CN107803657B - 柴油机凸轮角度位置调整装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机凸轮角度位置调整装置和方法，装置包括测量机构和调整机构，测量机构设置在执行器顶端上，测量机构的百分表触头抵靠在螺纹顶杆的顶端上；调整机构设置在凸轮一侧外，调整机构的加长接头体一端端头拧入凸轮螺纹孔内，快速接头一端拧入加长接头体另一端端头内。限位支架上下端分别支撑在加长接头体中部下侧和凸轮箱体底部上。方法包括以下步骤：1）凸轮基圆与滚轮导筒相接触，2）安装测量机构，3）确定飞轮角度读数值D，4）安装调整机构，5）调整凸轮角度。本发明的装置结构紧凑，方法简便可靠，解决了柴油机装配过程中精确调整凸轮角度位置的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对已通过过盈配合固定连接的凸轮和凸轮轴相对角度的调整装置及方法，特别涉及一种船用低速船用柴油机凸轮与凸轮轴相对角度的调整装置及方法，属于柴油机装配技术领域。
背景技术
船用低速柴油机是一种为大型船舶航行提供动力的精密的动力装置，通过多个气缸内先后喷射的柴油液滴爆炸导致气体膨胀，依次推动对应气缸内的活塞往复运动，多个不同相位活塞的往复运动通过十字头连杆及曲拐转换为曲轴的旋转运动，曲轴的旋转动力通过轴系传递给螺旋桨的旋转对船舶提供动力。整个运动过程中，柴油机在何时排气何时喷油是经过复杂的设计得到的，其精确度必须通过相应的结构来实现，否则，柴油机将无法正常工作。传统船用柴油机的排气与燃油喷射正时都是由凸轮控制的，因此，在装配调试的过程中，如何调整出正确的凸轮角度位置是柴油机装配的一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置结构简单可靠、方法操作简便精确的柴油机凸轮角度位置调整装置及方法。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种柴油机凸轮角度位置调整装置，包括测量机构和调整机构，所述测量机构设置在执行器顶端上，其包括螺纹顶杆、百分表和百分表座，所述螺纹顶杆下端穿过执行器缸筒顶部，与执行活塞固定连接；安装了百分表的百分表座支撑在执行器缸筒顶部上，百分表触头抵靠在螺纹顶杆的顶端上；所述调整机构设置在凸轮的一侧外，其包括弧形压板、锁紧螺母、加长接头体、快速接头和限位支架，加长接头体一端端头拧入凸轮螺纹孔内，弧形压板抵靠在凸轮外缘上，拧在加长接头体一端上的锁紧螺母内侧面抵靠在弧形压板的外侧面上，快速接头一端拧入加长接头体另一端端头内；限位支架上下端分别支撑在加长接头体中部下侧和凸轮箱体底部上。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
进一步的，第一限位支架包括上螺杆和下圆筒，上螺杆下端拧入下圆筒上端内；第二限位支架包括倒T形上螺杆和底圆筒，倒T形上螺杆包括直杆和从直杆上部向外水平延伸的横杆，直杆下部拧入底圆筒上部内；调整凸轮角度时，第一限位支架的上螺杆顶端托住加长接头体中部，或第二限位支架的倒T形上螺杆的直杆上部插入凸轮的操作孔内，横杆上侧抵靠在凸轮下侧上。
进一步的，所述螺纹顶杆径向延伸出垂直于螺纹顶杆轴线的圆台，百分表触头抵靠在圆台上。
进一步的，锁紧螺母的内侧面为弧形，所述弧形的弧度与弧形压板的弧度吻合。第一限位支架的上螺杆顶端为分别向两侧横向延伸的圆弧叉，所述圆弧叉的弧度与加长接头体外周面的弧度吻合。
