CN106567913A - 用于发动机张紧器的预张紧工具 - Google Patents

Abstract

一种用于将发动机中的凸轮轴‑驱动元件张紧器进行预张紧的多轴线工具包括具有第一面和第二面以及长度的壳体。壳体限定了沿第一轴线布置的第一通道和沿第二轴线布置的第二通道。第二轴线平行于第一轴线，以及每个通道延伸穿过壳体的长度。工具还包括布置在第一面上并且延伸出第一面的第一凸耳。第一通道延伸穿过第一凸耳。工具还包括延伸出第二面并且沿平行于第一轴线的第三轴线布置的第二凸耳。指示器杆部分地布置在第二通道内并且被配置为选择性地延伸出第一面。弹性元件布置在第二通道内侧并且被配置为将指示器杆延伸出第一面。

Description

用于发动机张紧器的预张紧工具

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机中的张紧器的预张紧工具。

背景技术

内燃机一般采用凸轮轴来打开和关闭发动机阀，以控制进入汽缸用于其中燃烧的进气的供应，以及燃烧后气体从其中的移除。凸轮轴-驱动元件，例如正时带或正时链，经常用于同步发动机曲柄轴和凸轮轴的旋转，使得发动机阀在汽缸的每次进气和排气冲程过程中在适当时间打开或关闭。

正时带通常包括接触凸轮轴和曲柄轴链轮的表面上的齿，而正时链一般包括用于与这些链轮接触的滚动元件。在某些发动机设计中，还采用正时带或正时链来维持发动机阀和活塞之间的安全运行间隙。另外，在一些发动机设计中，可使用正时带来驱动其它发动机部件，例如水泵和/或油泵。

张紧器在发动机中经常与正时带或正时链一起使用。这种张紧器通常向正时带或正时链施加力，以维持带或链的张紧，并且因此维持发动机曲柄轴和凸轮轴之间的旋转正时。张紧器确保，独立于带或链的运动，发动机的曲柄轴和凸轮轴之间的连接保持不变，同时限制相关部件上的应力。

发明内容

本发明的一个实施例涉及用于将内燃机中的凸轮轴-驱动元件张紧器进行预张紧的多轴线工具。工具包括壳体，其具有第一面、第二面以及限定在第一面和第二面之间的跨度的长度。壳体限定了沿第一轴线布置的第一通道和沿第二轴线布置的第二通道。第二轴线平行于第一轴线，并且每个通道都延伸穿过壳体的长度。工具还包括布置在第一面上并且延伸出第一面的第一凸耳。第一通道延伸穿过第一凸耳。工具还包括第二凸耳，其布置在第二面上并且延伸出第二面且沿平行于第一轴线的第三轴线布置。指示器杆部分地布置在第二通道内，并且被配置为选择性地延伸出第一面。弹性元件布置在第二通道内，并且被配置为将指示器杆延伸出第一面。

弹性元件可以是螺旋弹簧，指示器杆可包括凸缘，以及螺旋弹簧可被配置为贴靠凸缘并朝第一面预装载指示器杆。

多轴线工具还可包括板，其例如经由紧固件固定到第二面处的壳体。板可因此可被配置为将螺旋弹簧保留在第二通道内，使得螺旋弹簧朝第一面预装载指示器杆。

张紧器可包括张紧器主体和可旋转臂。第二凸耳可被配置为接合张紧器的可旋转臂。

张紧器可包括布置在张紧器主体上的第一指示器功能件和布置在可旋转臂上的第二指示器功能件。第一指示器功能件和第二指示器功能件的相对位置可被配置为指示张紧器的张紧状态。当杆通过弹簧延伸出第一面时，指示器杆可被配置为通过延伸穿过其中而接合并对准第一指示器功能件和第二指示器功能件。

