CN110091165B - 一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置及方法，装置包括接触头，接触头前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构；传递杆的前端连接接触头的后端；用于支撑传递杆的导向支架；位移测量工具，用于测量传递杆的位移距离。方法包括设置前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构的接触头，接触头后端连接传递杆，使接触头抵接待调整的凸轮基圆，转动凸轮轴，将凸轮的转动角度转化为传递杆的位移，通过测量传递杆的位移，实现凸轮轴相位角的调整。本发明测量标准统一，测量准确，无需在总装时再次调整。且本发明结构简单，使用方便，能够大大减轻工人的劳动强度。

Description

一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置及方法

技术领域

本发明涉及柴油机生产技术领域，并且更具体地，特别是指一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置及方法。

背景技术

凸轮轴是柴油机中的重要组成部件，用于实现柴油机的供气、喷油定时，每缸对应有进气、排气、供油3个凸轮，通过挺杆和推杆等控制进、排气阀及喷油泵，以控制进、排气门开启和关闭同时控制燃油的喷射和供油周期。在柴油机生产中，进气、排气、供油凸轮有严格的相位角要求，即各凸轮轴之间相对的角度。相位角是否准确对发动机的动力性、经济性、环保性有很大的影响，因此组合式凸轮轴在组装时必须严格保证各缸凸轮轴之间的相位角。

目前凸轮轴相位角调整方式主要有两种：第一种为直接在柴油机上调整，此种方式因占用其他工序时间，影响节拍，较少使用；第二种方式为在凸轮轴组装平台上组装调整完成后再安装到柴油机上。在平台上组装调整，当凸轮轴较长，长度范围在2000mm至4000mm时，要想使各缸凸轮轴之间的相位角准确，调整难度很高。

如图1所述，现有技术公开了一种相位角检测方法，在装配及检测平台上完成凸轮轴相位检测。被检测的凸轮轴一组有8个凸轮，所以制作边长为S的正八面体检具。然后任选被检测凸轮组中的一个凸轮作为基准凸轮，调整基准凸轮腹面至其两个最高点的百分表示值相同，见(a)。正八面体检具安装到凸轮轴端部，调整至百分表在定边两端读数相同，即检具顶边与基准凸轮轴腹面平行，然后将检具把紧固定，见(b)。从选定的基准凸轮开始，按照凸轮轴发火次序检测各个凸轮，即将凸轮轴顺时针旋转(360/N)°×n(N＝8，n为被测凸轮相对于基准凸轮的发火序号，n＝1,2，…，N-1)被调整凸轮轴腹面至两个最高点的百分表的示值相同，见(c)。再用百分表检测检具顶边两端高度的差值δ。求出α＝ARCSIN(δ/S),即为被检测凸轮相对基准凸轮的相位角差值。

这种检测方式整个装置含有四块表分表，调整过程需要多次读数，影响效率。同时，相位角差值非直接测量量，需要用公式计算，存在测量误差、计算误差。测量标准不统一，柴油机装配技术条件中凸轮轴相位调整要求通常为喷油泵下体柱塞行程，技术要求不同常常造成需要在柴油机上再次进行调整。

如图2所示，现有技术还公开了一种组合式凸轮相位角调整装置，其中，凸轮轴固定在前端转动盘、后端第二顶尖之间，且第一缸凸轮轴与连接盘连接，中间采用凸轮始点定位架和凸轮轴支撑架分别对凸轮和凸轮轴做支撑。组合式凸轮轴，每一缸为一段，每段配置进气凸轮、排气凸轮、喷油凸轮。各缸凸轮采用螺栓联接。使用时，顶尖顶在第一缸凸轮轴侧的中心孔，同时找好第一缸的基准点与刻度盘的零刻度对准，即第一缸的上死点，并用凸轮始点定位架和凸轮轴支撑架做好支撑。其他各缸的相位角都是相对于第一缸的基准设计的，每一缸的凸轮始点位置由专用的凸轮始点定位架进行找正。旋转刻度盘，由于凸轮轴随着刻度盘旋转，因此旋转转动盘，刻度盘对应的刻度就是此缸的相位角，依序安装各缸凸轮轴，安装时首先用非铰制孔螺栓固定。各缸联接完工后，移动后端的底座，使第二顶尖顶在凸轮轴最后一缸凸轮轴的中心孔，并旋转第二顶尖使之固定牢固。此时检测各缸凸轮轴的轴径，调整径向跳动在图纸要求。在工作台上，旋转刻度盘，按照图纸要求调整各缸相位角及各缸的中心距使之达到图纸的要求。

