CN108386246B

CN108386246B - 一种发动机配气相位装配方法

Info

Publication number: CN108386246B
Application number: CN201810098024.3A
Authority: CN
Inventors: 秦志欣; 孟成; 张靖佶; 梁明曦; 熊振坤
Original assignee: Dongfeng Motor Corp
Current assignee: Dongfeng Motor Corp
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: CN108386246A

Abstract

本发明公开了一种发动机配气相位装配工装及方法，其包括凸轮轴定位固定总成、可变正时相位器定位总成和曲轴定位固定总成；凸轮轴定位固定总成包括定位销孔和定位块、定位销、定位卡板；可变正时相位器定位总成包括基板和两个角度盘，基板上设置有工装定位轴，每个角度盘上设置有VVT定位销；曲轴定位固定总成包括连接板，连接板上设置有曲轴定位销和缸体定位销轴。本发明结构简单、使用方便，解决了现有技术中定位销装配正时技术中定位销与定位销孔配合，配气相位尺寸链环数较多，配气相位偏差大的问题，另外，解决了无定位销装配正时技术中拧紧VVT时，VVT和凸轮轴配合面相对转动问题。

Description

一种发动机配气相位装配方法

技术领域

本发明属于发动机的配气相位装配领域，具体涉及一种利用工装的发动机配气相位装配方法。

背景技术

随着发动机新技术的不断发展以及油耗法规的逐渐严苛，鉴于可变气门正时技术在改善动力性、经济性方面的良好表现，该技术已经在发动机上得到广泛应用。

配气正时是指发动机的进、排气门开启、关闭时，对应的凸轮轴转角与曲轴转角之间的关系，进、排气门开启、关闭时对应的曲轴转角为配气相位角。可变气门正时技术即根据发动的不同工况下动力性的需求，通过采用可变正时相位器与电磁阀的配合来选择合适的配气正时，达到低负荷工况下降低油耗、高负荷工况下提高发动机动力性的目的，兼顾了发动机的动力性和经济性。

目前，常用的配气相位装配方式包括利用定位销以及不利用定位销的装配方式。利用定位销的方式为：在凸轮轴和VVT之间、曲轴和曲轴正时齿轮以及飞轮之间利用定位销以及定位销孔确定相对位置关系，这种装配方式需要在正时链条以及凸轮轴齿轮以及曲轴正时齿轮上保留正时标记；不利用定位销的装配方式为：利用工装将凸轮轴与缸盖、曲轴与缸体的相对位置固定，间接确定凸轮轴与曲轴之间的相对位置。

本发明提供了一种利用工装的发动机配气相位装配方法，解决了定位销装配方式中、定位销与定位销孔配合，配气相位尺寸链环数较多，配气相位偏差大的问题；另外，解决了无定位销装配时，拧紧VVT时，VVT和凸轮轴配合面相对转动问题。

如在中国专利申请号为CN2013106317928、CN2012102648081、CN2010206136375的三篇对比文件中，其描述的定位工装并非全部采用工装，或者利用了正时标记、或者曲轴和正时链轮以及凸轮轴和凸轮轴齿轮间未用工装定位。正时标记相比工装，装配误差更大，曲轴和正时链轮以及凸轮轴和凸轮轴齿轮间不用工装定位，在拧紧齿轮螺栓时，会出现相对位置移动，拧紧后松开扳手，会出现回弹，影响配气相位装配精度。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种发动机配气相位装配工装及方法，其不仅实用性较强、相位调整方便，而且还可以用于VVT齿数不同的正时系统，也适用于皮带传动和链传动的正时系统。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种发动机配气相位装配工装，其包括用于将凸轮轴固定在发动机缸盖上的凸轮轴定位固定总成、用于固定可变正时相位器的可变正时相位器定位总成和用于将曲轴固定在发动机缸体上的曲轴定位固定总成；所述凸轮轴定位固定总成包括设置于凸轴轮上的定位销孔和定位块、与所述定位销孔配合的定位销、与所述定位块配合的定位卡板；所述可变正时相位器定位总成包括基板和连接于所述基板上的两个角度盘，所述基板上设置有工装定位轴，所述每个角度盘上设置有VVT定位销；所述曲轴定位固定总成包括连接板，所述连接板上设置有用于连接曲轴的曲轴定位销和用于连接发动机缸体的缸体定位销轴。

