CN111396228B - 火花塞点火角度位置检具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火花塞点火角度位置检具，包括模板总成和测量芯轴总成；模板总成包括模板和0点及刻线；模板上设有与被测气缸盖上的第二主定位销孔相对应配合的主定位销，与被测气缸盖上的第二副定位销孔相对应配合的副定位销，以及分别与被测气缸盖上的火花塞螺纹孔相对应的衬套孔；测量芯轴总成包括测量芯轴、指针盘和第二锁紧螺母；测量芯轴上设有芯轴外螺纹，指针盘和第二锁紧螺母分别通过芯轴外螺纹旋接于测量芯轴上；测量芯轴的前部为前端螺纹测头，该前端螺纹测头为圆柱螺纹；0点及刻线设置在与测量芯轴的轴线相垂直的平面上，0点刻度线的延长线与测量芯轴的轴线相交。本发明能够对火花塞螺纹孔的螺纹起始点进行快速、可靠的检测。

Description

火花塞点火角度位置检具

技术领域

本发明属于汽油发动机技术领域，具体涉及一种火花塞点火角度位置检具。

背景技术

在当今极力倡导降本、节能、环保的大环境下，极致提升发动机的有效功率成为重中之重。其中，发动机火花塞点火角度的旋向位置也是发动机有效功率提升的一个要点，而火花塞的旋向位置是由它的载体——气缸盖火花塞螺纹孔的螺纹起始点位置决定的。然而，对于该起点位置的影响因素却相当多：加工时螺纹刀具的起始点、换刀时刀具的定位、缸盖装夹时的定位、同工序不同设备等等因素，都必须保持高度的一致性，而对这些因素的一致性的判定，最终都是靠火花塞孔螺纹起点角度位置检测设备来控制的。目前，对该问题的控制手段是采用高端的检测设备来检测，但该设备不仅价格昂贵（价格近百万），而且测量过程时间长（大约100秒）、检测过程复杂，导致检测成本非常高昂。

因此，有必要开发一种新的火花塞点火角度位置检具。

发明内容

本发明的目的是提供一种火花塞点火角度位置检具，能对火花塞螺纹孔的螺纹起始点进行快速、可靠的检测。

第一方面，本发明所述的一种火花塞点火角度位置检具，包括模板总成和测量芯轴总成；

所述模板总成包括模板和0点及刻线；

所述模板上设有与被测气缸盖上的第二主定位销孔相对应配合的主定位销，与被测气缸盖上的第二副定位销孔相对应配合的副定位销，以及分别与被测气缸盖上的火花塞螺纹孔相对应的衬套孔；

所述测量芯轴总成包括测量芯轴、指针盘和第二锁紧螺母；所述测量芯轴上设有芯轴外螺纹，所述指针盘和第二锁紧螺母分别通过芯轴外螺纹旋接于测量芯轴上；所述测量芯轴的前部为前端螺纹测头，该前端螺纹测头为圆柱螺纹；

所述0点及刻线设置在与测量芯轴的轴线相垂直的平面上，所述0点及刻线包括0点标记和0点刻度线，该0点刻度线的延长线与测量芯轴的轴线相交。

进一步，所述0点及刻线设置在模板上。

进一步，还包括衬套、第一锁紧螺母和刻度盘；所述衬套的里端镶嵌于模板的衬套孔中，所述衬套的外端设有衬套外螺纹，所述第一锁紧螺母和刻度盘通过该衬套外螺纹连接于衬套上，且第一锁紧螺母位于模板与刻度盘之间；所述0点及刻线设置在刻度盘上。

