CN103831624A - 凸轮轴正时工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于装配发动机的凸轮轴的正时工装，所述正时工装包括工装主体以及设置在所述工装主体上的定位元件、紧固元件以及正时销，所述定位元件适于将所述正时工装定位在所述发动机的缸盖上，所述紧固元件适于将所述正时工装紧固在所述发动机的缸盖上，所述正时销的销末端适于与所述凸轮轴上的正时孔配合以实现凸轮轴的正时定位，其中，所述正时销的销末端以及所述凸轮轴的正时孔均设置成截头圆锥形，并且所述销末端的锥度大于所述正时孔的锥度。本发明的凸轮轴正时工装可以提高发动机的正时系统装配精度和装配效率。

Description

凸轮轴正时工装
技术领域
本发明涉及一种发动机的装配技术领域；更具体地说，本发明涉及一种发动机凸轮轴正时工装。
背景技术
众所周知，凸轮轴是发动机配气机构的关键部件之一，其主要用来控制气门的配气相位。为保证配气机构的正常工作，对凸轮轴上的凸轮的角度位置有严格的要求以保证工作循环中的各个配气相位。这样，凸轮轴安装的精确性起到了关键的作用。
通常，在安装凸轮轴时都会选用专门的辅助工具，例如凸轮轴正时工装就是专门用于装配和定位凸轮轴的一种工具。凸轮轴正时工装可以使装配的凸轮轴更满足发动机的正时要求。在汽车制造和装配技术日益提高的今天，消费者对汽车发动机的要求也越来越高，在某种程度上来讲，凸轮轴正时工装的定位精度也会明显影响发动机的性能。因此，要求凸轮轴正时工装具有很高的定位精度。
现有技术中一般的凸轮轴正时工装设计都是采用销-孔（或者插片-槽）式的配合固定进排凸轮轴。由于销-孔（或者插片-槽）式的配合必须采用间隙配合，则有可能会由于机械加工的误差等原因，使得销-孔（或插片-槽）配合的间隙比较大，会影响凸轮轴安装和装配时的准确性，进一步影响配气机构的正时精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高凸轮轴装配精度和装配效率的凸轮轴正时工装。
为了解决前述的技术问题，本发明的第一方面提供了一种用于装配发动机的凸轮轴的正时工装，所述正时工装包括工装主体以及设置在所述工装主体上的定位元件、紧固元件以及正时销，其中，所述定位元件适于将所述正时工装定位在所述发动机的缸盖上，所述紧固元件适于将所述正时工装紧固在所述发动机的缸盖上，所述正时销的销末端适于与所述凸轮轴上的正时孔配合以实现凸轮轴的正时定位，
其中，所述正时销的销末端以及所述凸轮轴的正时孔均设置成截头圆锥形，并且所述销末端的锥度大于所述正时孔的锥度。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述定位元件是通过固定螺栓固定在所述工装主体上的定位杆，所述定位杆适于与缸盖火花塞孔的粗定位。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述紧固元件为位于所述工装主体两端处的固定螺栓。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述正时销穿过所述工装主体上的销孔，所述正时销的上端为直径大于所述销孔的销头，所述正时销的销末端附近安装有固定螺母，绕着所述正时销在所述固定螺母和所述工装主体之间设置有弹簧。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述工装主体形成有桥部，所述桥部在绕所述销孔的上端处设置有凸台、在绕所述销孔的下端处形成有用于容纳所述凸轮轴的凹槽。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述凹槽为多级凹槽，分别适用于容纳所述凸轮轴、所述固定螺母以及所述弹簧。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述凸台为锥形凸台。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述正时销的数量为两个，分别用于所述发动机的进、排凸轮轴的正时。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述定位元件位于所述两个正时销的位置之间。