在本发明的一种优选实施方案中，所述凸轮轴定位固定总成包括凸轮轴定位结构和定位卡板，所述凸轮轴定位结构上设置有两个用于与凸轮轴上定位销孔配合的定位销，两个定位销之间的距离可调，所述定位卡板上设置有用于与凸轴轮上定位块配合的定位卡口。

在本发明的一种优选实施方案中，所述定位卡板为π形。

在本发明的一种优选实施方案中，所述基板上设置有用于连接所述角度盘的弧形槽。

本发明还公开了一种发动机配气相位装配方法，其使用了发动机配气相位装配工装。

在本发明的一种优选实施方案中，其利用凸轮轴定位固定总成、可变正时相位器定位总成确定了凸轮轴、可变正时相位器与发动机缸盖之间的位置关系，其利用曲轴定位固定总成确定曲轴以及曲轴正时齿轮与发动机缸体的位置关系，从而间接将凸轮轴、曲轴的初始相对位置固定，实现配气相位的装配。

在本发明的一种优选实施方案中，其具体步骤包括：步骤一，将进、排气凸轮轴上的定位销孔朝上，调节凸轮轴定位结构上的定位销位置，使定位销插入凸轮轴上的定位销孔且两者间隙配合，然后将凸轮轴定位结构固定在缸盖上，进、排气凸轮轴的初始安装位置即固定；步骤二，将定位卡板的两定位卡口卡住进、排气凸轮轴上的定位块，然后将定位卡板与缸盖固定；步骤三，将进、排气可变正时相位器分别套入可变正时相位器定位总成的前端，使可变正时相位器内端面与凸轮轴端面贴合，调整角度盘的位置和角度，使角度盘上的三个VVT定位销分别插入可变正时相位器上对应的定位销孔；将工装定位轴顶在缸盖上，然后将可变正时相位器定位总成固定在缸盖上；步骤四，可变正时相位器定位总成固定在缸盖上后，拧紧可变正时相位器的紧固螺栓，可变正时相位器紧固螺栓将可变正时相位器的转子和凸轮轴锁紧，可变正时相位器的定子通过可变正时相位器定位总成与缸盖固定，可变正时相位器位置固定，即确定了可变正时相位器的初始安装位置；步骤五，将曲轴定位固定总成的曲轴定位销插入曲轴上的定位销孔对应，调整曲轴定位固定总成角度，将曲轴定位固定总成的缸体定位销轴插入缸体预留的定位孔，然后拧紧曲轴固定螺栓，曲轴与工装相对位置固定，拧紧曲轴定位固定总成固定螺栓，则工装与缸体的位置固定，进而曲轴与缸体的位置确定；曲轴与曲轴正时齿轮之间采用键和键槽确定相对位置；步骤六，将正时链条安装在凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮上，安装导板和张紧器；最后，取下全部工装，配气相位装配完成。

在本发明的一种优选实施方案中，步骤三中，可变正时相位器定位总成使用前，需根据凸轮轴齿轮、链条以及相位角的设计调节可变正时相位器定位总成上角度盘的角度，使链条与齿轮准确对应。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便，解决了现有技术中定位销装配正时技术中定位销与定位销孔配合，配气相位尺寸链环数较多，配气相位偏差大的问题；另外，解决了无定位销装配正时技术中拧紧VVT时，VVT和凸轮轴配合面相对转动问题；本发明利用凸轮轴定位工装，凸轮轴固定工装以及VVT定位工装确定凸轮轴、VVT与发动机缸盖的位置关系，利用曲轴定位工装确定曲轴以及曲轴正时齿轮与发动机缸体的位置关系，间接将凸轮轴、曲轴的初始相对位置固定，实现配气相位的装配。解决了正时标记装配误差大的问题；解决了定位销与定位销孔配合，配气相位尺寸链环数较多，配气相位偏差大的问题；另外，解决了无定位销装配时，拧紧VVT时，VVT和凸轮轴配合面相对转动问题。