进一步，所述测量芯轴的轴线与模板的夹角为α；

所述衬套孔的轴线与模板之间的夹角为衬套孔倾角；

所述第一锁紧螺母靠近模板的一侧面为斜面，该斜面与第一锁紧螺母上第一锁紧螺母螺纹孔的轴线的夹角为第一锁紧螺母倾角；

所述α、衬套孔倾角、第一锁紧螺母倾角的角度均等于火花塞孔倾角的角度。

进一步，所述指针盘与刻度盘之间的间隙d为0.1 mm～0.6mm。

进一步，所述衬套的衬套外螺纹为细牙螺纹。

进一步，所述刻度盘的外周面上开有若干个均布的用于与弯钩扳手A相配合的刻度盘扳手孔；

所述第一锁紧螺母的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手B相配合的第一锁紧螺母扳手孔；

所述指针盘的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手C相配合的指针盘扳手孔；

所述第二锁紧螺母的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手C相配合的第二锁紧螺母扳手孔。

进一步，所述测量芯轴的前部为前端螺纹测头，该前端螺纹测头为圆柱螺纹；所述测量芯轴的尾部为芯轴手柄，测量芯轴上设有芯轴内孔。

进一步，所述主定位销和副定位销的一端为模板定位端，主定位销和副定位销的另一端为工件定位端；

所述主定位销的模板定位端与模板的第一主定位销孔为过盈配合，所述主定位销的工件定位端与被测气缸盖上的第二主定位销孔为间隙配合；

所述副定位销的模板定位端与模板的第一副定位销孔为过盈配合，所述副定位销的工件定位端与被测气缸盖上的第二副定位销孔为间隙配合。

进一步，所述测量芯轴总成为两套。

本发明具有以下优点：它能够对火花塞螺纹孔的螺纹起始点进行快速、可靠的检测。另，它的结构较简单，制造亦较简单。本检具的成本（含制造、第三方检测等）约一万元左右。按目前常见发动机为四缸、需检测四个火花塞孔计算，检测一个工件（气缸盖）约需40秒左右，从而大大地节约了成本，提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明结构的结构示意图；

图2为图1中各主要零部件的折叠剖视图；

图3为本实施例中关键部件锁紧用专用扳手的结构示意图；

图4为本实施例中模板的结构示意图；

图5为本实施例中模板的主要结构折叠剖视图；

图6为本实施例中衬套的结构示意图；

图7为本实施例中测量芯轴的结构示意图；

图8为本实施例中被测零件（气缸盖）的局部示意图；

图9为本实施例中第一锁紧螺母的结构示意图；

图10为本实施例中主定位销的结构示意图；

图11为本实施例中刻度盘的主视图；

图12为本实施例中刻度盘的剖面图；

图13为本实施例中指针盘的主视图；

图14为本实施例中指针盘的剖视图

图15为本实施例中第二锁紧螺母的结构示意图；

图16为本实施例中测量芯轴总成的装配状态示意图；

图17为图16的俯视图；

图中：11—模板，12—衬套，13—测量芯轴，14—被测气缸盖，15—第一锁紧螺母，16—主定位销，17—刻度盘，18—指针盘，19—第二锁紧螺母，20—副定位销，21—弯钩扳手A，22—弯钩扳手B，23—弯钩扳手C；24-0点及刻线；

111—手柄螺纹孔，112—第一主定位销孔，113—衬套孔，114—第一副定位销孔，115—衬套孔倾角，116—模板厚度；

121—里端，122—衬套内孔，123—衬套外螺纹、124—衬套厚度；

131—前端螺纹测头，132—螺纹起牙长度，133—芯轴外螺纹，134—芯轴手柄，135—芯轴内孔，136—深度基准面，137—螺纹起牙点；

141—火花塞螺纹孔，142—火花塞基准面，143—气缸盖基准面，144—火花塞孔倾角，145—第二主定位销孔，146—第二副定位销孔，147—火花塞过孔深度；

151—第一锁紧螺母螺纹孔，152—第一锁紧螺母扳手孔，153—第一锁紧螺母倾角，154—第一锁紧螺母厚度；

161—模板定位端；162—工件定位端；

171—刻度盘螺纹孔，172—刻度盘扳手孔，173—刻度盘厚度；

181—指针盘螺纹孔，182—指针盘对正点，183—指针盘扳手孔；

191—第二锁紧螺母螺纹孔，192—第二锁紧螺母扳手孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本实施例中，火花塞点火角度位置检具的使用方法简单、结构明晰，制造工艺难度也不高，以下结合附图对本检具从制造、调试、使用等几方面进行详细描述。