张紧器可包括紧固件，其被配置为将张紧器固定在发动机上的适当位置。第一通道可提供紧固件的可操作进出口。

紧固件可包括紧固件头部。壳体可限定空腔，其与第一通道对齐并且被配置为向紧固件头部提供间隙。

第一凸耳可包括外部六角形状，其被配置为由互补的六角座孔接合用于围绕第一轴线旋转壳体和第二凸耳。

指示器杆可包括延伸出第二面的手柄部分。手柄部分可被配置为通过压缩弹性元件以便于指示器杆收缩到第二通道中。

发动机可包括限定用于多轴线工具的进出开口的正时盖。壳体可被配置为装配到进出开口内，并且经由第二凸耳与张紧器接合。

本发明的另一个实施例涉及一种使用上述多轴线工具预张紧凸轮轴-驱动元件张紧器的方法。多轴线工具可经由多轴线螺帽扳手操作，作为用于组装发动机的自动化过程的一部分。

从以下结合附图以及所附权利要求对实施所述发明的实施例和最佳方式的详细描述中，将很容易了解本发明的以上特征和优点，以及其它特征和优点。

附图说明

图1是内燃机的示意性透视图。

图2是图1中示出的内燃机的示意性的部分剖面正视图；所述发动机是根据本发明的具有凸轮轴、曲柄轴、凸轮轴-驱动元件，以及凸轮轴-驱动元件张紧器的发动机。

图3是插入图1中示出的发动机的前盖中的多轴线工具的示意性透视图。

图4是图3中示出的多轴线工具的示意性剖面侧视图。

图5是根据本发明的一个实施例的图1-2中示出的发动机的示意性局部侧视图，以及图3-4中示出的凸轮轴-驱动元件张紧器的示意性侧视图，其中所述发动机与凸轮轴-驱动元件张紧器接合用于对其进行手动预张紧。

图6是根据本发明的另一个实施例的图1-2中示出的发动机的示意性局部侧视图，以及图3-4中示出的凸轮轴-驱动元件张紧器的示意性侧视图，其中所述发动机与凸轮轴-驱动元件张紧器接合用于使用多轴线工具对其进行手动预张紧。

图7以流程图的格式示意性地示出了经由图1-6中示出的多轴线工具预张紧凸轮轴-驱动元件张紧器的方法。

具体实施方式

参考附图，其中在这几张附图中，相同的附图标记对应于相同或者相似的部件，图1示出了内燃机10(例如火花点火或压缩点火型)，其一般用于车辆(未示出)的推进。如图1和图2所示，发动机10包括汽缸体12，其具有多个布置在汽缸体12中的汽缸14以及安装在汽缸体上的汽缸盖16。可替代地，汽缸盖16可与汽缸体12(未示出)形成一体或者与汽缸体铸造在一起。

汽缸盖16接收空气和燃料作为将在汽缸14内侧使用的预燃烧进料，用于随后的燃烧。如从图2中可以看出，每个汽缸14包括被配置为在其中往复运动的相应活塞18。另外，燃烧室20形成于汽缸盖16的底表面和活塞18的顶部之间的汽缸14内。气流通过进气歧管22被导入每个燃烧室20，在每个燃烧室20中，燃料与空气结合以形成燃料-空气混合物，用于在该燃烧室内进行随后的燃烧。尽管图1-2中示出了直列四缸发动机，但并不排除将本发明应用于具有不同的汽缸数目和/或布置的发动机。

如图2所示，发动机10还包括多个进气阀26，其可操作地连接到汽缸盖16并且被配置为控制用于在其中与燃料燃烧的进入每个汽缸14的空气的供给。进气凸轮轴28被配置为在发动机10的操作过程中调节相应进气阀26的打开和关闭。发动机10还包括多个排气阀30，其可操作地连接到汽缸盖16并且被配置为控制燃烧后气体从每个汽缸14的移除。排气凸轮轴32被配置为在发动机10的操作过程中调节相应排气阀30的打开和关闭。

发动机10还包括被配置为在汽缸体12内旋转的曲柄轴34。如本领域技术人员所已知，曲柄轴34经由连接杆24由活塞18旋转，这是由于适当比例的燃料和空气经由一个或多个进气阀26选择性地允许进入燃烧室20并且在燃烧室中燃烧。在空气-燃料混合物在具体燃烧室20内侧燃烧之后，特定活塞18的往复运动用于经由一个或多个排气阀30将燃烧后气体从相应的汽缸14中排出。汽缸盖16还被配置为诸如经由排气歧管36将燃烧后气体从燃烧室20中排出。

