CN113107629B - 一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及定位工装技术领域，公开了一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法，其包括第一限位带、第二限位带、以及定位块；所述第一限位带具有第一侧面和用于与排气凸轮轴齿轮啮合连接的第二侧面；所述第一侧面和所述第二侧面相对设置；所述第二限位带具有第三侧面和用于与进气凸轮轴齿轮啮合连接的第四侧面；所述第三侧面和所述第四侧面相对设置；所述定位块设置在所述第一限位带和所述第二限位带之间并分别与所述第一侧面和所述第三侧面抵接。本发明提供的发动机凸轮轴正时定位装置及方法，其结构简单，能够固定发动机凸轮轴位置。

Description

一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法
技术领域
本发明涉及定位工装技术领域，特别是涉及一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法。
背景技术
现代小型高速内燃机几乎均采用双顶置凸轮轴配气机构，有利于提高充气效率和改善发动机性能。由于正时齿形带传动具有噪声低、质量小、运转平稳、无需润滑等优点，现已被广泛应用在双顶置凸轮轴的发动机的正时***。如图1所示，某发动机正时齿形带传动***包括正时张紧轮、水泵带轮、排气凸轮轴齿轮、进气凸轮轴齿轮、曲轴正时齿轮、正时惰轮和分别环绕在排气凸轮轴齿轮、进气凸轮轴齿轮、正时张紧轮、水泵带轮、曲轴正时齿轮和正时惰轮上的正时皮带。如图2所示，排气凸轮轴齿轮上设有内侧挡边。如图3所示，进气凸轮轴齿轮上设有外侧挡边。
发动机正时传动***的准确装配可保证发动机配气相位无偏差，这是发动机正常运转和高性能输出的重要因素。若曲轴正时齿轮、排气凸轮轴齿轮和进气凸轮轴齿轮在装配正时皮带时不能被准确定位，将会导致气门开启和关闭的节奏紊乱，轻则影响发动机性能、重则导致气门与活塞相顶，发动机报废。
如图4所示，现有的固定凸轮轴齿轮的方案是用两个插销销住进排气凸轮轴齿轮，再通过螺栓将固定工装板锁紧在凸轮轴罩盖的密封面上。此方案有以下几点不足之处：首先，工作人员必须拆掉发动机线束、点火线圈、凸轮轴罩盖方能安装固定工装板，工序较繁琐，操作复杂；其次，固定工装板的安装利用了凸轮轴罩盖的螺纹孔，在安装过程中容易损坏螺纹，导致缸盖罩盖无法安装，缸盖报废；最后，固定工装本身笨重、制作精度高、成本高，不利于推广至全国各地的汽车售后服务站。
发明内容
本发明的目的是：提供一种发动机凸轮轴正时定位装置及方法，其结构简单，能够固定发动机凸轮轴位置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机凸轮轴正时定位装置包括第一限位带、第二限位带、以及定位块；
所述第一限位带具有第一侧面和用于与排气凸轮轴齿轮啮合连接的第二侧面；所述第一侧面和所述第二侧面相对设置；
所述第二限位带具有第三侧面和用于与进气凸轮轴齿轮啮合连接的第四侧面；所述第三侧面和所述第四侧面相对设置；
所述定位块设置在所述第一限位带和所述第二限位带之间并分别与所述第一侧面和所述第三侧面抵接。
可选地，所述定位块与所述第一侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置；所述定位块与所述第三侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置。
可选地，所述定位块与所述第一侧面抵接的面为弧面；所述定位块与所述第三侧面抵接的面为弧面。
可选地，所述第二侧面上设有若干条与排气凸轮轴齿轮配合的第一啮合槽；所述第四侧面上设有若干条与进气凸轮轴齿轮配合的第二啮合槽。
可选地，还包括能够上下调节所述定位块位置的调节组件；所述调节组件设置在所述定位块上。
可选地，所述调节组件包括连接在所述定位块上的调节杆和螺接在所述调节杆上的调节螺母；所述调节螺母与所述定位块的上表面连接。
可选地，所述调节杆的轴线与所述定位块的轴线重合。
可选地，所述调节杆穿插在所述定位块的中心处。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种发动机凸轮轴正时定位方法，其包括以下步骤：
将第一限位带连接在排气凸轮轴齿轮的轮齿上；
将第二限位带连接在进气凸轮轴齿轮的轮齿上；
将定位块放置在所述第一限位带和所述第二限位带之间，且所述定位块分别与所述第一限位带的第一侧面和所述第二限位带的第三侧面抵接；
向下压所述定位块，直至所述定位块卡紧在所述第一限位带和所述第二限位带之间。
可选地，在向下压所述定位块的步骤中，包括：
拧动调节螺母，所述调节螺母带动所述定位块在调节杆上向下移动。