进一步的，拧入凸轮内的加长接头体一端端头与凸轮螺纹孔底面之间设有第一铜垫片；拧入加长接头体另一端端头内的快速接头端头与加长接头体螺纹孔底面之间设有第二铜垫片。
一种使用柴油机凸轮角度位置调整装置的方法，包括以下步骤：
1)凸轮基圆与滚轮导筒相接触
启动盘车机盘车，使得飞轮转动，与飞轮同轴的链轮通过传动链条带动凸轮轴链轮转动，凸轮轴带动其上的凸轮转动，当凸轮转动到凸轮基圆与滚轮导筒相接触的位置时，盘车机停止盘车，凸轮轴停止转动；
2)安装测量机构
将螺纹顶杆下端拧入执行活塞顶部螺纹孔内，百分表座支撑在执行器缸筒顶部上，其上安装百分表，百分表触头抵靠在螺纹顶杆上部的圆台上，转动螺纹顶杆，使其向上移动，直至百分表触头压入0.6mm～0.8mm时，旋转百分表的表盘使读数归零；
3)确定飞轮角度读数值D
盘车机继续盘车，同时观察百分表读数，当百分表读数到达10mm时，盘车机停车，观察此时飞轮指针指示的飞轮角度读数值D；
4)安装调整机构
将弧形压板贴在凸轮外缘上，并使弧形压板的中心圆孔对准凸轮螺纹孔，再将第一铜垫片置入凸轮螺纹孔内，接着将加长接头体一端拧入凸轮螺纹孔内，并拧紧，使第一铜垫片受压变形而密封凸轮螺纹孔和加长接头体一端之间的接触面；然后在加长接头体一端上旋入锁紧螺母，并用手拧紧，压实弧形垫板；接着将第二铜垫片置入加长接头体另一端的加长接头体螺纹孔内，然后将快速接头一端拧紧在加长接头体螺纹孔内，使第二铜垫片受压变形而密封长接头体螺纹孔与快速接头一端之间的接触面；
5)调整凸轮角度
高压软管一端接在快速接头上，高压软管另一端连接超高压液压泵，开启并调节超高压液压泵泵压使液压油压力达到150MPa，此时凸轮孔被超高压液压油撑开，凸轮孔和凸轮轴之间产生间隙，只需施加外力矩就能使凸轮孔和凸轮轴之间产生相对转动；凸轮轴转动的工况分为以下两种：
5.1)将步骤3)所得飞轮角度读数值D与给定的设计排气正时角度值A进行比较，若D＞A，则将第一限位支架上下端分别支撑在加长接头体中部下侧和凸轮箱体底部上；盘车机倒车转动，此时凸轮受加长接头体和第一限位支架上螺杆顶端圆弧叉的限制而无法逆时针转动，凸轮轴作逆时针转动；直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉高压液压油，完成凸轮角度的调整；
5.2)若D＜A，则将第二限位支架的倒T形上螺杆的直杆上部插入凸轮操作孔内，横杆上侧抵靠在凸轮下侧上；旋转下圆筒，使下圆筒底部支撑在凸轮箱体底部上；盘车机正车转动，此时凸轮受第二限位支架倒T形上螺杆的直杆的限制无法顺时针转动，凸轮轴作顺时针转动，直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉液压油，完成凸轮角度的调整。
本发明将测量机构安装在执行器的顶端，调整机构设置在执行器下部的凸轮一侧外，通过百分表测量执行活塞上升的定值10mm，来建立飞轮基准角度值。采用超高压液压泵将超高压液压油输进凸轮孔和凸轮轴之间撑开凸轮孔，可使凸轮轴与凸轮孔之间进行相对转动，在飞轮角度读数值D与给定的设计排气正时角度值A进行比较后，确定凸轮轴顺时针转动还是逆时针转动，从而完成凸轮角度的精确调整。本发明装置结构紧凑，方法简便可靠，解决了柴油机装配过程中精确调整凸轮角度位置的难题。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图2的Ⅰ部放大图；
图5是第一限位支架的结构示意图；
