一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝及裝配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝及裝配方法，所述裝配工裝包括曲軸正時工裝、凸輪軸正時工裝和張緊器工裝。利用本發(fā)明所述裝配工裝，能夠有效提高裝配定位精度。
【專利說明】一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝及裝配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝及裝配方法。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機配氣相位是以活塞上止點或下止點為基準，用曲軸轉(zhuǎn)角來度量進、排氣門開啟和關(guān)閉的時刻。在生產(chǎn)制造過程中，由于零部件制造偏差、發(fā)動機裝配偏差、傳感器信號感應(yīng)偏差的存在，將不同程度地改變原規(guī)定的配氣相位，如氣門開啟及關(guān)閉時間延遲或提前，進排氣相位錯亂等。相位偏差將導(dǎo)致發(fā)動機的動力性下降、經(jīng)濟性變差及排放惡化，相位偏差較大時，發(fā)動機根本不能起動，嚴重時會造成活塞頂碰氣門，氣門桿彎曲斷裂，活塞碰撞損壞，發(fā)動機報廢。
[0003]曲軸與凸輪軸的相對位置關(guān)系，決定了發(fā)動機的配氣相位，兩者之間通過正時鏈條連接并傳動，從而實現(xiàn)發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)發(fā)動機設(shè)計中，曲軸與鏈輪采用半圓鍵定位，凸輪軸與鏈輪采用銷定位。在現(xiàn)行的正時裝配過程中，首先，盤動曲軸及凸輪軸至正時臨界位置。然后，裝配曲軸鏈輪，與曲軸通過半圓鍵定位。接著，裝配凸輪軸鏈輪，與凸輪軸通過銷定位，并鎖緊凸輪軸鏈輪螺栓。然后，掛正時鏈條，要求鏈條正時標記與曲軸鏈輪、凸輪軸鏈輪的正時標記對應(yīng)。再接著，裝配動、靜導(dǎo)軌和張緊器。最后，拔掉張緊器插銷，正時鏈條被繃緊，完成發(fā)動機正時裝配。
[0004]基于上述產(chǎn)品設(shè)計及裝配工藝，發(fā)動機的正時偏差較大，達到8° CA (曲軸轉(zhuǎn)角)以上。原因包括:如凸輪軸與鏈輪依靠銷定位，由于銷孔加工后存在位置度偏差，造成凸輪軸與鏈輪的相位偏差加大。又如正時系統(tǒng)裝配過程中，正時鏈條的伸長量未規(guī)避，也造成曲軸鏈輪與凸輪軸鏈輪的相位偏差加大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝及裝配方法，其操作簡單，能有效提尚裝配定位精度。
[0006]本發(fā)明所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，包括曲軸正時工裝、凸輪軸正時工裝和張緊器工裝，所述曲軸正時工裝的一端可與曲軸定位連接，另一端可與曲軸箱體定位連接，使曲軸與曲軸箱體相對位置固定；所述凸輪軸正時工裝上具有兩個凹槽，所述凸輪軸正時工裝可通過所述兩個凹槽卡在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上，以限制進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動；所述張緊器工裝可插入張緊器和動導(dǎo)軌之間，使動導(dǎo)軌移動壓緊鏈條。
[0007]所述曲軸正時工裝包括法蘭盤體、連接臂和插銷，所述法蘭盤體的內(nèi)端面上設(shè)有與曲軸后端銷孔對應(yīng)的定位銷，所述連接臂的一端與法蘭盤體連為一體，在其另一端布置有過孔，所述插銷可穿過所述過孔插入曲軸箱體上的插銷孔內(nèi).進一步的，在所述法蘭盤體中心開設(shè)有減重孔。
[0008]所述凸輪軸正時工裝為一板狀構(gòu)件，所述兩個凹槽開設(shè)在凸輪軸正時工裝的底部，