附图说明

图1是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的凸轮轴定位结构示意图；

图2是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的定位卡板示意图；

图3是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的可变正时相位器定位总成示意图；

图4是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的可变正时相位器定位总成示意图(装配有VVT)；

图5是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的凸轮轴定位结构和曲轴定位固定总成位置示意图；

图6是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的凸轮轴定位固定总成装配示意图；

图7是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的凸轮轴上定位销孔示意图；

图8是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的凸轮轴定位固定总成装配示意图；

图9是本发明实施例一种发动机配气相位装配工装的曲轴定位固定总成装配示意图；

图中：1-凸轮轴定位固定总成，2-可变正时相位器定位总成，3-曲轴定位固定总成，1.1-凸轮轴定位结构，1.2-定位卡板，2.1-基板，2.2-角度盘，2.3-工装定位轴，2.4-VVT定位销，3.1-连接板，3.2-曲轴定位销，3.3-缸体定位销轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由本发明的说明书附图可知，本发明公开了这样一种发动机配气相位装配工装，其包括用于将凸轮轴固定在发动机缸盖上的凸轮轴定位固定总成1、用于固定可变正时相位器的可变正时相位器定位总成2和用于将曲轴固定在发动机缸体上的曲轴定位固定总成3；凸轮轴定位固定总成1包括设置于凸轴轮上的定位销孔A和定位块B、与定位销孔配合的定位销、与定位块配合的定位卡板1.2；可变正时相位器定位总成2包括基板2.1和连接于基板2.1上的两个角度盘2.2，基板2.1上设置有工装定位轴2.3，每个角度盘2.2上设置有VVT定位销2.4；曲轴定位固定总成3包括连接板3.1，连接板3.1上设置有用于连接曲轴的曲轴定位销3.2和用于连接发动机缸体的缸体定位销轴3.3。凸轮轴定位固定总成1包括凸轮轴定位结构1.1和定位卡板1.2，凸轮轴定位结构1.1上设置有两个用于与凸轮轴上定位销孔配合的定位销，两个定位销之间的距离可调，定位卡板1.2上设置有用于与凸轴轮上定位块配合的定位卡口。定位卡板1.2为π形。基板2.1上设置有用于连接角度盘2.2的弧形槽。

本发明还公开了一种发动机配气相位装配方法，其使用了发动机配气相位装配工装。其利用凸轮轴定位固定总成1、可变正时相位器定位总成2确定了凸轮轴、可变正时相位器与发动机缸盖之间的位置关系，其利用曲轴定位固定总成3确定曲轴以及曲轴正时齿轮与发动机缸体的位置关系，从而间接将凸轮轴、曲轴的初始相对位置固定，实现配气相位的装配。其具体步骤包括：步骤一，将进、排气凸轮轴上的定位销孔朝上，调节凸轮轴定位结构1.1上的定位销位置，使定位销插入凸轮轴上的定位销孔且两者间隙配合，然后将凸轮轴定位结构1.1固定在缸盖上，进、排气凸轮轴的初始安装位置即固定，凸轮轴定位的原理是利用凸轮轴上的定位销孔使凸轮轴和缸盖的相对位置固定，这里凸轮轴定位销孔可以采用盲孔、通孔、螺纹孔或者其他形状的孔，定位销轴可根据定位销孔的类型适应性调整，也可利用缸盖打孔等方式，直接用螺栓或螺柱固定凸轮轴，取代凸轮轴定位工装；步骤二，将定位卡板1.2的两定位卡口卡住进、排气凸轮轴上的定位块，然后将定位卡板1.2与缸盖固定；步骤三，将进、排气可变正时相位器分别套入可变正时相位器定位总成2的前端，使可变正时相位器内端面与凸轮轴端面贴合，调整角度盘2.2的位置和角度，使角度盘2.2上的三个VVT定位销2.4分别插入可变正时相位器上对应的定位销孔；将工装定位轴2.3顶在缸盖上(以此来控制VVT装入凸轮轴的深度，保证正时链条的平面度)，然后将可变正时相位器定位总成2固定在缸盖上；步骤四，可变正时相位器定位总成2固定在缸盖上后，拧紧可变正时相位器的紧固螺栓，可变正时相位器紧固螺栓将可变正时相位器的转子和凸轮轴锁紧，可变正时相位器的定子通过可变正时相位器定位总成2与缸盖固定，可变正时相位器位置固定，即确定了可变正时相位器的初始安装位置(所以曲轴正时齿轮与发动机缸体的相对位置确定。同理，也可以采用先固定飞轮与缸体相对位置的办法，来间接固定曲轴正时齿轮和缸体的相对位置)；步骤五，将曲轴定位固定总成3的曲轴定位销3.2插入曲轴上的定位销孔对应，调整曲轴定位固定总成3角度，将曲轴定位固定总成3的缸体定位销轴3.3插入缸体预留的定位孔，然后拧紧曲轴固定螺栓，曲轴与工装相对位置固定，拧紧曲轴定位固定总成3固定螺栓，则工装与缸体的位置固定，进而曲轴与缸体的位置确定；曲轴与曲轴正时齿轮之间采用键和键槽确定相对位置；步骤六，将正时链条安装在凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮上，安装导板和张紧器；最后，取下全部工装，配气相位装配完成。步骤三中，可变正时相位器定位总成2使用前，需根据凸轮轴齿轮、链条以及相位角的设计调节可变正时相位器定位总成2上角度盘2.2的角度，使链条与齿轮准确对应。

