壓入座中；以及 垂直於縱向軸線、沿跨閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口的縱向軸線感測徑向距離，以檢測該徑向距離相對於縱向軸線在該接口處的變化。
2.如權利要求I所述的方法，還包括將距離傳感器布置在埠內。
3.如權利要求2所述的方法，還包括將距離傳感器和汽缸蓋中的一個相對於距離傳感器和汽缸蓋中的另一個沿縱向軸線移動，以產生距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動。
4.如權利要求3所述的方法，其中，垂直於縱向軸線感測徑向距離還被定義為，在距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動期間垂直於縱向軸線感測徑向距離。
5.如權利要求4所述的方法，其中，在距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動期間感測徑向距離還被定義為，在距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動期間持續地感測徑向距離。
6.如權利要求I所述的方法，其中，垂直於縱向軸線感測徑向距離包括感測第一徑向距離和第二徑向距離，該第二徑向距離與第一徑向距離成角度地間隔。
7.如權利要求6所述的方法，其中，第一徑向距離和第二徑向距離彼此成角度地間隔有一角度，該角度為至少一百二十度(120° )。
8.如權利要求2所述的方法，其中，垂直於縱向軸線感測徑向距離包括從距離傳感器沿縱向軸線軸向地投射雷射，且將該雷射以相對於縱向軸線九十度(90° )角度偏轉到閥座插件、座和/或埠的內部表面上，以感測徑向距離。
9.如權利要求I所述的方法，其中，垂直於縱向軸線、沿跨閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口的縱向軸線的長度感測徑向距離、以檢測在該接口處的該徑向距離的變化還被定義為，垂直於縱向軸線、沿跨閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口的縱向軸線的長度感測徑向距離，以檢測在該接口處的該徑向距離的大於I. OOmm的變化。
10.如權利要求I所述的方法，還包括沿縱向軸線測量被檢測間隙的長度，以確定該間隙是否大於O. 050mm。
全文摘要
一種檢測間隙的方法，該間隙沿縱向軸線延伸並被限定在繞汽缸蓋中的埠形成的座的肩部和布置在座中的閥座插件的內側軸向端之間，該方法包括將距離傳感器布置在埠內，和將距離傳感器和汽缸蓋中的一個相對於距離傳感器和汽缸蓋的另一個沿縱向軸線移動，以產生距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動。徑向距離在距離傳感器和汽缸蓋之間的相對運動期間被垂直於縱向軸線感測，以檢測在閥座插件的內側軸向端和座的肩部之間的接口處的徑向距離的變化，由此指示在其之間的不期望有的間隙。
文檔編號F02F1/24GK102635457SQ20121002990
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月10日 優先權日2011年2月10日
發明者G.J.湯姆基維茨 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司