调整发动机的燃烧室的容积的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及调整发动机的燃烧室的容积的方法。
【背景技术】
[0002]汽车发动机中的燃烧室的容积大大影响了燃料的燃烧特性和发动机的性能。因此，必须使燃烧室的容积落入预定范围内。更具体地，测量构成燃烧室的部分的汽缸盖的凹部的容积，根据测量结果对汽缸体的配合面或凹部进行加工。通过这个加工过程，可调整燃烧室的容积。
[0003]作为得到汽缸盖凹部的容积的传统方法，经常使用的是用粘土等填充铸造汽缸盖的阀孔、将煤油倾注到汽缸盖的凹部中并且用煤油体积得到凹部容积的方法。然而，这种方法是低效的，因为有人工的干预。
[0004]日本专利特许公开N0.2011-256730公开了以下的技术:当通过铸造形成汽缸盖时，在汽缸盖的凹部顶部设置平坦的基准面，并且测量配合面和基准面之间的距离来决定切削量。
[0005]然而，以上文献中描述的方法只测量基准面的一点和配合面之间的距离，所以精度不那么高。
【发明内容】
[0006]本发明是在考虑到上述问题的情况下做出的，能够解决相关技术的问题。
[0007]本发明的一个方面提供了一种调整发动机的燃烧室的容积的方法，该方法包括:
[0008]制备通过铸造形成的汽缸盖，
[0009]所述汽缸盖包括构成所述发动机的所述燃烧室的部分的凹部和用于汽缸体的配合面，
[0010]所述配合面被形成为相对于被设计成具有目标燃烧室容积的、所述汽缸盖的三维形状数据具有切削余量，
[0011]所述调整方法还包括:
[0012]通过使用位移计测量所述凹部的表面的多个部分和所述配合面的多个部分；
[0013]计算在相对于所述凹部的多个测量值适配基于所述三维形状数据的所述凹部的表面的设计形状的状态下所述配合面的各个测量值和基于所述三维形状数据的所述配合面的设计形状之间的差别；
[0014]基于计算出的差别决定切削量并且按决定的所述切削量切削所述配合面。
[0015]本发明的另一个方面提供了一种调整发动机的燃烧室的容积的方法，该方法包括:
[0016]制备通过铸造形成的汽缸盖，
[0017]所述汽缸盖包括构成所述发动机的所述燃烧室的部分的凹部和用于汽缸体的配合面，
[0018]所述配合面被形成为相对于被设计成具有目标燃烧室容积的、所述汽缸盖的三维形状数据具有切削余量，
[0019]所述调整方法还包括:
[0020]通过使用位移计测量所述凹部的表面的多个部分和所述配合面的多个部分；
[0021]计算在相对于所述配合面的多个测量值适配基于所述三维形状数据的所述配合面的设计形状的状态下所述凹部的各个测量值和基于所述三维形状数据的所述凹部的表面的设计形状之间的差别；
[0022]基于计算出的差别决定切削量并且按决定的所述切削量切削所述配合面。
【附图说明】
[0023]图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的包括位移计的机床示例的立体图；
[0024]图2是示出根据本发明的第一实施方式的机床中的关于表面形状测量的部分的功能布置的框图；
[0025]图3是示意性示出根据本发明的第一实施方式的激光位移计的布置的视图；
[0026]图4是示出根据本发明的第一实施方式的用作使用机床的加工目标的汽缸盖的外观的平面图；
[0027]图5是沿着图4中的V-V切线截取的剖视图；
[0028]图6是沿着图4中的V1-VI切线截取的部分剖视图；
[0029]图7A至图7C是用于说明根据本发明的第一实施方式的决定汽缸盖的配合面的切削量和切削方向的方法的剖视图；
[0030]图8是示出根据本发明的第一实施方式的调整发动机的燃烧室的容积的过程的流程图；
[0031]图9A至图9C是用于说明根据本发明的第二实施方式的决定汽缸盖的配合面的切削量和切削方向的方法的剖视图；
[0032]图10是示出根据本发明的第二实施方式的调整发动机的燃烧室的容积的过程的流程图；
[0033]图1lA和图1lB是用于说明线激光位移计的测量原理的视图；
[0034]图12是用于说明线激光位移计对汽缸盖的配合面进行测量的部分的视图；
[0035]图13是用于说明计算各凹部的容积的方法的视图；