该方法所采用的装置组件较多，前、后端顶尖固定装置复杂；每一段凸轮都需要专有的凸轮始点定位架，缸数越多需要的定位架越多，且不同缸数的起始点不一样，导致凸轮始点定位架无法通用，同时操作较复杂，使用时效率较低。

综上所述，设计一种测量准确、操作简洁且高效的凸轮轴相位角调整装置或方法，已经成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置及调整方法。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置，其包括：

接触头，所述接触头前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构；

传递杆，所述传递杆的前端连接所述接触头的后端；

导向支架，所述支架用于支撑所述传递杆，并在所述传递杆位移时进行导向，使所述传递杆在长度方向上进行位移；

位移测量工具，用于测量所述传递杆的位移距离。

进一步地，还包括弹性体，所述弹性体一端通过抵接组件抵接在所述传递杆的中部，另一端抵接在所述导向支架上。

进一步地，所述抵接组件包括挡板，所述挡板安装在所述传递杆的中部，所述弹性体的一端抵接所述挡板。

进一步地，还包括防止所述传递杆转动的防转机构；优选地，所述防转机构包括由所述挡板延伸出的凸块，以及在所述传递杆长度方向上设置的滑槽，所述凸块位于所述滑槽内，且与所述滑槽相适应。

进一步地，所述导向支架包括前端板、后端板、高度调节机构、固定座，其中，所述前端板和所述后端板平行布置，且所述前端板和所述后端板上设置有供所述传递杆穿过的通孔；所述前端板和所述后端板通过高度调节机构安装在所述固定座上。

进一步地，所述高度调节机构包括立柱和导轨底板，所述前端板和所述后端板竖向固定在所述导轨底板上，所述立柱的上端安装在所述导轨底板的下表面，所述立柱的下端安装在所述固定座上，且所述立柱的高度可调节。

进一步地，所述固定座包括底座板和磁力座，所述底座板固定在所述磁力座上。

进一步地，所述位移测量工具为百分表，所述百分表安装在所述传递杆的后端。

进一步地，所述弹性体为弹簧，所述弹簧套装在所述传递杆上。

另一方面，本发明实施例还公开了一种组合式凸轮轴组装相位角调整方法，其包括：

设置前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构的接触头，接触头后端连接传递杆，使所述接触头抵接待调整的凸轮基圆，转动凸轮轴，将凸轮的转动角度转化为传递杆的位移，通过测量传递杆的位移，实现凸轮轴相位角的调整。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明通过设置前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构的接触头，与传递杆杆将凸轮轴相位角不易测量的角度值对应转化为容易测量的移动量，测量标准统一，测量准确，无需在总装时再次调整。且本发明结构简单，使用方便，能够大大减轻工人的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的一种相位角检测方法示意图；

图2为现有技术的一种相位角检测装置示意图；

图3为本发明一实施例的组合式凸轮轴组装相位角调整装置结构示意图；

图4为本发明一实施例的组合式凸轮轴组装相位角调整装置进行相位角调整时的状态图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图3所示，本发明实施例公开了一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置，其包括：

接触头1，所述接触头1前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构；

传递杆9，所述传递杆9的前端连接所述接触头1的后端；

导向支架，所述支架用于支撑所述传递杆9，并在所述传递杆9位移时进行导向，使所述传递杆9在长度方向上进行位移；

位移测量工具，用于测量所述传递杆9的位移距离。

本实施例所公开的组合式凸轮轴组装相位角调整装置，通过接触头1与待调整的凸轮的基圆接触，通过凸轮轴的旋转，在凸轮轴的的推动作用下，接触头1后移，从而使得与接触头1连接的传递杆9后移，在导向支架的作用下，传递杆9的轴线和接触头1的弧形结构的轴线在同一平面，传递杆9的移动方向沿着其长度方向进行，可以精确地将凸轮轴旋转的相位角转化为平移的距离，通过采用位移测量工具测量该位移距离，即可获得该位移距离所对应的相位角，从而完成相位角的调整。接触头1与凸轮轴直接接触，通过传递杆9端部的移动量测量凸轮轴的升程。接触头1与各机型柴油机凸轮轴随动机构中滚轮直径相同，接触头1的轴线与传递杆9的轴线在同一平面，保证传递杆9的移动量与实际装机柱塞升程一致。