進一步的，在所述凸輪軸正時工裝的頂部設(shè)有提手。
[0009]所述張緊器工裝大致為一長方體構(gòu)件，其底面和左側(cè)端面為與張緊器配合接觸平面，其右側(cè)端面為與動導(dǎo)軌配合接觸平面，所述工裝本體的前端設(shè)置為楔形，
進一步的，在工裝本體的后端設(shè)有手柄。
[0010]本發(fā)明所述發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配方法，包括如下步驟:
(1)通過所述凸輪軸正時工裝對凸輪軸正時定位；
(2)通過所述曲軸正時工裝對曲軸正時定位；
(3)安裝曲軸正時鏈輪和進氣相位器及排氣相位器；
(4)安裝正時鏈條及導(dǎo)軌；
(5)安裝張緊器及張緊器工裝；
(6)緊固相位器固定螺栓；
(7)拆卸所有工裝，進行正時裝配檢查。
[0011]所述步驟(I)包括:
(11)盤轉(zhuǎn)曲軸，使各缸活塞處于行程中段；
(12)轉(zhuǎn)動進氣凸輪軸和排氣凸輪軸，使所述進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上正時標記朝上；
(13)安裝凸輪軸正時工裝，使其兩個凹槽分別卡在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上，并確保凸輪軸正時工裝底面與氣缸蓋頂面貼合，此時完成進、排氣凸輪軸位置的固定。
[0012]所述步驟(2)包括:
(21)盤轉(zhuǎn)曲軸，使第I缸活塞位于上止點附近；
(22)安裝曲軸正時工裝，使法蘭盤體與曲軸后端面緊密貼合，將法蘭盤體上的定位銷插入曲軸后端銷孔內(nèi)；
(23)盤轉(zhuǎn)曲軸正時工裝，使其連接臂上的過孔與曲軸箱體上的插銷孔正對，此時曲軸同步旋轉(zhuǎn)，并帶動第I缸活塞運動，使其處于上止點位置；
(24)將插銷穿過連接臂上的過孔插入曲軸箱體上的插銷孔內(nèi)，實現(xiàn)曲軸與曲軸箱體相對位置的固定。
[0013]所述步驟(3)包括:
(31)保證半圓鍵平面朝上，且盡可能與曲軸軸心線平行，在曲軸前端裝入半圓鍵；
(32)將曲軸正時鏈輪安裝孔對齊曲軸前端，使其鍵槽對齊半圓鍵，推入曲軸正時鏈輪，直至到位為止；
(33)將進氣相位器裝入進氣凸輪軸前端，并帶上相位器固定螺栓，但不上緊，由于進氣相位器與進氣凸輪軸之間無定位銷連接，因此進氣相位器裝入后，可以任意旋轉(zhuǎn)；
(34)按照上述進氣相位器安裝方式，將排氣相位器裝入排氣凸輪軸前端。
[0014]所述步驟(4)包括:
(41)將正時鏈條掛到進氣相位器和排氣相位器的鏈輪上，以及曲軸正時鏈輪上，保證正時鏈條與鏈輪之間的齒嚙合； (42)依次安裝靜導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌和凸輪軸中間導(dǎo)軌，并鎖緊各導(dǎo)軌的安裝螺栓。
[0015]所述步驟(5)包括:
(51)旋轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌，將正時鏈條張緊；
(52)將張緊器固定在曲軸箱體上，此時正時鏈條處于松散狀態(tài)；
(53)拔出張緊器插銷，張緊器的柱塞向外移，與動導(dǎo)軌接觸，將正時鏈條張緊，相應(yīng)的進氣相位器和排氣相位器在正時鏈條的作用下，自動旋轉(zhuǎn)至相位保持位置；
(54)將張緊器工裝插入張緊器和動導(dǎo)軌之間，使動導(dǎo)軌移動壓緊正時鏈條。
[0016]通過本發(fā)明所述工裝和裝配方法，能夠有效提高裝配定位精度，曲軸與凸輪軸的相位偏差大大減小，可以控制在3° CA(曲軸轉(zhuǎn)角)以內(nèi)。而且，在生裝配過程中，操作簡單，裝配工時短，還可以降低人為操作失誤。另外，減少了正時系統(tǒng)相關(guān)部件的正時標記設(shè)計，降低了制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)示意圖；