图6是第二限位支架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和船用低速柴油机的实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图3所示，本发明包括测量机构1和调整机构2，测量机构1设置在执行器10的顶端，包括螺纹顶杆11、百分表12和百分表座13，螺纹顶杆11下端穿过执行器缸筒101顶部，固定在执行活塞102上端。百分表12安装在百分表座13上，百分表座13支撑在执行器缸筒101顶部上。螺纹顶杆11径向延伸出垂直于螺纹顶杆11轴线的圆台111，百分表触头121抵靠在圆台111上，圆台111扩大了百分表触头121与螺纹顶杆11的接触范围。
如图4所示，调整机构2设置在凸轮20一侧外，其包括弧形压板21、锁紧螺母22、加长接头体23、快速接头24和限位支架，加长接头体23一端头部是一段G1/4英寸的外管螺纹，加长接头体23另一端尾部设有G1/4英寸的内管螺纹孔231，尾部外缘设计了一段六边形柱体，以便于扳手拧紧。靠近加长接头体23头部设有一段凸出的外圆柱螺纹，用以安装锁紧螺母22。为了提高超高压液压油的密封效果，在加长接头体23一端头部与凸轮螺纹孔201底面之间放置了3mm厚度的第一铜垫片25，加长接头体23一端头部的外管螺纹拧入凸轮螺纹孔201内，在拧入加长接头体23另一端尾部内的快速接头24端头与加长接头体螺纹孔231底面之间放置了3mm厚度的第二铜垫片26。加长接头体23两端分别通过第一铜垫片25、第二铜垫片26进行端面密封。弧形压板21抵靠在凸轮20外缘上，锁紧螺母22的内侧面为弧形，所述弧形的弧度与弧形压板21的弧度吻合。拧在加长接头体23一端上的锁紧螺母22内侧面抵靠在弧形压板21的外侧面上，快速接头24一端拧入加长接头体23另一端尾部内。第一限位支架27上下端分别支撑在加长接头体23中部下侧和凸轮箱体60底部上，第二限位支架28上端插入凸轮操作孔202内，下端支撑在凸轮箱体60底部上。
如图3、图5和图6所示，第一限位支架27包括上螺杆271和下圆筒272，上螺杆271下端拧入下圆筒272上端内；第二限位支架28包括倒T形上螺杆281和底圆筒282，倒T形上螺杆281包括直杆283和从直杆283上部向外水平延伸的横杆284，直杆283下部拧入底圆筒282上部内。第一限位支架27的上螺杆271顶端为分别向两侧横向延伸的圆弧叉273，圆弧叉273的弧度与加长接头体23外周面的弧度吻合，便于在调整凸轮20角度时，圆弧叉273支撑住加长接头体23中部，或第二限位支架28的倒T形上螺杆281的直杆283上部插入凸轮操作孔202内，横杆284上侧抵靠在凸轮20下侧上。
一种使用柴油机凸轮角度位置调整装置的方法，包括以下步骤：
1)凸轮20基圆与滚轮导筒30相接触
启动盘车机盘车，使得飞轮转动，与飞轮同轴的链轮通过传动链条带动凸轮轴链轮40转动，凸轮轴50带动其上的凸轮20转动，当凸轮20转动到凸轮20的基圆与滚轮导筒30相接触的位置时，带动凸轮轴50上的凸轮20转动到凸轮20基圆与滚轮导筒30相接触的位置时，停止盘车，凸轮轴50停止转动。
2)安装测量机构1
将螺纹顶杆11下端拧入执行活塞顶部螺纹孔103内，百分表座13支撑在执行器10顶面上，其上安装百分表12，百分表触头121抵靠在螺纹顶杆11上部的圆台111上，转动螺纹顶杆11，使其向上移动，直至百分表触头121压入0.6mm～0.8mm时，旋转百分表12的表盘使读数归零。
3)确定飞轮角度读数值D
盘车机继续盘车，同时观察百分表12读数，当百分表12读数到达10mm时，盘车机停车，观察此时飞轮指针指示的飞轮角度读数值D；
4)安装调整机构2
