一种用于凸轮轴的高精度信号盘的制作方法

1.本实用新型涉及凸轮轴相位检测领域，尤其涉及一种用于凸轮轴的高精度信号盘。


背景技术：

2.传统凸轮轴相位检测机构检测凸轮轴的角度精度大致在2
°
左右。如图1所示，凸轮轴相位检测结构一般包括信号盘a和作为转速传感器b的霍尔传感器，其中信号盘a套设于凸轮轴外周，与凸轮轴固定连接，并能随凸轮轴转动而转动，其包括圆盘部a1和位于圆盘部a1外周的若干个大小不一的延伸齿a2；霍尔传感器设于信号盘a径向上的一侧，与信号盘a之间存在间隙，信号盘a随凸轮轴转动时，随着其信号盘a外周的延伸齿a2依次交替靠近和远离霍尔传感器，霍尔传感器内部的磁体将发生相应的磁场变化，该磁场变化将被转为电信号即时发送给发动机控制单元，以使发动机控制单元能依此计算出凸轮轴的相位信息和转速信息，并根据凸轮轴的相位信息和转速信息精准控制气门开闭的时间，确保发动机运行过程中的动力性和经济性。
3.然而，信号盘a与凸轮轴之间多少会存在有装配误差，且信号盘a自身的延伸齿a2也存在一定的加工误差，这些误差都使得具有延伸齿a2的信号盘a能反馈给霍尔传感器的相位角度精度有限。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于凸轮轴的高精度信号盘，该信号盘无需设置延伸齿，也能达到使转速传感器内部发生相应的磁场变化。
5.本实用新型提供的一种用于凸轮轴的高精度信号盘用于与凸轮轴固定连接，能随所述凸轮轴转动，所述信号盘包括本体和磁性部，所述磁性部沿周向相互间隔地设置于所述本体上，所述磁性部之间设有无磁性部。
6.可选地，每个所述磁性部的磁场强度范围在5～110mt。
7.可选地，每个磁性部包括多个磁性区域，多个所述磁性区域紧密排列，彼此相邻的所述磁性区域之间磁性相反，分别位于每个所述磁性部两端的所述磁性区域与所述无磁性部相连。
8.可选地，每个所述磁性部包括偶数个所述磁性区域。
9.可选地，所述磁性部包括第一磁性部、第二磁性部和第三磁性部，所述无磁性部包括第一无磁性部、第二无磁性部和第三无磁性部，所述第一无磁性部位于第一磁性部与所述第二磁性部之间，所述第二无磁性部位于所述第二磁性部与所述第三磁性部之间，所述第三无磁性部位于所述第三磁性部与所述第一无磁性部之间，所述第一磁性部所占周向角度的范围在25.5
°
～29.5
°
，所述第二磁性部所占周向角度的范围在58.0
°
～62.0
°
，所述第三磁性部所占周向角度的范围在93.5
°
～97.5
°
，所述第一无磁性部所占周向角度的范围在56.0
°
～60
°
，所述第二无磁性部所占周向角度的范围在20.5
°
～24.5
°
，所述第三无磁性部
所占周向角度的范围为88.5
°
～92.5
°
。
10.可选地，所述磁性部和或所述无磁性部所占周向角度的公差值为
±
0.1
°
。
11.可选地，每个所述磁性部包括一个所述磁性区域。
12.可选地，所述磁性部为磁铁，所述磁铁嵌设于所述本体内，或所述磁性部为磁性胶带，所述磁性胶带固定在所述本体的外表面。
13.可选地，所述磁性部为磁性橡胶，所述磁性部注塑形成于所述本体的外表面。
14.可选地，所述本体上设有定位部，所述定位部用于与组装工装上的对应结构配合，使所述信号盘套设在所述凸轮轴外周的对应位置。
15.综上所述，通过在用于凸轮轴的信号盘上设置磁性部以代替传统的机械延伸齿，本实用新型所提供的信号盘具有如下有益效果：
16.1、具有更小的加工误差和装配误差，能做到更高的角度反馈精度，即便长时间使用也不需要进行相位校准。
17.2、具有较传统信号盘来说更小的体积和重量，能减少凸轮轴的整体重量，有利于发动机轮系的轻量化。
18.3、降低了传感器的生产成本；更为具体的描述是，由于信号盘自身带有磁性，因此其自身的磁场可作用于转速传感器，使转速传感器内即使设置较少的磁体，在检测过程中也能产生足够强度的磁场变化；此外，当磁性部是通过工艺成本较高的工序被制得或自身为生产成本较高的材质时，通过提高无磁性部在信号盘上所占周向角度的百分比，能够最大限度地节约信号盘的制备成本。
19.4、增加了转速传感器布置的灵活性；更为具体的描述是，由于自身具有磁性，因此可接受与转速传感器之间较远的间距设置。
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
21.图1为相关技术中凸轮轴相位检测结构的示意图。
22.图2为本实用新型实施例中信号盘与转速传感器的示意图。
23.附图标记说明
24.a、1-信号盘，a1-圆盘部，a2-延伸齿，11-本体，111-定位部，12-磁性部，121-磁性区域，b、2-转速传感器。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