本发明主要利用凸轮轴定位工装，凸轮轴固定工装以及VVT定位工装确定凸轮轴、VVT与发动机缸盖的位置关系，利用曲轴定位工装确定曲轴以及曲轴正时齿轮与发动机缸体的位置关系，间接将凸轮轴、曲轴的初始相对位置固定，实现配气相位的装配。凸轮轴定位工装使用时，需与凸轮轴上预留的定位孔配合，工装固定在缸盖上，保证凸轮轴位置固定。VVT固定过程中，VVT螺栓拧紧力矩较大，凸轮轴固定工装有效地防止了打紧VVT螺栓时，凸轮轴定位工装对凸轮轴定位孔产生的破坏力，影响凸轮轴强度，也能防止了打紧VVT螺栓时凸轮轴的轻微旋转，能更好地保证安装精度。采用VVT定位工装总成，能有效防止正时链条错齿现象。由于曲轴和凸轮轴之间的传动比为2:1，凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮的齿数比为2:1，根据经验，曲轴齿数为质数，目前常见的有17齿、19齿和23齿，则对应的凸轮轴齿轮为34齿、38齿和46齿，所以装配正时链条，时链条与齿轮齿需一一对应，所以仅有34、38或46个位置可用，若不能准确对应，那么将会导致不必要的正时偏差。例如：极限位置链条与齿轮错0.5齿，以38齿齿轮为例，则配气相位偏差将增加360°÷38×0.5×2≈9.47°CA，如果配气相位存在这么大的偏差，那么可变气门正时技术将失去了实际意义，是不能接受的。VVT定位工装上的角度盘，方便了配气相位角度的调整。发动机进行初始装配后，如发现配气相位出现提前或滞后现象，可以通过调节角度盘，来调整配气相位角，从而改善相位提前或滞后现象。VVT定位工装的定位轴，可以控制VVT装入凸轮轴前端的深度，保证了凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮的平面度，减小链条和导板之间的偏磨风险。由于工装定位比正时标记定位更准确，本发明描述的利用工装的装配方法相对于定位销和正时标记的装配方法精度更高。各工装配合使用，取消了定位销结构，可以使配气相位尺寸链环数减少，进而减小相位偏差，约减少3°CA，有效提高了配气相位的装配精度。本发明描述的利用工装的装配方法，减少了相关零件的定位销和定位销孔结构，简化了零件结构，降低成本。