[0036]图14是示出根据本发明的第三实施方式的调整发动机的燃烧室的容积的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0037]现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。应该注意，这些实施方式中阐述的组件的相对布置、数值表达和数值没有限制本发明的范围，除非它被另外具体阐述。
[0038](第一实施方式)
[0039][包括激光位移计的机床的布置示例]
[0040]图1是示意性示出本发明的第一实施方式中使用的包括位移计的机床示例的立体图。以下将说明机床是垂直加工中心的情况，但机床可以是诸如水平加工中心的另一种类型。另外，使用激光的非接触式位移计将被作为位移计的例证，但位移计可以是接触型。
[0041]参照图1，机床I包括加工装置10、NC (数字控制)装置24、ATC(自动工具交换装置)28和计算机150。
[0042]加工装置10包括机架12、设置在机架12上的立柱14、包括主轴22的主轴头20、包括工作台18的座架16。
[0043]立柱14设置在机架12上，并且包括可在垂直方向(Z轴方向)上移动的后撑40。B轴旋转机构36和A轴旋转机构38附接于后撑40。
[0044]主轴头20借助后撑40、B轴旋转机构36和A轴旋转机构38被支承于立柱14的前表面，可在垂直方向(Z轴方向)上移动，可被驱动以绕着A轴和B轴旋转。工具(未示出)或测量头42可拆卸地附接于主轴22的远端。主轴22由主轴头20支承，使得它可绕着中轴线(Z轴方向)旋转。
[0045]测量头42并入激光位移计100、激光位移计的控制电路和驱动电池、用于执行无线通信的通信装置。
[0046]座架16布置在机架12上并且可在前后水平方向(Y轴方向)上移动。工作台18布置在座架16上。工作台18可在左右水平方向(X轴方向)上移动。工件2 (更具体地，汽缸盖)被放置在工作台18上。
[0047]加工装置10是五轴加工中心，将测量头42和工件2在X轴、Y轴和Z轴的三个正交轴方向上相对地线性移动，并且具有A旋转轴和B旋转轴。注意的是，三个正交轴和旋转轴的布置可不同于图1中的布置。例如，三个正交轴的驱动机构可布置在主轴头20侧，A轴和C轴的旋转机构可布置在工作台侧。
[0048]NC装置24控制加工装置10的整体操作，包括沿着以上提到的三个正交轴和两个旋转轴进行控制。ATC 28自动地将工具和测量头42从主轴22交换。NC装置24控制ATC28。
[0049]图2是示出图1的机床中的关于表面形状测量的部分的功能布置的框图。图2示出布置在加工装置10中的Z轴馈送机构34、Y轴馈送机构32、X轴馈送机构30、A轴旋转机构38和B轴旋转机构36。
[0050]参照图1和图2，Z轴馈送机构34驱动由立柱14支承的主轴头20并且将它在Z轴方向上移动。Y轴馈送机构32驱动布置在机架12上的座架16并且将它在Y轴方向上移动。X轴馈送机构30驱动放置在座架16上并且支承工件2的工作台18，将工作台18在X轴方向上移动。NC装置24控制Z轴馈送机构34、Y轴馈送机构32、X轴馈送机构30、A轴旋转机构38和B轴旋转机构36。
[0051]计算机150包括处理器152、存储器154和用于与测量头42执行无线通信的通信装置170。处理器152通过执行存储器154中存储的程序，用作参照图4描述的测量控制器156和数据处理器158。
[0052]测量控制器156与NC装置24协作地接连地改变测量头42和工件2之间的相对位置关系，沿着工件2的表面扫描激光束116。在扫描激光束116期间，测量控制器156从测量头42获取在激光束116的扫描方向上的多个测量点处的高度方向(Z轴方向)上的位移数据作为工件2的表面形状数据。明确的过程如下。
[0053]首先，在测量控制器156的控制下，NC装置24驱动X轴馈送机构30和Y轴馈送机构32中的任一个或X轴馈送机构30、Y轴馈送机构32和Z轴馈送机构34之中的至少两个轴。因此，NC装置24接连地改变测量头42和工件2之间的相对位置关系。
[0054]并入在NC装置24中的PLC (可编程逻辑控制器)26与驱动上述馈送机构同步地以预定周期向通信装置170输出触发信号。在接收到触发信号时，通信装置170向测量头42发送测量指令f。测量头42根据测量指令f测量从测量头42到工件2的距离D (也就是说，工件2的表面的位移)。通过通信装置170将测得距离D的数据