圖2是所述凸輪軸正時工裝的使用狀態(tài)圖；
圖3是所述曲軸正時工裝的使用狀態(tài)圖；
圖4是所述曲軸正時工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是所述張緊器工裝的使用狀態(tài)圖；
圖6是所述張緊器工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細闡述，以下實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0019]如圖1所示的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，包括曲軸正時工裝17、凸輪軸正時工裝16和張緊器工裝11。
[0020]曲軸的前端軸頸加工有鍵槽，通過半圓鍵與曲軸正時鏈輪裝配定位。曲軸后端面上加工有兩銷孔，用于曲軸正時工裝定位。
[0021]參見圖3、圖4，所述曲軸正時工裝17包括法蘭盤體171、連接臂172和插銷19，所述法蘭盤體的內(nèi)端面上設(shè)有兩定位銷173，且兩定位銷與法蘭盤體中心的中心距不一。因此，曲軸正時工裝定位只有唯一位置，避免錯裝。所述連接臂的一端與法蘭盤體連為一體，在其另一端布置有過孔174，所述插銷可穿過所述過孔插入曲軸箱體18上的插銷孔內(nèi)，使曲軸與曲軸箱體相對位置固定。在所述法蘭盤體的中心開設(shè)有一減重孔175，也便于通過該減重孔觀察曲軸位置。
[0022]在進、排氣凸輪軸上設(shè)置有六方定位面，在六方定位面的某相鄰兩面棱角處加工有一平臺，并在平臺上加工有半圓孔，作為正時標記。
[0023]參見圖2，所述凸輪軸正時工裝16為一板狀構(gòu)件，在其底部間隔開設(shè)有兩個凹槽，在其頂部設(shè)有便于操作的提手。所述凸輪軸正時工裝可通過所述兩個凹槽卡在進氣凸輪軸13和排氣凸輪軸14的六方定位面上，以限制進氣凸輪軸13和排氣凸輪軸14的轉(zhuǎn)動。
[0024]參見圖5、圖6，所述張緊器工裝11大致為一長方體構(gòu)件，其底面和左側(cè)端面為與張緊器10配合接觸平面，其右側(cè)端面為與動導(dǎo)軌12配合接觸平面，所述工裝本體的前端111設(shè)置為楔形，在其后端設(shè)有手柄112。所述張緊器工裝11可插入張緊器10和動導(dǎo)軌12之間，使動導(dǎo)軌移動壓緊正時鏈條6，起到固定鎖止動導(dǎo)軌，抑制鏈條松邊移動的作用。
[0025]采用上述裝配工裝的裝配方法，依次包括如下步驟:
(I)通過所述凸輪軸正時工裝對凸輪軸正時定位:首先，盤轉(zhuǎn)曲軸8，使各缸活塞處于行程中段。接著，用扳手通過所述六方定位面轉(zhuǎn)動進氣凸輪軸13和排氣凸輪軸14，使所述進氣凸輪軸13和排氣凸輪軸14的六方定位面上正時標記朝上。然后，安裝凸輪軸正時工裝16，使其兩個凹槽分別卡在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上，并確保凸輪軸正時工裝底面與氣缸蓋頂面貼合，此時完成進、排氣凸輪軸位置的固定。
[0026](2)通過所述曲軸正時工裝對曲軸正時定位:首先，盤轉(zhuǎn)曲軸8，使第I缸活塞位于上止點附近。接著，安裝曲軸正時工裝17，通過減重孔175觀察曲軸的位置，使法蘭盤體171與曲軸后端面緊密貼合，將法蘭盤體上的定位銷173插入曲軸后端銷孔內(nèi)。然后，盤轉(zhuǎn)曲軸正時工裝17，使其連接臂上的過孔174與曲軸箱體上的插銷孔正對，此時曲軸同步旋轉(zhuǎn)，并帶動第I缸活塞運動，使其處于上止點位置。最后，將插銷19穿過連接臂上的過孔插入曲軸箱體上的插銷孔內(nèi)，實現(xiàn)曲軸與曲軸箱體相對位置的固定，完成曲軸的正時裝配。
