发动机凸轮测量的测头转换方法

    1 问题的提出

    凸轮轴是影响发动机配气机构工作质量的关键部件。它的功能是保证发动机气门组有准确、平稳的良好运动规律。凸轮的测量，主要是为评定凸轮轴上各凸轮的几何精度和装机后的动力特性提供依据的，所以应按设计要求选择与凸轮机构从动件 (挺柱) 相同型式和形状的测头，并按设计升程表进行测量，从而通过测量正确反馈凸轮机构运动规律的信息。

    可是，由于凸轮机构从动件的型式和形状不同，相同形状凸轮外形气门的运动规律却是不同的。譬如，对于发动机下置凸轮轴式配气机构，升程的测量值符合移动式从动件 (挺柱)的运动规律; 而对于发动机顶置凸轮轴式配气机构，摆动式从动件的圆柱面的气门升程规律，还需要换算成移动式从动件的升程测量值，即将摇臂与凸轮型面接触的摆动式柱面的气门升程，换算成对心移动式平面测头的凸轮升程。因为采用平面测头，才有利于凸轮型面的加工和凸轮升程的测量，但这就涉及到了测量时的测头转换问题。也就是说，当遇到由于加工和测量工艺条件的限制或某种特殊场合，无法采用符合设计要求型式和形状的测头时，允许运用测头转换方法，采用不符合设计要求的测头进行凸轮测量。

    2 实例分析

    现以某发动机的配气凸轮为例，对于测头转换后当量升程的计算，一般是把当量转角取为与设计要求相同的转角，这样，尽管整个凸轮测量点的个数与设计要求相同，但却改变了设计要求测量点的位置和各升程测量段测量点的个数。譬如，配气凸轮，当用设计要求的平面测头按 1°间隔取点测量时，顶圆段的测点为 92 个，腹圆段的测点为 26 个，缓冲段的测点为56 个。可是，当用不符合设计要求的15 mm 的滚柱测头也按1°间隔取点测量时，顶圆段的测点为 32 个。测头转换之后，当用不符合设计要求的刀口测头亦按 1°间隔取点测量时，顶圆段的测点仅为 12 个。非常明显，测头转换之后，用不符合设计要求的测头虽然整个凸轮测量点的个数未变，但设计要求的测量点的位置和组成凸轮轮廓各曲线段测量点的个数被改变了。

    将当量转角取为设计转角的当量升程表，凸轮升程测量点的位置偏离了测点的设计位置，这将无法克服 (剔除) 由于测头转换引起的当量测点与设计测点处，两处形状误差的差异对凸轮升程测量的影响。当凸轮轮廓各曲线段的公差要求不相一致时，甚至可能引起对凸轮升程合格性的误判 (误废或误收)。那种取设计转角为当量转角的当量升程表，没有考虑测头转换前后当量测点与设计测点的一致性，是与凸轮设计要求相悖的。