本发明提供的一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法与现有技术相比，其有益效果在于：本发明通过第一限位带连接在排气凸轮轴齿轮上，使得第一限位带和排气凸轮轴齿轮的位置相对固定。同理，通过第二限位带连接在进气凸轮轴齿轮上，使得第二限位带和进气凸轮轴齿轮的位置相对固定。通过分别与第一限位带和第二限位带抵接的定位块卡紧第一限位带和第二限位带，使得排气凸轮轴齿轮和进气凸轮轴齿轮的位置相对固定，便于工作人员更换正时皮带，确保排气凸轮轴齿轮、进气凸轮轴齿轮和曲轴齿轮的相对相位始终保持准确。该发动机凸轮轴正时定位装置和方法结构简单，操作方便，成本低廉，能够实现发动机凸轮轴的固定，便于发动机售后维修，推广价值高。
附图说明
图1是现有的某发动机正时齿形带传动***的结构示意图；
图2是现有的排气凸轮轴齿轮的立体图；
图3是现有的进气凸轮轴齿轮的立体图；
图4是现有的固定凸轮轴齿轮的方案的结构示意图；
图5是本发明实施例的发动机凸轮轴正时定位装置的结构示意图；
图6是本发明实施例的发动机凸轮轴正时定位装置安装在某发动机正时齿形带传动***上的连接结构示意图；
图中，1、正时张紧轮；2、水泵带轮；3、排气凸轮轴齿轮；3a、内侧挡边；4、进气凸轮轴齿轮；4a、外侧挡边；5、曲轴正时齿轮；6、正时惰轮；7、正时皮带；8、插销；9、固定工装板；10、凸轮轴罩盖；11、第一限位带；12、第二限位带；13、定位块；14、调节组件；141、调节杆；142、调节螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”均以发动机正时齿形带传动***的中心为基准；其中，“上”是指发动机正时齿形带传动***的中心指向排气凸轮轴齿轮和进气凸轮轴齿轮之间的连线的方向；“下”是指发动机正时齿形带传动***的中心指向曲轴正时齿轮的方向，并与“上”的方向相背离。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图5至图6所示，本发明的优选实施例的一种发动机凸轮轴正时定位装置，其包括第一限位带11、第二限位带12、以及定位块13；第一限位带11具有相对的第一侧面和第二侧面；第二侧面用于与排气凸轮轴齿轮3啮合连接。第二限位带12具有相对的第三侧面和第四侧面；第四侧面用于与进气凸轮轴齿轮4啮合连接。定位块13设置在第一限位带11和第二限位带12之间并分别与第一侧面和第三侧面抵接。
本实施例中的第一限位带11和第二限位带12均为皮带，可由废旧皮带裁剪得到。第一限位带11的第二侧面与排气凸轮轴齿轮3上的啮齿啮合，第一限位带11与排气凸轮轴齿轮3上的内侧挡边3a抵接，防止第一限位带11从排气凸轮轴齿轮3上滑落。同理，第二限位带12的第四侧面与进气凸轮轴齿轮4上的啮齿啮合，第二限位带12与进气凸轮轴齿轮4上的外侧挡边4a抵接，防止第二限位带12从进气凸轮轴齿轮4上滑落。
基于上述技术方案，需要固定排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4的相对位置时，将第一限位带11连接在排气凸轮轴齿轮3上，使得第二侧面与排气凸轮轴齿轮3的啮齿啮合。此时，排气凸轮轴齿轮3和第一限位带11位置相对固定，排气凸轮轴齿轮3随第一限位带11的移动而移动。将第二限位带12连接在进气凸轮轴齿轮4上，使得第四侧面与进气凸轮轴齿轮4的啮齿啮合。此时，进气凸轮轴齿轮4和第二限位带12位置相对固定，进气凸轮轴齿轮4随第二限位带12的移动而移动。再将定位块13放置在第一限位带11和第二限位带12之间，使得定位块13分别与第一限位带11的第一侧面和第二限位带12的第二侧面抵接，随着定位块13的***能够卡紧第一限位带11和第二限位带12，使得第一限位带11和第二限位带12的位置相对固定，从而固定排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4。将该发动机凸轮轴正时定位装置安装在两个凸轮齿轮之间后，能够保证排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4之间的相对位置固定，不再转动。此时可以拧松正时张紧轮1、更换正时皮带7，在此过程中都能保证排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4不转动，使两个凸轮轴齿轮与曲轴正时齿轮5的相对相位始终保持准确，确保发动机的配气相位准确。该发动机凸轮轴正时定位装置无需用到凸轮轴罩盖10上的螺纹孔，安装成本低，操作方便快捷。而且发动机凸轮轴正时定位装置包括两条皮带和定位块13，结构简单，体积小巧，适用于广大汽车售后服务站。该发动机凸轮轴正时定位装置应用在正时带传动***的发动机上。