[0027](3)安裝曲軸正時鏈輪和進氣相位器及排氣相位器:首先，保證半圓鍵平面朝上，且盡可能與曲軸軸心線平行，在曲軸前端裝入半圓鍵。接著，將曲軸正時鏈輪7安裝孔對齊曲軸前端，使其鍵槽對齊半圓鍵，推入曲軸正時鏈輪7，直至到位為止。然后，將進氣相位器I裝入進氣凸輪軸13前端，并帶上相位器固定螺栓2，但不上緊，由于進氣相位器與進氣凸輪軸之間無定位銷連接，因此進氣相位器裝入后，可以任意旋轉(zhuǎn)，可以避免銷孔位置度造成的相位偏差。最后，按照上述進氣相位器安裝方式，將排氣相位器4裝入排氣凸輪軸14前端。
[0028](4)安裝正時鏈條及導(dǎo)軌:首先，將正時鏈條6掛到進氣相位器I和排氣相位器4的鏈輪上，以及曲軸正時鏈輪7上，保證正時鏈條與鏈輪之間的齒嚙合。然后，依次安裝靜導(dǎo)軌5、動導(dǎo)軌12和凸輪軸中間導(dǎo)軌3，并鎖緊各導(dǎo)軌的安裝螺栓。正時鏈條、進氣相位器和排氣相位器上，無任何正時標記，即三者之間任一嚙合位置，都可實現(xiàn)正時裝配。
[0029](5)安裝張緊器及張緊器工裝:首先，旋轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌12，將正時鏈條6張緊。接著，用螺栓將張緊器10固定在曲軸箱體18上，此時正時鏈條6處于松散狀態(tài)。然后，拔出張緊器插銷9，張緊器的柱塞向外移，與動導(dǎo)軌12接觸，將正時鏈條6張緊，相應(yīng)的進氣相位器I和排氣相位器4在正時鏈條的作用下，自動旋轉(zhuǎn)至相位保持位置。最后，將張緊器工裝11插入張緊器10和動導(dǎo)軌12之間，此時張緊器工裝通過其底面和左側(cè)端面抵靠在張緊器上部的一直角轉(zhuǎn)角處，張緊器工裝的右側(cè)端面抵住動導(dǎo)軌，使動導(dǎo)軌移動壓緊正時鏈條。
[0030](6)旋緊相位器固定螺栓2至要求力矩，由于張緊器工裝對動導(dǎo)軌的固定鎖止作用，減小了在擰緊固定螺栓時被帶動的鏈條松邊移動量，防止相位器旋轉(zhuǎn)，從而減小正時系統(tǒng)的裝配誤差。
[0031](7)拆卸所有工裝，盤轉(zhuǎn)曲軸幾圈，進行正時裝配檢查。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:包括曲軸正時工裝、凸輪軸正時工裝和張緊器工裝， 所述曲軸正時工裝的一端可與曲軸定位連接，另一端可與曲軸箱體定位連接，使曲軸與曲軸箱體相對位置固定； 所述凸輪軸正時工裝上具有兩個凹槽，所述凸輪軸正時工裝可通過所述兩個凹槽卡在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上，以限制進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動； 所述張緊器工裝可插入張緊器和動導(dǎo)軌之間，使動導(dǎo)軌移動壓緊鏈條。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:所述曲軸正時工裝包括法蘭盤體、連接臂和插銷，所述法蘭盤體的內(nèi)端面上設(shè)有與曲軸后端銷孔對應(yīng)的定位銷，所述連接臂的一端與法蘭盤體連為一體，在其另一端布置有過孔，所述插銷可穿過所述過孔插入曲軸箱體上的插銷孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:在所述法蘭盤體中心開設(shè)有減重孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:所述凸輪軸正時工裝為一板狀構(gòu)件，所述兩個凹槽開設(shè)在凸輪軸正時工裝的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:在所述凸輪軸正時工裝的頂部設(shè)有提手。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:所述張緊器工裝大致為一長方體構(gòu)件，其底面和左側(cè)端面為與張緊器配合接觸平面，其右側(cè)端面為與動導(dǎo)軌配合接觸平面，所述工裝本體的前端設(shè)置為楔形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)裝配工裝，其特征在于:在工裝本體的后端設(shè)有手柄。