26.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
27.如图2所示，本实施例提供的用于凸轮轴的高精度信号盘1包括本体11和磁性部12，其本体11呈环型，内径能与凸轮轴(图未示)配合，其磁性部12为磁性橡胶注塑形成，相
互间隔地沿周向设置于设于本体11的外表面上，每个磁性部12包括若干个磁性区域121，这若干个磁性区域121紧密排列在本体11的外表面上，彼此相邻的磁性区域121之间磁性相反(即n极区域与s极区域交替设置)，且分别位于每个磁性部12两端的磁性区域121与凸轮轴1的无磁性部(即凸轮轴1不作磁性橡胶注塑处理的部位)相连，分别位于同一无磁性部两端的磁性区域121之间的磁性可以相同也可以相反；信号盘1随凸轮轴转动时，磁性区域121与无磁性部将依次交替靠近和远离作为转速传感器2的霍尔传感器，在磁性区域121靠近和远离霍尔传感器的过程中，霍尔传感器能检测到的磁场强弱也随之变化，如此，设有磁性部12的凸轮轴即可模拟传统机械信号盘1的延伸齿使霍尔传感器内部发生磁场变化的过程，使霍尔传感器将对应的磁场变化转为电信号即时发送给发动机控制单元，令发动机控制单元能依此计算出凸轮轴的相位信息和转速信息，并根据凸轮轴的相位信息和转速信息精准控制气门开闭的时间。
28.在一可能的实施例中，磁性部12也可由单一磁性区域121构成，如此也能达到模拟传统机械信号盘1的延伸齿，进而使霍尔传感器内部发生磁场变化的目的，此时，分别位于同一无磁性部两端的两个磁性部12之间的磁性可以相同也可以相反。
29.进一步地，每个磁性部12的磁场强度范围的优选值在5～110mt。
30.进一步地，每个磁性部12包括的磁性区域121优选设置为偶数个(例如四个)，每个磁性区域121所占的周向角度大致相等，以便转速传感器2检测到的磁场变化曲线具有明显的特征峰；磁性部12优选设置三个，即包括第一磁性部、第二磁性部和第三磁性部，视位于第一磁性部与第二磁性部之间的无磁性部为第一无磁性部，位于第二磁性部与第三磁性部之间的无磁性部为第二无磁性部，位于第三磁性部与第一无磁性部之间的无磁性部为第三无磁性部，第一磁性部所占周向角度的优选范围在25.5
°
～29.5
°
，第二磁性部所占周向角度的优选范围在58.0
°
～62.0
°
，第三磁性部所占周向角度的优选范围在93.5
°
～97.5，第一无磁性部所占周向角度的优选范围在56.0
°
～60
°
，第二无磁性部所占周向角度的优选范围在20.5
°
～24.5
°
，第三无磁性部所占周向角度的优选范围为88.5
°
～92.5
°
，第一磁性部、第二磁性部、第三磁性部、第一无磁性部、第二无磁性部和第三无磁性部所占周向角度的公差值为
±
0.1
°
；经验证，在此设置参数下的信号盘1的角度信号精度可达0.25
°
。
31.进一步地，在本体11靠近凸轮轴端部的一侧表面上还设有定位部111，为一定位孔，用于与组装工装(图未示)配合，以完成信号盘1与凸轮轴的装配，信号盘1与凸轮轴装配的具体步骤是：组装工装先与凸轮轴保持确定的位置关系，然后将信号盘1套设在凸轮轴外周侧，并使信号盘1的定位部111与组装工装的对应凸起结构(例如螺栓)相配合，通过冷压设备将凸轮轴与信号盘1冷压在一起，即完成此二者的装配。
32.在一可能的实施例中，磁性部12还可选用磁铁，通过将磁铁嵌设于本体11内，也能达到模拟传统机械信号盘1的延伸齿，进而使霍尔传感器内部发生磁场变化的目的。
33.在一可能的实施例中，磁性部12还可选用磁性胶带，通过将多段磁性胶带间隔地固定于本体11的外周，也能达到模拟传统机械信号盘1的延伸齿，进而使霍尔传感器内部发生磁场变化的目的。
34.综上所述，通过在用于凸轮轴的信号盘1上设置磁性部12以代替传统的延伸齿，本实用新型所提供的信号盘1具有如下有益效果：
35.1、具有更小的加工误差和装配误差，能做到更高的角度反馈精度，即便长时间使
用也不需要进行相位校准。
36.2、具有较传统信号盘来说更小的体积和重量，能减少凸轮轴的整体重量，有利于发动机轮系的轻量化。
37.3、降低了传感器的生产成本；更为具体的描述是，由于信号盘1自身带有磁性，因此其自身的磁场可作用于转速传感器2，使转速传感器2内即使设置较少的磁体，在检测过程中也能产生足够强度的磁场变化；此外，当磁性部12是通过工艺成本较高的工序被制得或自身为生产成本较高的材质时，通过提高无磁性部在信号盘1上所占周向角度的百分比，能够最大限度地节约信号盘1的制备成本。
38.4、增加了转速传感器2布置的灵活性；更为具体的描述是，由于自身具有磁性，因此可接受与转速传感器2之间较远的间距设置。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。