本实施例中，一种火花塞点火角度位置检具，包括模板总成和测量芯轴总成。所述模板总成包括模板11、衬套12、第一锁紧螺母15、刻度盘17和0点及刻线24。所述模板11上设有与被测气缸盖14上的第二主定位销孔145相对应配合的主定位销16，与被测气缸盖14上的第二副定位销孔146相对应配合的副定位销20，以及分别与被测气缸盖14上的火花塞螺纹孔141相对应的衬套孔113。所述衬套12的里端121镶嵌于模板11的衬套孔113中，所述衬套12的外端设有衬套外螺纹123，所述第一锁紧螺母15和刻度盘17通过该衬套外螺纹123连接于衬套12上，且第一锁紧螺母15位于模板11与刻度盘17之间；所述0点及刻线24设置在刻度盘17上。所述测量芯轴总成包括测量芯轴13、指针盘18和第二锁紧螺母19；所述测量芯轴13上设有芯轴外螺纹133，所述指针盘18和第二锁紧螺母19分别通过芯轴外螺纹133旋接于测量芯轴13上。

如图1和图2所示，本实施例中，以四缸发动机举例，一种花塞点火角度位置检具，包括模板总成和测量芯轴总成；模板总成由模板11、主定位销16、副定位销20、四个衬套12、四个第一锁紧螺母15、四个刻度盘17组成。测量芯轴总成由测量芯轴13、指针盘18、第二锁紧螺母19组成。

特别说明，实际上对于三缸、六缸甚至八缸发动机，本发明同样适用。只是零部件所在位置和数量发生变化而已。

如图1所示，模板总成的各零部件装配位置——主、副定位销位置、四个刻度盘位置，它们的布置方位是由被测工件（即被测气缸盖）的具体位置决定的。主、副定位销位置与被测工件上的定位销孔位置（即第二主定位销孔145和第二副定位销孔146）等同，主定位销与副定位销的位置区别是主定位销对应的是被测工件的设计基准孔。四个刻度盘位置对应被测工件上的火花塞孔位置，根据被测气缸盖的不同，其个数可能是三个、六个或八个。

如图2所示，所述主定位销16和副定位销20的一端为模板定位端161，主定位销16和副定位销20的另一端为工件定位端162。主定位销16的模板定位端161与副定位销20的模板定位端161（参加图10）采用过盈配合分别压入模板11的第一主定位销孔112、第一副定位销孔114中，主定位销16的模板定位端161与副定位销20的模板定位端161与模板11上的第一主定位销孔112、第一副定位销孔114（参加图4）的配合方式完全相同。主定位销16的工件定位端162与被测工件上的第二主定位销孔145的配合间隙小，以达到更精密配合，副定位销20的工件定位端162与被测工件上的第二副定位销孔146的配合间隙较大，目的是避免两销孔中心距误差造成干涉，甚至副定位销20的模板定位端162可做成菱形样式，以更好消除中心距误差造成的干涉问题。主、副定位销由于除模板定位端162尺寸公差有区别外，其结构形状样式、各尺寸皆等同，故采用同一图样表示。

衬套12的里端121镶嵌于模板11的衬套孔113中，亦是采用过盈配合方式。衬套12的外端设有衬套外螺纹123，该衬套外螺纹123为细牙螺纹，用于连接第一锁紧螺母15和刻度盘17，之所以用细牙螺纹，目的是尽可能减少刻度盘旋向调节时大螺距引起的轴向变化。

刻度盘17上的0点及刻线24位置是根据被测气缸盖的要求而定的，该0点及刻线24可能在任何一个角度上。故本发明设计为360°可调。调定到规定点后旋转第一锁紧螺母15锁紧刻度盘17。第一锁紧螺母15上的第一锁紧螺母螺纹孔151、刻度盘17上的刻度盘螺纹孔171与衬套12上的衬套外螺纹123构成一套完整的细牙螺纹副。

如图12所示，刻度盘17的外周面上有若干个均布的刻度盘扳手孔172，其对应的使用扳手是弯钩扳手A21，第一锁紧螺母15的外周面上同样有若干个均布的第一锁紧螺母扳手孔152（参见图9），其对应的使用扳手是弯钩扳手B22，当刻度盘17上的0点及刻线24旋到恰当位置后，采用弯钩扳手A21、弯钩扳手B22分别控制刻度盘17和第一锁紧螺母15，即能完成调定并锁死。

如图14所示，所述指针盘18上开设有指针盘螺纹孔181，所述指针盘18的外周面上有若干个均布的指针盘扳手孔181，其对应的使用扳手是弯钩扳手C23。

如图15所示，所述第二锁紧螺母19上开设有第二锁紧螺母螺纹孔191，所述第二锁紧螺母19外周面上有若干个均布的第二锁紧螺母扳手孔192，其对应的使用扳手是弯钩扳手C23。