本发明一些优选的实施例中，在上述实施例的基础上，为了实现在测量过程中接触头1与凸轮轴之间保持随动，该装置还包括弹性体11，所述弹性体11一端通过抵接组件抵接在所述传递杆9的中部，另一端抵接在所述导向支架上。使用时，将接触头1抵接待调整的凸轮后，使弹性体11具有一定的弹性形变，从而实现随动。

作为上述实施例的一种优选的实施方案，所述抵接组件包括挡板7，所述挡板7安装在所述传递杆9的中部，所述弹性体11的一端抵接所述挡板7。挡板7和连接杆上可以设置销孔，通过定位销8将挡板7固定在传递杆9上，弹性体11弹性地安装在挡板7和导向支架上。

本发明一些优选的实施例中，为了避免在进行测量的过程中，传递杆9转动引起的测量误差，还可以设置防止所述传递杆9转动的防转机构，所述防转机构包括由所述挡板7延伸出的凸块，以及在所述传递杆9长度方向上设置的滑槽，所述凸块位于所述滑槽内，且与所述滑槽相适应。由于凸块和滑槽的相互作用，使得传递杆9的移动的时候只能沿着传递杆9的长度方向进行，且无法转动。

本发明一些优选的实施例中，所述导向支架包括前端板2、后端板10、高度调节机构、固定座，其中，所述前端板2和所述后端板10平行布置，且所述前端板2和所述后端板10上设置有供所述传递杆9穿过的通孔；所述前端板2和所述后端板10通过高度调节机构安装在所述固定座上。

使用时，前端板2和后端板10上的通孔对传递杆9起到导向作用，通过高度调节机构实现传递杆9高度的调整，从而实现接触头1的弧形结构轴心高度调整，从而可以保证在对应于不同的凸轮轴时，保证接触头1与凸轮轴基圆轴线的距离和各机型柴油机凸轮轴随动机构中滚轮与凸轮轴基圆轴线的距离相同。

本发明一些优选的实施例中，所述高度调节机构包括立柱4和导轨底板3，所述前端板2和所述后端板10竖向固定在所述导轨底板3上，所述立柱4的上端安装在所述导轨底板3的下表面，所述立柱4的下端安装在所述固定座上，且所述立柱4的高度可调节。上述实施例所提到的防转机构的滑槽，可以设置在导轨底板3上，导轨底板3、前端板2和后端板10形成一个凹形结构，将挡板7、弹性件置于该凹形结构内，传递杆9穿过该凹形结构的两个壁。立柱4可以选用任何可以调节高度的结构，如螺杆等。导向支架与磁力座6可通过螺栓12连接在一起。通过改变立柱4的高度调整接触头1轴线与磁力座6地平面高度，以保证接触头1与凸轮轴基圆轴线的距离和各机型柴油机凸轮轴随动机构中滚轮与凸轮轴基圆轴线的距离相同。

本发明一些实施例中，为了保证在测量调整时，调整装置和平台之间保持稳定，实现调整装置与平台之间的固定，所述固定座包括底座板5和磁力座6，所述底座板5固定在所述磁力座6上。使用时，打开磁力开关，磁力座6即与平台之间稳定连接，底板将高度调节装置与磁力座6连接在一起。

本发明一些实施例中，所述位移测量工具为百分表，所述百分表安装在所述传递杆9的后端。实现对传递杆9位移的精确测量。

本发明一些优选的实施例中，所述弹性体11为弹簧，所述弹簧套装在所述传递杆9上，一定程度上保证了弹性体11的稳定性，同时可以节省空间。

本发明实施例还公开了一种组合式凸轮轴组装相位角调整方法，设置前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构的接触头1，接触头1后端连接传递杆9，使所述接触头1抵接待调整的凸轮基圆，转动凸轮轴，将凸轮的转动角度转化为传递杆9的位移，通过测量传递杆9的位移，实现凸轮轴相位角的调整。优选地，通过弹性件或弹性体11保证接触头1与凸轮之间的随动，通过高度调节装置调节接触头1的高度，使得接触头1可以满足不同的凸轮轴相位角的调整，通过设置磁力座6与平台固定，进而实现组合式凸轮轴组装的相位角调整。