进气凸轮轴28和排气凸轮轴32包括相应链轮28-1、32-1，而曲柄轴34包括链轮34-1。发动机10还包括凸轮轴-驱动元件38，例如正时带(未示出)或正时链(如图2中所示)。凸轮轴-驱动元件38可操作地连接相应链轮28-1、32-1和34-1，以由此同步曲柄轴34和凸轮轴28、32的旋转。如本领域技术人员所已知，发动机曲柄轴34和凸轮轴28、32经由凸轮轴-驱动元件38的同步旋转确保了阀26、30在每个汽缸的进气和排气冲程期间在适当时间打开和关闭并且还可以维持阀和活塞18之间的安全运行间隙。

发动机10还包括凸轮轴-驱动元件张紧器40。张紧器40被配置(即，构造和布置)为向凸轮轴-驱动元件38施加力F以维持该凸轮轴-驱动元件中的预定张紧力以及因此维持曲柄轴34和凸轮轴28、32之间的旋转正时。力F旨在由张紧器40连续地施加以确保独立于凸轮轴-驱动元件38的运动，曲柄轴34和凸轮轴28、32之间的连接和同步操作保持不变。一般情况下，必须在发动机10上调整(即，预张紧)张紧器40以在至少新链轮28-1、32-1和/或34-1、新凸轮轴-驱动元件38和/或新张紧器40无论何时安装到发动机上时均提供适当大小的力F。

如图5-6中所示，张紧器40可以包括张紧器主体42和可旋转臂44。第一指示器功能件42-1布置在张紧器主体42上以及第二指示器功能件44-1布置在可旋转臂44上。第一指示器功能件42-1和第二指示器功能件44-1中的每一个可以分别被配置为张紧器主体42和可旋转臂44中的孔隙(图5-6中所示)和凹口(未示出)。第一指示器功能件42-1和第二指示器功能件44-1的相对位置被配置为指示由张紧器40产生的力F，即，张紧器的预张紧状态。如图2和图4-6中所示，可采用紧固件45来将张紧器40固定在发动机10上的适当位置中、固定到汽缸体12或汽缸盖16。重新参考图1-2，发动机10还包括正时盖46(图1中所示)，其被配置为屏蔽凸轮轴-驱动元件38和链轮28-1、32-1和34-1(图2中所示)不受碎片影响并不对各个外部发动机和车辆部件造成干扰。正时盖46限定进出张紧器40的开口48，主要用于在发动机10的初始组装和/或维修期间对其进行调整。

如上文所指示，链轮28-1、32-1和/或34-1、新凸轮轴-驱动元件38和/或新张紧器40无论何时安装到发动机10上时，必须预张紧张紧器40。提供图3和图4中所示的多轴线工具50以便于用于这些情况的张紧器40的有效调整。多轴线工具50包括壳体52。壳体52具有第一面52-1、第二面52-2和由第一面和第二面之间的跨度限定的长度54。壳体52限定了沿第一轴线X1布置的第一通道56和沿第二轴线X2布置的第二通道58。壳体52被配置为使得第二轴线X2平行于第一轴线X1，且每个通道56、58延伸穿过长度54。壳体52还包括布置在第一面52-1上并且延伸或突出超出第一面52-1的第一凸耳60。第一通道56延伸穿过第一凸耳60。壳体52还包括布置在第二面52-2上并且延伸出第二面52-2的第二凸耳62。另外，第二凸耳62沿平行于第一轴线X1的第三轴线X3布置。通道59沿第三轴线X3布置并且为工具63(例如六角驱动器)提供间隙，其可用于转动第二凸耳62并且旋转张紧器臂44。张紧器臂44的这种旋转用于将张紧器40移位到凸轮轴-驱动元件38中以由此预张紧凸轮轴-驱动元件。