如图2所示，本实施例中，α角度（即测量芯轴13的轴线与模板11的夹角）等于火花塞孔倾角144（参加图8）；衬套孔倾角115（参见图5，即衬套孔113的轴线与模板11之间的夹角），第一锁紧螺母15的紧螺母倾角153（参见图9，第一锁紧螺母15靠近模板11的一侧面为斜面，该斜面与第一锁紧螺母15上第一锁紧螺母螺纹孔151的轴线的夹角即为第一锁紧螺母倾角153），它们的角度仍等于火花塞孔倾角144。也就是说α、火花塞孔倾角144、衬套孔倾角115、第一锁紧螺母倾角153是同一个角度值。

对于发动机的火花塞是垂直于气缸盖基准面143的这种情况，此时α角度为90°，如此，本检具的设计制造则更为简便。即可以取消衬套12、刻线盘17和第一锁紧螺母15，直接将0点及刻线24刻在模板11上。

如图4和图5所示，模板11上还开设有手柄螺纹孔111，用于连接手柄。

至此，模板总成完成。

如图2所示，测量芯轴总成由三个部件组成，包括测量芯轴13、指针盘18、第二锁紧螺母19。

如图7所示，所述测量芯轴13具有前端螺纹测头131，该前端螺纹测头131为圆柱螺纹，圆柱螺纹与火花塞螺纹孔141构成螺纹副，该圆柱螺纹制造是按照火花塞螺纹孔塞规精度等级制造。同时，该螺纹塞规更有一重要点：螺纹塞规的螺纹起牙点137到深度基准面136之间的距离，以及螺纹起牙长度132必须严格控制，螺纹起牙长度132的尺寸偏差直接影响本检具的测量精度能力。

测量芯轴13的中段还有一段芯轴外螺纹133，用于连接指针盘18和第二锁紧螺母19，该螺纹亦是细牙螺纹，其螺距等于衬套外螺纹123螺距。

测量芯轴13尾部为芯轴手柄134，测量芯轴13钻有芯轴内孔135，其目的是减重、减惯量，以便使用起来更轻便。

如图16所示，指针盘18先旋入芯轴外螺纹133，然后旋入第二锁紧螺母19，调节好指针盘18与刻度盘17之间的间隙d(参见图2），同时还得调节指针盘18的指针盘对正点182与螺纹起牙点137必须在同一径向投影线上(参见图16和图17）。此处的调节也直接影响本发明检具的测量精度能力。

如图2所示，所述指针盘18与刻度盘17之间的间隙d；间隙d的尺寸是由众多尺寸链组成的闭环，该间隙既不能过大，如过大则会影响读数的准确性；也不能过小，若过小，则会造成指针盘18与刻度盘17之间的干涉，彻底造成测量错误。该间隙d需控制在0.1mm～0.6mm之间，所以必须严格控制各环节的尺寸公差。间隙d尺寸的各环节尺寸链包含：火花塞过孔深度147、模板厚度116、衬套厚度124、第一锁紧螺母倾角153、第一锁紧螺母厚度154、刻度盘厚度173，共六个尺寸环，其中，火花塞过孔深度147的尺寸是产品决定的，通常公差为0.2mm，不能改变，剩下的几个尺寸环的总公差必须控制在0.5-0.2=0.3mm之内；其次，衬套厚度124只是影响环，装配后只需低于刻线盘17的端面即可，可不参与公差分配，故剩余的0.3mm公差可根据制造工艺能力情况分配给余下尺寸环：模板厚度116、第一锁紧螺母倾角153、第一锁紧螺母厚度154、刻度盘厚度173。

本实施例中，测量芯轴总成为两套，一套也可以完成测量，用两套是方便使用者两只手同时测量，以提高检测速度而已。

模板总成安放于被测工件的气缸盖基准面143上后，模板总成通过“一面两销”被固定，测量芯轴总成（参见图16）通过衬套内孔122插入工件上的火花塞螺纹孔141中，并旋紧，此时状态是测量芯轴13的深度基准面136（参见图7）与被测工件的火花塞基准面142（参见图8）贴合，观测指针盘18上的指针盘对正点182（参见图13）与刻线盘17上的0点及刻线24（参加图11）是否重合或是否在公差范围内，比如图例中30°范围。通过该方法则能够快速确定出工件是否合格。