可选地，在如前所述的正时工装中，所述工装主体为板形构件。
通过以上可以了解，本发明的凸轮轴正时工装设计通过正时销锥形销末端与凸轮轴锥形正时孔的线接触可以消除配合间隙、提高装配精度；正时销处回位弹簧部分结构可以保持一定的预紧，一方面能够防止装配中锥形销的跳动，另一方面还提高了装配效率。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中：
图1示出了根据本发明的凸轮轴正时工装的示意性结构图；
图2示出了根据本发明的凸轮轴正时工装的一个正时销位置的示意性局部视图；以及
图3是根据本发明的凸轮轴正时工装的正时销与凸轮轴锥孔的配合的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。
图1示出了根据本发明的凸轮轴正时工装的示意性结构图。在图1中，附图标记1表示定位杆，2表示正时销，3表示回位弹簧，4表示固定螺母，5表示第一固定螺栓，6表示第二固定螺栓，7表示工装板，8表示待安装的凸轮轴，9表示凸轮轴上的各凸轮。
从图中可以看出，根据本发明的该实施方式的凸轮轴正时工装可以由定位杆1、正时销2、回位弹簧3、固定螺母4、第一固定螺栓5第二固定螺栓6以及工装板7组成。由于附图仅为示例性的而并不对具体的元件结构构成限制，所以所属领域的技术人员可以了解在可选的实施方式中，也可以选用结构形状不同于图示的其它类型的工装主体、定位元件、紧固元件和正时销来替代图示的工装板7、定位杆1、固定螺栓5和正时销2；根据具体的情况可以调整各个元件的个数以适合具体的装配情况；或者调整各元件在工装主体上的相互位置等，在此不再赘述。
如图所示，以工装板7为主体，工装的其它各部件均布置在该工装板7上，其中定位杆1可以设置在工装板7的中间部分处，而两个正时销2则可以分别位于工装板7上定位杆1的两侧，正时销2分别用于确定进、排凸轮轴的正时位置。第一固定螺栓5可以设置在工装板7的两端处，用于将整个工装固定到发动机缸盖上。所属领域的技术人员可以了解，虽然在本实施方式以工装板7的形式进行介绍，但是，工装板7也可以以非板状的工装支架或工装主体替换，其本质与本实施方式中的工装板是等同的。
为了使用工装精确地安装凸轮轴，首先需要将根据本发明的凸轮轴正时工装正确地在发动机缸盖上定位，该定位即可以由工装的定位杆1实现。定位杆1可以如图所示通过第二固定螺栓6实现固定，其穿过工装板7并且与定位杆1螺纹连接。凸轮轴正时工装中的定位杆1可以但不必需呈圆杆状，在使用时可以将该定位杆置于发动机的缸盖的火花塞孔（未图示）内，从而实现正时工装在发动机缸盖上的粗定位。考虑到这里为粗定位，为了安装方便，在不影响安装精度的情况下，可以在定位杆1与缸盖的火花塞孔之间预留适当的余量。根据图示的实施方式将定位杆1设置在工装板7的中间位置处并将两个正时销2分设在定位杆1的两侧有利于使得两个正时销2的装配精度相对来说更加均匀，不会由于应力或安装位置不匀而导致精度不一。
在利用定位杆1确定好工装在发动机缸盖上的位置后，即可以利用两个第一固定螺栓5将整个正时工装紧固到发动机的缸盖上。可以了解，本实施方式中优选地将两个第一固定螺栓5设在工装板7的两端也有利于整个工装的稳定固定。可以了解，在工装板7的两端以及发动机缸盖的相应的位置处，需要预留有用于安装第一固定螺栓5的安装孔。
下面简单介绍两个正时销2在工装板7的安装方式。从图1中可以看出，工装板7上中部安装孔两侧上设置有两个桥部，而正时销2则安装在此桥部处的销孔内。图2示出了根据本发明的凸轮轴正时工装的一个正时销位置的示意性局部视图，即示出了工装板7的一个桥部。在图2中，附图标记71表示工装板7的桥部处的凸台，72表示位于凸台正下方的凹槽，73表示凸台内连通凹槽的孔，22表示正时销2的销末端。