指示器杆64部分地布置在第二通道58内并且部分地布置在壳体52外侧。指示器杆64包括第一端64-1并且还包括第二远端64-2，其延伸出第二面52-2并且可被塑形为手柄部分。弹性元件66布置在第二通道58内侧并且被配置为预装载指示器杆64以选择性地将第一端64-1延伸出第一面52-1。如图所示，被塑形为手柄部分的第二端64-2被配置为通过压缩弹性元件66以便于指示器杆64收缩到第二通道58中。弹性元件66可以是螺旋弹簧。指示器杆64可以包括凸缘64-3，其可以被配置为指示器杆中的挤压部分。被配置为螺旋弹簧的弹性元件66可以贴靠凸缘64-3并且向凸缘64-3施加力以将第一端64-1朝向和超出第一面52-1进行预装载。当手动(图5中所示)或经由机器执行预张紧作为自动化发动机组装过程(图6中所示)的一部分时，指示器杆64收缩到第二通道58中可以由具体训练的人员完成。

如图3-4中所示，多轴线工具50还可以包括固定到壳体52的板68。板68被配置为将弹性元件66保持在第二通道58内侧以由此便于朝第一面52-1预装载指示器杆64。板68可以经由任何已知设备(例如一个或多个卡钩(未示出)和/或螺钉70)在第二面52-2处紧固到壳体52。在经由预启动紧固件45将张紧器松弛地附接到发动机10之后，壳体52被配置为装配到正时盖46的进出开口48中并且经由第二凸耳62接合张紧器40。具体地，第二凸耳62接合张紧器的可旋转臂44。壳体52接着可经由第一凸耳60旋转。第一凸耳60可以包括外部六角形状60-1，其被配置为由互补六角座孔72接合用于围绕第一轴线X1旋转壳体52和第二凸耳62。六角座孔72可以结合被配置为经由第一凸耳60手动旋转壳体52的扳钳或结合具体调整装置(例如多轴线螺帽扳手74(图6中示意性所示))使用作为用于组装发动机10的自动化过程的一部分。

在壳体52经由第一凸耳60旋转之后，指示器杆64可延伸出第一面52-1以接合第一指示器功能件42-1和第二指示器功能件44-1(图5中所示)，并且由此影响它们的相应对准。如上所述，指示器杆64的延伸是经由弹性元件66的作用而产生，这确保了指示器杆与指示器功能件42-1、44-1的可靠接合。一旦第一指示器功能件42-1和第二指示器功能件44-1已经经由指示器杆64与其的接合而对准，紧固件45就可以经由张紧器40绷紧到指定扭矩用于产生所需张紧力F至凸轮轴-驱动元件38。紧固件45的这种绷紧可以由人类操作员手动完成或经由多轴线螺帽扳手74作为自动化发动机组装过程的一部分来完成。如从图3中可以看出，第一通道56可以例如经由延伸工具或适配器75提供紧固件45的可操作进出口用于绷紧紧固件45以将张紧器40固定在发动机10上的预张紧位置中。紧固件45通常包括紧固件主体(例如柄部45-1)并且还可以包括紧固件头部45-2。另外，壳体52可以限定与第一通道56对准的空腔76。当多轴线工具50的第二凸耳62与可旋转臂44对准时，空腔76为紧固件头部45-2提供间隙。

如以上关于图1-6的描述，图7描绘了预张紧内燃机10中的凸轮轴-驱动元件张紧器40的方法80。如图5中所示，方法80可由专门训练的操作员在发动机10的维修或修复期间手动执行。如图6中所示，方法80可同样在自动化发动机组装过程期间经由多轴线螺帽扳手74执行，所述多轴线螺帽扳手74通过具体编程用于操作的弹性控制器79调节。方法80开始于发动机10被部分地组装的框82，其中进气凸轮轴28和排气凸轮轴32、曲柄轴34、链轮28-1、32-1、34-1和凸轮轴-驱动元件38相对于汽缸体12和汽缸盖16定位。方法从框82前进到框84。在框84中，方法包括预启动紧固件45以将凸轮轴-驱动元件张紧器40可操作地连接到发动机10。继框84之后，方法进行到框86。在框86中，方法包括将多轴线工具50设置为与张紧器40接合。