将弧形压板21贴在凸轮20外缘上，并使弧形压板21的中心圆孔211对准凸轮螺纹孔201，再将第一铜垫片25置入凸轮螺纹孔201内，接着将加长接头体23一端拧入凸轮螺纹孔201内，并拧紧，使第一铜垫片25受压变形而密封凸轮螺纹孔201和加长接头体23一端端头之间的接触面。然后在加长接头体23一端上旋入锁紧螺母22，并用手拧紧，压实弧形垫板21。接着将第二铜垫片26置入加长接头体23另一端的加长接头体螺纹孔231内，然后将快速接头24一端拧紧在加长接头体螺纹孔231内，使第二铜垫片26受压变形而密封长接头体螺纹孔231与快速接头24一端之间的接触面。
5)调整凸轮20角度
高压软管29一端接在快速接头24上，另一端连接超高压液压泵，开启并调节超高压液压泵泵压使液压油压力达到150MPa，此时凸轮孔203被超高压液压油撑开，凸轮孔203和凸轮轴50之间产生间隙，只需施加外力矩就能使凸轮孔203和凸轮轴50之间产生相对转动。凸轮轴50转动的工况分为以下两种：
5.1)将步骤3)所得飞轮角度读数值D与给定的设计排气正时角度值A进行比较，若D＞A，则将第一限位支架27上下端分别支撑在加长接头体23中部下侧和凸轮箱体60底部上。如图3中右侧弧形箭头所示，盘车机倒车转动，此时凸轮20受加长接头体23和第一限位支架27的上螺杆271顶端圆弧叉273的限制而无法逆时针转动，凸轮轴50作逆时针转动；直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉高压液压油，完成凸轮20角度的调整。
5.2)若D＜A，则将第二限位支架28的倒T形上螺杆281的直杆283上部插入凸轮操作孔202内，横杆284上侧抵靠在凸轮20下侧上。旋转下圆筒282，使下圆筒底部支撑在凸轮箱体60底部上。如图3中左侧弧形箭头所示，盘车机正车转动，此时凸轮20受第二限位支架28的倒T形上螺杆281的直杆283的限制无法顺时针转动，凸轮轴50作顺时针转动，直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉液压油，完成凸轮20角度的调整。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：包括测量机构和调整机构，所述测量机构设置在执行器顶端上，其包括螺纹顶杆、百分表和百分表座，所述螺纹顶杆下端穿过执行器缸筒顶部，固定在执行活塞上端；安装了百分表的百分表座支撑在执行器缸筒顶部上，百分表触头抵靠在螺纹顶杆的顶端上；所述调整机构设置在凸轮的一侧外，其包括弧形压板、锁紧螺母、加长接头体、快速接头、第一限位支架和第二限位支架，加长接头体一端端头拧入凸轮螺纹孔内，弧形压板抵靠在凸轮外缘上，拧在加长接头体一端上的锁紧螺母内侧面抵靠在弧形压板的外侧面上，快速接头一端拧入加长接头体另一端端头内；第一限位支架上下端分别支撑在加长接头体中部下侧和凸轮箱体底部上；第二限位支架上端插入凸轮操作孔内，第二限位支架下端支撑在凸轮箱体底部上。
2.如权利要求1所述的柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：第一限位支架包括上螺杆和下圆筒，上螺杆下端拧入下圆筒上端内；第二限位支架包括倒T形上螺杆和底圆筒，倒T形上螺杆包括直杆和从直杆上部向外水平延伸的横杆，直杆下部拧入底圆筒上部内；调整凸轮角度时，第一限位支架的上螺杆顶端托住加长接头体中部，或第二限位支架的倒T形上螺杆的直杆上部插入凸轮操作孔中，横杆上侧抵靠在凸轮下侧上。