从图2中可以看出，正时销2从销孔中穿过，而凸台71绕销孔的上端处形成，一直延伸到凹槽72内，凹槽72绕销孔的下端处形成。正时销2的从凸台71露出的一端上设置有销头21，其直径大于通孔73的直径，使得正时销2不至于整个陷入通孔73内。在正时销2的销末端22处可以装上回位弹簧3以及固定螺母4，如图所示，弹簧3一端抵靠着凹槽72的内部顶面，另一端抵靠固定螺母4。固定螺母4通过螺纹连接在正时销2的末端22附近。可以了解，弹簧3推紧凹槽72的内部顶面以及固定螺母4的上端面，这将使得正时销2的销头21压紧凸台71的顶面。图2中还示出了凸轮轴8，其安装位置正好位于凹槽72下方，正时销2的销末端22可以延伸到凸轮轴8上的正时孔内，这样能够方便地实现凸轮轴的装配和定位。
从图2中还可以看出，为了尽量避免减小工装板7的强度，可以将凹槽72设计成具有若干个更小的凹槽的形式，图示实施方式中即是为容纳弹簧3、固定螺母4、凸轮轴8而分别形成了不同大小的多级凹槽。在更优选的实施方式中，可以将容纳凸轮轴8的凹槽构造成圆弧形，能够进一步增强工装板7在该处的强度。
为了提高凸轮轴8的安装精度，此处在销末端22和凸轮轴8的正时孔之间采用了线接触。如图3中所示，图3是根据本发明的凸轮轴正时工装的正时销与凸轮轴锥孔的配合的示意图。在图3中，附图标记81表示凸轮轴的正时孔。本发明将销末端22设计成锥形，将凸轮轴上的正时孔也设计成锥形，并且销末端22的锥形角度α大于正时孔81的锥形角度β，通过正时销2的销末端22与凸轮轴8的锥孔81的配合，使两者处于几何上的线接触，可以消除配合间隙，从而提高装配的精度。所属领域的技术人员可以了解，正时销2（通过其销末端22）用于与凸轮轴8的正时孔的线接触精确定位，可以消除配合间隙，并可以承受较大的凸轮轴旋转的切向力。
另外，装配在正时销2上的固定螺母4与工装板7之间的回位弹簧3可以保持正时销2的销末端22与凸轮轴8的正时孔81的紧密配合，防止正时销2反弹。通过调节固定螺母4能够紧固住回位弹簧3，保持一定的预紧力，这个预紧力可以确保正时销2的销末端22与凸轮轴8的正时孔81一直保持配合状态，防止在装配中锥形销的上下跳动。在装配发动机时，只需手动提起正时销2的销头21，就可以将正时销拔出，可以免除以往的旋松螺纹，提高生产的效率。
如上根据附图对本发明的具体实施方式进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型，毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于装配发动机的凸轮轴的正时工装，所述正时工装包括工装主体以及设置在所述工装主体上的定位元件、紧固元件以及正时销，其中，所述定位元件适于将所述正时工装定位在所述发动机的缸盖上，所述紧固元件适于将所述正时工装紧固在所述发动机的缸盖上，所述正时销的销末端适于与所述凸轮轴上的正时孔配合以实现凸轮轴的正时定位，
其特征在于，所述正时销的销末端以及所述凸轮轴的正时孔均设置成截头圆锥形，并且所述销末端的锥度大于所述正时孔的锥度。
2.如权利要求1所述的正时工装，其中，所述定位元件是通过固定螺栓固定在所述工装主体上的定位杆，所述定位杆适于与缸盖火花塞孔的粗定位。
3.如权利要求1所述的正时工装，其中，所述紧固元件为位于所述工装主体两端处的固定螺栓。
4.如权利要求1所述的正时工装，其中，所述正时销穿过所述工装主体上的销孔，所述正时销的上端为直径大于所述销孔的销头，所述正时销的销末端附近安装有固定螺母，绕着所述正时销在所述固定螺母和所述工装主体之间设置有弹簧。
5.如权利要求4所述的正时工装，其中，所述工装主体形成有桥部，所述桥部在绕所述销孔的上端处设置有凸台、在绕所述销孔的下端处形成有用于容纳所述凸轮轴的凹槽。
6.如权利要求5所述的正时工装，其中，所述凹槽为多级凹槽，分别适用于容纳所述凸轮轴、所述固定螺母以及所述弹簧。
7.如权利要求5所述的正时工装，其中，所述凸台为锥形凸台。
8.如权利要求1至7中任一项所述的正时工装，其中，所述正时销的数量为两个，分别用于所述发动机的进、排凸轮轴的正时。
9.如权利要求8所述的正时工装，其中，所述定位元件位于所述两个正时销的位置之间。
10.如权利要求1至7中任一项所述的正时工装，其中，所述工装主体为板形构件。
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