继框86之后，方法前进到框88，其中方法包括将多轴线工具50的第二凸耳62与张紧器40的可旋转臂44接合。方法接着前进到框90，其中方法包括经由第一凸耳60旋转壳体52使得第二凸耳62围绕第一轴线X1旋转并且由此旋转可旋转臂44。方法从框90前进到框92。在框92中，方法包括经由延伸出第一面52-1的指示器杆64对准第一指示器功能件42-1和第二指示器功能件44-1。在框92之后，方法进行到框94，其中方法包括通过将紧固件45绷紧到指定扭矩来将张紧器40固定在发动机10上的位置中。继框94之后，方法可以进行到框96，其中方法可以包括通过压缩弹性元件66来将指示器杆64收缩到第二通道58中。在指示器杆64已经收缩到第二通道58之后，方法可以进行到框98，其中第二凸耳62脱离可旋转臂44且从发动机10中移除多轴线工具50。

详细描述和附图或图表支持并且描述本发明，但是本发明的范围仅仅由权利要求书来限定。虽然已详细描述了用于实施所要求保护的本发明的一些最佳模式和其它实施例，但是存在着用于实践所附权利要求书中限定的本发明的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本描述中提及的各个实施例的特性不一定被理解为彼此独立的实施例。而是，实施例的一个实例中描述的每个特性可与来自其它实施例的一个或多个其它期望特性相组合，从而产生没有以文字描述或没有通过参考附图进行描述的其它实施例，这个是可能的。因此，这些其它实施例落入所附权利要求书的保护范围的架构内。

Claims (10)

1.一种用于将内燃机中的凸轮轴-驱动元件张紧器进行预张紧的多轴线工具，所述工具包括：

壳体，其具有第一面、第二面和限定在所述第一面和所述第二面之间的跨度的长度，其中所述壳体限定了沿第一轴线布置的第一通道和沿第二轴线布置的第二通道，以及其中所述第二轴线平行于所述第一轴线且所述第一通道和所述第二通道中的每一个延伸穿过所述壳体的所述长度；

第一凸耳，其布置在所述第一面上并且延伸出所述第一面，其中所述第一通道延伸穿过所述第一凸耳；

第二凸耳，其布置在所述第二面上并且延伸出所述第二面且沿平行于所述第一轴线的第三轴线布置；

指示器杆，其部分地布置在所述第二通道内并且被配置为选择性地延伸出所述第一面；以及

弹性元件，其布置在所述第二通道内侧并且被配置为将所述指示器杆延伸出所述第一面。

2.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中：

所述弹性元件是螺旋弹簧；

所述指示器杆包括凸缘；以及

所述螺旋弹簧被配置为贴靠所述凸缘并且朝所述第一面预装载所述指示器杆。

3.根据权利要求2所述的多轴线工具，其进一步包括在所述第二面处固定到所述壳体并且被配置为将所述螺旋弹簧保持在所述第二通道内侧的板。

4.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中所述张紧器包括张紧器主体和可旋转臂，以及其中所述第二凸耳被配置为接合所述张紧器的所述可旋转臂。

5.根据权利要求4所述的多轴线工具，其中：

所述张紧器包括布置在所述张紧器主体上的第一指示器功能件和布置在所述可旋转臂上的第二指示器功能件；

所述第一指示器功能件和所述第二指示器功能件的相对位置被配置为指示所述张紧器的张紧状态；以及

所述指示器杆被配置为在延伸出所述第一面时通过所述弹簧接合且对准所述第一指示器功能件和所述第二指示器功能件以接合两个指示器功能件。

6.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中所述张紧器包括被配置为将所述张紧器固定在所述发动机上的位置中的紧固件，并且其中所述第一通道提供所述紧固件的可操作进出口。

7.根据权利要求6所述的多轴线工具，其中所述紧固件包括紧固件头部，并且其中所述壳体限定了与所述第一通道对准且被配置为向所述紧固件头部提供间隙的空腔。

8.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中所述第一凸耳包括外部六角形状，其被配置为由互补六角座孔接合用于围绕所述第一轴线旋转所述壳体和所述第二凸耳。

9.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中所述指示器杆包括延伸出所述第二面的手柄部分，并且其中所述手柄部分被配置为通过压缩所述弹性元件以便于所述指示器杆收缩到所述第二通道中。

10.根据权利要求1所述的多轴线工具，其中所述发动机包括限定用于所述多轴线工具的进出开口的正时盖，并且其中所述壳体被配置为装配到所述进出开口中并且经由所述第二凸耳接合所述张紧器。