应当理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：其利用凸轮轴定位固定总成(1)、可变正时相位器定位总成(2)确定了凸轮轴、可变正时相位器与发动机缸盖之间的位置关系，其利用曲轴定位固定总成(3)确定曲轴以及曲轴正时齿轮与发动机缸体的位置关系，从而间接将凸轮轴、曲轴的初始相对位置固定，实现配气相位的装配；其具体步骤包括：

步骤一，将进、排气凸轮轴上的定位销孔朝上，调节凸轮轴定位结构(1.1)上的定位销位置，使定位销插入凸轮轴上的定位销孔且两者间隙配合，然后将凸轮轴定位结构(1.1)固定在缸盖上，进、排气凸轮轴的初始安装位置即固定；

步骤二，将定位卡板(1.2)的两定位卡口卡住进、排气凸轮轴上的定位块，然后将定位卡板(1.2)与缸盖固定；

步骤三，将进、排气可变正时相位器分别套入可变正时相位器定位总成(2)的前端，使可变正时相位器内端面与凸轮轴端面贴合，调整角度盘(2.2)的位置和角度，使角度盘(2.2)上的三个VVT定位销(2.4)分别插入可变正时相位器上对应的定位销孔；将工装定位轴(2.3)顶在缸盖上，然后将可变正时相位器定位总成(2)固定在缸盖上；

步骤四，可变正时相位器定位总成(2)固定在缸盖上后，拧紧可变正时相位器的紧固螺栓，可变正时相位器紧固螺栓将可变正时相位器的转子和凸轮轴锁紧，可变正时相位器的定子通过可变正时相位器定位总成(2)与缸盖固定，可变正时相位器位置固定，即确定了可变正时相位器的初始安装位置；

步骤五，将曲轴定位固定总成(3)的曲轴定位销(3.2)插入曲轴上的定位销孔对应，调整曲轴定位固定总成(3)角度，将曲轴定位固定总成(3)的缸体定位销轴(3.3)插入缸体预留的定位孔，然后拧紧曲轴固定螺栓，曲轴与工装相对位置固定，拧紧曲轴定位固定总成(3)固定螺栓，则工装与缸体的位置固定，进而曲轴与缸体的位置确定；曲轴与曲轴正时齿轮之间采用键和键槽确定相对位置；

步骤六，将正时链条安装在凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮上，安装导板和张紧器；最后，取下全部工装，配气相位装配完成。

2.根据权利要求1所述的一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：步骤三中，可变正时相位器定位总成(2)使用前，需根据凸轮轴齿轮、链条以及相位角的设计调节可变正时相位器定位总成(2)上角度盘(2.2)的角度，使链条与齿轮准确对应。

3.根据权利要求1所述的一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：包括用于将凸轮轴固定在发动机缸盖上的凸轮轴定位固定总成(1)、用于固定可变正时相位器的可变正时相位器定位总成(2)和用于将曲轴固定在发动机缸体上的曲轴定位固定总成(3)；所述凸轮轴定位固定总成(1)包括设置于凸轴轮上的定位销孔和定位块、与所述定位销孔配合的定位销、与所述定位块配合的定位卡板(1.2)；所述可变正时相位器定位总成(2)包括基板(2.1)和连接于所述基板(2.1)上的两个角度盘(2.2)，所述基板(2.1)上设置有工装定位轴(2.3)，所述两个角度盘(2.2)上设置有VVT定位销(2.4)；所述曲轴定位固定总成(3)包括连接板(3.1)，所述连接板(3.1)上设置有用于连接曲轴的曲轴定位销(3.2)和用于连接发动机缸体的缸体定位销轴(3.3)。

4.根据权利要求3所述的一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：所述凸轮轴定位固定总成(1)包括凸轮轴定位结构(1.1)和定位卡板(1.2)，所述凸轮轴定位结构(1.1)上设置有两个用于与凸轮轴上定位销孔配合的定位销，两个定位销之间的距离可调，所述定位卡板(1.2)上设置有用于与凸轴轮上定位块配合的定位卡口。

5.根据权利要求3所述的一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：所述定位卡板(1.2)为π形。

6.根据权利要求3所述的一种发动机配气相位装配方法，其特征在于：所述基板(2.1)上设置有用于连接所述角度盘(2.2)的弧形槽。