本实施例中，检具的使用条件同通用型量具的使用方法类似，需轻拿轻放，严格执行有关量具使用规程。

Claims (10)

1.一种火花塞点火角度位置检具，其特征在于：包括模板总成和测量芯轴总成；

所述模板总成包括模板（11）和0点及刻线（24）；所述模板（11）上设有与被测气缸盖（14）上的第二主定位销孔（145）相对应配合的主定位销（16），与被测气缸盖（14）上的第二副定位销孔（146）相对应配合的副定位销（20），以及分别与被测气缸盖（14）上的火花塞螺纹孔（141）相对应的衬套孔（113）；

所述测量芯轴总成包括测量芯轴（13）、指针盘（18）和第二锁紧螺母（19）；所述测量芯轴（13）上设有芯轴外螺纹（133），所述指针盘（18）和第二锁紧螺母(19)分别通过芯轴外螺纹（133）旋接于测量芯轴（13）上；所述测量芯轴（13）的前部为前端螺纹测头（131），该前端螺纹测头（131）为圆柱螺纹；

所述0点及刻线（24）设置在与测量芯轴（13）的轴线相垂直的平面上，所述0点及刻线（24）包括0点标记和0点刻度线，该0点刻度线的延长线与测量芯轴（13）的轴线相交。

2.根据权利要求1所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述0点及刻线（24）设置在模板（11）上。

3.根据权利要求1所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：还包括衬套（12）、第一锁紧螺母（15）和刻度盘（17）；所述衬套（12）的里端（121）镶嵌于模板（11）的衬套孔（113）中，所述衬套（12）的外端设有衬套外螺纹（123），所述第一锁紧螺母（15）和刻度盘（17）通过该衬套外螺纹（123）连接于衬套（12）上，且第一锁紧螺母（15）位于模板（11）与刻度盘（17）之间；所述0点及刻线（24）设置在刻度盘（17）上。

4.根据权利要求3所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述测量芯轴（13）的轴线与模板（11）的夹角为α；

所述衬套孔（113）的轴线与模板（11）之间的夹角为衬套孔倾角（115）；

所述第一锁紧螺母（15）靠近模板（11）的一侧面为斜面，该斜面与第一锁紧螺母（15）上第一锁紧螺母螺纹孔（151）的轴线的夹角为第一锁紧螺母倾角（153）；

所述α、衬套孔倾角（115）、第一锁紧螺母倾角（153）的角度均等于火花塞孔倾角（144）的角度。

5.根据权利要求3或4所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述指针盘（18）与刻度盘（17）之间的间隙d为0.1 mm～0.6mm。

6.根据权利要求5所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述衬套（12）的衬套外螺纹（123）为细牙螺纹。

7.根据权利要求6所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述刻度盘（17）的外周面上开有若干个均布的用于与弯钩扳手A（21）相配合的刻度盘扳手孔（172）；

所述第一锁紧螺母（15）的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手B（22）相配合的第一锁紧螺母扳手孔（152）；

所述指针盘（18）的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手C（23）相配合的指针盘扳手孔（181）；

所述第二锁紧螺母（19）的外周面上开设有若干个均布的用于与弯钩扳手C（23）相配合的第二锁紧螺母扳手孔（192）。

8.根据权利要求1或2或3或4或6或7所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述测量芯轴（13）的尾部为芯轴手柄（134），测量芯轴（13）上设有芯轴内孔（135）。

9.根据权利要求8所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述主定位销（16）和副定位销（20）的一端为模板定位端（161），主定位销（16）和副定位销（20）的另一端为工件定位端（162）；

所述主定位销（16）的模板定位端（161）与模板（11）的第一主定位销孔（112）为过盈配合，所述主定位销（16）的工件定位端（162）与被测气缸盖（14）上的第二主定位销孔（145）为间隙配合；

所述副定位销（20）的模板定位端（161）与模板（11）的第一副定位销孔（114）为过盈配合，所述副定位销（20）的工件定位端（162）与被测气缸盖（14）上的第二副定位销孔（146）为间隙配合。

10.根据权利要求1或2或3或4或6或7或9所述的火花塞点火角度位置检具，其特征在于：所述测量芯轴总成为两套。

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