3.如权利要求1所述的柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：所述螺纹顶杆径向延伸出垂直于螺纹顶杆轴线的圆台，百分表触头抵靠在圆台上。
4.如权利要求1所述的柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：锁紧螺母的内侧面为弧形，所述弧形的弧度与弧形压板的弧度吻合。
5.如权利要求2所述的柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：第一限位支架的上螺杆顶端为分别向两侧横向延伸的圆弧叉，所述圆弧叉的弧度与加长接头体外周面的弧度吻合。
6.如权利要求1所述的柴油机凸轮角度位置调整装置，其特征在于：拧入凸轮内的加长接头体一端端头与凸轮螺纹孔底面之间设有第一铜垫片；拧入加长接头体另一端端头内的快速接头端头与加长接头体螺纹孔底面之间设有第二铜垫片。
7.一种使用柴油机凸轮角度位置调整装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)凸轮基圆与滚轮导筒相接触
启动盘车机盘车，使得飞轮转动，与飞轮同轴的链轮通过传动链条带动凸轮轴链轮转动，凸轮轴带动其上的凸轮转动，当凸轮转动到凸轮基圆与滚轮导筒相接触的位置时，盘车机停止盘车，凸轮轴停止转动；
2)安装测量机构
将螺纹顶杆下端拧入执行活塞顶部螺纹孔内，百分表座支撑在执行器缸筒顶部上，其上安装百分表，百分表触头抵靠在螺纹顶杆上部的圆台上，转动螺纹顶杆，使其向上移动，直至百分表触头压入0.6mm～0.8mm时，旋转百分表的表盘使读数归零；
3)确定飞轮角度读数值D
盘车机继续盘车，同时观察百分表读数，当百分表读数到达10mm时，盘车机停车，观察此时飞轮指针指示的飞轮角度读数值D；
4)安装调整机构
将弧形压板贴在凸轮外缘上，并使弧形压板的中心圆孔对准凸轮螺纹孔，再将第一铜垫片置入凸轮螺纹孔内，接着将加长接头体一端拧入凸轮螺纹孔内，并拧紧，使第一铜垫片受压变形而密封凸轮螺纹孔和加长接头体一端端头之间的接触面；然后在加长接头体一端上旋入锁紧螺母，并用手拧紧，压实弧形垫板；接着将第二铜垫片置入加长接头体另一端的加长接头体螺纹孔内，然后将快速接头一端拧紧在加长接头体螺纹孔内，使第二铜垫片受压变形而密封长接头体螺纹孔与快速接头一端之间的接触面；
5)调整凸轮角度
高压软管一端接在快速接头上，高压软管另一端连接超高压液压泵，开启并调节超高压液压泵泵压使液压油压力达到150MPa，此时凸轮孔被超高压液压油撑开，凸轮孔和凸轮轴之间产生间隙，只需施加外力矩就能使凸轮孔和凸轮轴之间产生相对转动；凸轮轴转动的工况分为以下两种：
5.1)将步骤3)所得飞轮角度读数值D与给定的设计排气正时角度值A进行比较，若D＞A，则将第一限位支架上下端分别支撑在加长接头体中部下侧和凸轮箱体底部上；盘车机倒车转动，此时凸轮受加长接头体和第一限位支架上螺杆顶端圆弧叉的限制而无法逆时针转动，凸轮轴作逆时针转动；直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉高压液压油，完成凸轮角度的调整；
5.2)若D＜A，则将第二限位支架的倒T形上螺杆的直杆上部插入凸轮操作孔内，横杆上侧抵靠在凸轮下侧上；旋转下圆筒，使下圆筒底部支撑在凸轮箱体底部上；盘车机正车转动，此时凸轮受第二限位支架倒T形上螺杆直杆的限制无法顺时针转动，凸轮轴作顺时针转动，直到飞轮读数为A，停止盘车，泄掉液压油，完成凸轮角度的调整。
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