8.—種應(yīng)用權(quán)利要求1~7中任一權(quán)利要求所述裝配工裝的裝配方法，其特征在于包括如下步驟: (1)通過所述凸輪軸正時工裝對凸輪軸正時定位； (2)通過所述曲軸正時工裝對曲軸正時定位； (3)安裝曲軸正時鏈輪和進氣相位器及排氣相位器； (4)安裝正時鏈條及導(dǎo)軌； (5)安裝張緊器及張緊器工裝； (6)緊固相位器固定螺栓； (7)拆卸所有工裝，進行正時裝配檢查。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于:所述步驟(I)包括: (11)盤轉(zhuǎn)曲軸，使各缸活塞處于行程中段； (12)轉(zhuǎn)動進氣凸輪軸和排氣凸輪軸，使所述進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上正時標記朝上； (13)安裝凸輪軸正時工裝，使其兩個凹槽分別卡在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的六方定位面上，并確保凸輪軸正時工裝底面與氣缸蓋頂面貼合，此時完成進、排氣凸輪軸位置的固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于:所述步驟(2)包括: (21)盤轉(zhuǎn)曲軸，使第I缸活塞位于上止點附近； (22)安裝曲軸正時工裝，使法蘭盤體與曲軸后端面緊密貼合，將法蘭盤體上的定位銷插入曲軸后端銷孔內(nèi)； (23)盤轉(zhuǎn)曲軸正時工裝，使其連接臂上的過孔與曲軸箱體上的插銷孔正對，此時曲軸同步旋轉(zhuǎn)，并帶動第I缸活塞運動，使其處于上止點位置； (24)將插銷穿過連接臂上的過孔插入曲軸箱體上的插銷孔內(nèi)，實現(xiàn)曲軸與曲軸箱體相對位置的固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于:所述步驟(3)包括: (31)保證半圓鍵平面朝上，且盡可能與曲軸軸心線平行，在曲軸前端裝入半圓鍵； (32)將曲軸正時鏈輪安裝孔對齊曲軸前端，使其鍵槽對齊半圓鍵，推入曲軸正時鏈輪，直至到位為止； (33)將進氣相位器裝入進氣凸輪軸前端，并帶上相位器固定螺栓，但不上緊，由于進氣相位器與進氣凸輪軸之間無定位銷連接，因此進氣相位器裝入后，可以任意旋轉(zhuǎn)； (34)按照上述進氣相位器安裝方式，將排氣相位器裝入排氣凸輪軸前端。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于:所述步驟(4)包括: (41)將正時鏈條掛到進氣相位器和排氣相位器的鏈輪上，以及曲軸正時鏈輪上，保證正時鏈條與鏈輪之間的齒嚙合； (42)依次安裝靜導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌和凸輪軸中間導(dǎo)軌，并鎖緊各導(dǎo)軌的安裝螺栓。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于:所述步驟(5)包括: (51)旋轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌，將正時鏈條張緊； (52)將張緊器固定在曲軸箱體上，此時正時鏈條處于松散狀態(tài)； (53)拔出張緊器插銷，張緊器的柱塞向外移，與動導(dǎo)軌接觸，將正時鏈條張緊，相應(yīng)的進氣相位器和排氣相位器在正時鏈條的作用下，自動旋轉(zhuǎn)至相位保持位置； (54)將張緊器工裝插入張緊器和動導(dǎo)軌之間，使動導(dǎo)軌移動壓緊正時鏈條。
【文檔編號】B25B27/22GK104493787SQ201410600570
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張云富, 李春, 肖航, 黃參, 何海珠 申請人:重慶長安汽車股份有限公司