实施例1

将待调整的凸轮轴16与凸轮轴承座15采用螺栓等直接固定在由平台20、侧板13与底板14组成的凸轮轴16组装平台上。通过凸轮轴平台20、凸轮轴16、凸轮轴承座15的加工精度保障装配的同轴度，保证与实际装机状态一致，无需进行调整。将数显角度仪19等角度测量装置固定在首位凸轮轴16端以显示凸轮轴16转动角度。凸轮轴16每一缸为一段，每一段包含进气凸轮、排气凸轮和供油凸轮，各凸轮相对角度靠加工保证，不需要进行调整，凸轮轴16相位角调整仅需要调整供油凸轮相位角即可。

凸轮轴16各轴段间靠螺栓连接，安装时按凸轮轴16的一侧向另一侧依此对凸轮轴16相位角进行调整。先将凸轮轴相位角调整装置18放在平台上，并将凸轮轴相位角调整装置18推向第一缸凸轮轴16供油凸轮基圆，使接触头贴紧供油凸轮并且弹簧有压缩量，打开磁力架开关使凸轮轴调整装置18固定在平台上，此时将百分表17架在传递杆端部并调零(图4中为表示清楚将百分表17架省略)。转动凸轮轴16，传递杆移动量即百分表17示数达到技术条件要求数值，此时凸轮轴16角度位置标定为初始位置。移开凸轮轴相位角调整装置18，转动凸轮轴16，在凸轮轴16转至相邻下一节待测凸轮轴16供油凸轮对应角度前，按上述方式将凸轮轴16相位角调整装置固定在待测供油凸轮基圆位置，转动凸轮轴16至本段凸轮对应相位角，根据传递杆的移动量与技术条件要求数值对比，进行相应的调整，直至传递杆的移动量符合技术条件要求数值。重复上述步骤直至所有凸轮轴段调整完毕。

上述实施例中，接触头可为任意带有与柴油机凸轮轴随动机构中滚轮直径圆弧的其他任意形状，保持接触头与凸轮轴的随动的弹簧可由其他带有弹性的零件或装置替代。传递杆及其防翻转机构可由精加工的多棱柱及类似柱体替代。

综上所述，本发明实施例所公开的组合式凸轮轴组装相位角调整装置及调整方法，通过圆形接触头与导向杆将凸轮轴相位角不易测量的角度值对应转化为容易测量的移动量；通过弹簧保持接触头与凸轮轴的随动；通过前端板与后端板对接触头进行轴向导向，通过弹簧挡板与导轨底板进行轴向与轴向定位；挡板集中了接触头及延伸轴的固定、导向、定位功能。测量标准统一，测量准确，无需在总装时再次调整，结构简单，使用方便，能够减轻工人的劳动强度。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合式凸轮轴组装相位角调整装置及调整方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种组合式凸轮轴组装相位角调整装置，其特征在于，包括：

接触头，所述接触头前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构；

传递杆，所述传递杆的前端连接所述接触头的后端；

导向支架，所述导向支架用于支撑所述传递杆，并在所述传递杆位移时进行导向，使所述传递杆在长度方向上进行位移；

位移测量工具，用于测量所述传递杆的位移距离；

还包括弹性体，所述弹性体一端通过抵接组件抵接在所述传递杆的中部，另一端抵接在所述导向支架上；

所述抵接组件包括挡板，所述挡板安装在所述传递杆的中部，所述弹性体的一端抵接所述挡板；

还包括防止所述传递杆转动的防转机构；

所述导向支架包括前端板、后端板、高度调节机构、固定座，其中，所述前端板和所述后端板平行布置，且所述前端板和所述后端板上设置有供所述传递杆穿过的通孔；所述前端板和所述后端板通过高度调节机构安装在所述固定座上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高度调节机构包括立柱和导轨底板，所述前端板和所述后端板竖向固定在所述导轨底板上，所述立柱的上端安装在所述导轨底板的下表面，所述立柱的下端安装在所述固定座上，且所述立柱的高度可调节。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定座包括底座板和磁力座，所述底座板固定在所述磁力座上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移测量工具为百分表，所述百分表安装在所述传递杆的后端。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧，所述弹簧套装在所述传递杆上。

6.一种采用权利要求1-5任意一项所述的装置进行组合式凸轮轴组装相位角调整的方法，其特征在于，包括：

设置前端具有与凸轮随动机构的滚轮外壁相同的弧形结构的接触头，接触头后端连接传递杆，使所述接触头抵接待调整的凸轮基圆，转动凸轮轴，将凸轮的转动角度转化为传递杆的位移，通过测量传递杆的位移，实现凸轮轴相位角的调整。

Images