其中，定位块13与第一侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置；定位块13与第三侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置。定位块13与两个凸轮轴齿轮相抵接的面均向下倾斜，有利于工作人员在安装发动机凸轮轴正时定位装置时，逐渐向下压定位块13，使得定位块13分别与排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4卡紧，从而令排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4的位置相对固定。定位块13与第一侧面抵接的面为弧面；定位块13与第三侧面抵接的面为弧面，有利于工作人员向下压定位块13，使得定位块13能够在第一限位带11和第二限位带12之间滑落。若定位块13与第一侧面抵接的面和与第三侧面抵接的面均为斜面，则在向下压定位块13的过程中，定位块13容易与第一限位带11和第二限位带12之间产生摩擦，使得第一侧面和第三侧面产生磨损，降低第一限位带11和第二限位带12的使用寿命。本实施例中的定位块13与第一侧面抵接的面和与第三侧面抵接的面可以为同一曲面。
具体地，第二侧面上设有若干条与排气凸轮轴齿轮3上的啮齿定位配合的第一啮合槽；第四侧面上设有若干条与进气凸轮轴齿轮4的啮齿定位配合的第二啮合槽。通过设置啮合槽，有利于第一限位带11与排气凸轮轴齿轮3稳固连接，第二限位带12和进气凸轮轴齿轮4稳固连接。
若工作人员徒手向下压定位块13，虽然也能实现定位块13与两个凸轮轴之间卡紧，但不能实现对定位块13在竖直方向上的微调，调节难度增高。为了解决该问题，发动机凸轮轴正时定位装置还包括能够上下调节定位块13位置的调节组件14；调节组件14设置在定位块13上。通过调节组件14，能过实现对定位块13上下微调，保证定位块13分别与第一限位带11和第二限位带12位置卡紧。如图5所示，调节组件14包括竖直连接在定位块13上的调节杆141和螺接在调节杆141上的调节螺母142；调节螺母142与定位块13的上表面连接。通过拧动调节螺母142，使得调节螺母142在调节杆141上转动并上下移动，能够带动与调节螺母142底部相连的定位块13转动并上下移动，实现对定位块13在竖直方向上的位置微调。本实施例中的调节杆141为双头螺柱。调节螺母142和双头螺柱均为标准件。调节杆141的轴线与定位块13的轴线重合，确保调节杆141竖直穿插固定在定位块13上，使得调节螺母142能够沿竖直方向上下移动。调节杆141穿插在定位块13的中心处，避免定位块13两侧的高度不一致，导致无法很好地卡紧第一限位带11和第二限位带12。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种发动机凸轮轴正时定位方法，其包括以下步骤：
将第一限位带11连接在排气凸轮轴齿轮3的轮齿上，使得第二侧面与排气凸轮轴齿轮3的啮齿啮合连接；
将第二限位带12连接在进气凸轮轴齿轮4的轮齿上，使得第四侧面与进气凸轮轴齿轮4的啮齿啮合连接；
将定位块13放置在第一限位带11和第二限位带12之间，且定位块13分别与第一限位带11的第一侧面和第二限位带12的第三侧面抵接；
向下压定位块13，直至定位块13卡紧在第一限位带11和第二限位带12之间。
将第一限位带11预装在排气凸轮轴齿轮3上。将第二限位带12预装在进气凸轮轴齿轮4上，使得第二限位带12预装和进气凸轮轴齿轮4啮合。再将定位块13放置在两段皮带中间，定位块13向下移动，将两条皮带紧紧压在凸轮轴齿轮上。由于凸轮轴齿轮与凸轮轴是通过锁销连成一体的，此时凸轮轴也被固定住，在拆装正时皮带的过程都能保持不动，确保发动机的配气相位准确。
更具体地，在向下压定位块13的步骤中，包括：拧动调节螺母142，调节螺母142带动定位块13在调节杆141上向下移动，能够微调定位块13位置，确保定位块13分别与第二侧面和第四侧面紧贴，实现定位块13与第一限位带11和第二限位带12之间的位置固定。
本发明的工作过程为：首先通过旋转发动机曲轴，在准确的正时位置处将第一限位带11预装在排气凸轮轴齿轮3上，使得第二侧面上的第一啮合槽与排气凸轮轴齿轮3上的啮齿啮合。将第二限位带12放置在排气凸轮轴齿轮3上，使得第四侧面上的第二啮合槽与进气凸轮轴齿轮4上的啮齿啮合。在保证第一限位带11和排气凸轮轴齿轮3的位置相对固定，第二限位带12和进气凸轮轴齿轮4的位置相对固定后，将定位块13放置在第一限位带11和第二限位带12之间。拧动调节螺母142，使得调节螺母142带动定位块13在调节杆141上向下移动，促使定位块13分别与第一侧面和第三侧面紧密抵接，最后使得定位块13稳固地压在第一限位带11和第二限位带12上，第一限位带11压在排气凸轮轴齿轮3上，第二限位带12压在进气凸轮轴上，确保排气凸轮轴齿轮3和进气凸轮轴齿轮4被固定住。需要拆除该发动机凸轮轴正时定位装置时，向上拧动调节螺母142，使得定位块13向上移动，逐渐与第一限位带11和第二限位带12松开，再取走定位块13、第一限位带11和第二限位带12即可。
综上，本发明实施例提供一种发动机凸轮轴正时定位装置和方法，其通过第一限位带连接在排气凸轮轴齿轮上，使得第一限位带和排气凸轮轴齿轮的位置相对固定。同理，通过第二限位带连接在进气凸轮轴齿轮上，使得第二限位带和进气凸轮轴齿轮的位置相对固定。通过分别与第一限位带和第二限位带抵接的定位块卡紧第一限位带和第二限位带，使得排气凸轮轴齿轮和进气凸轮轴齿轮的位置相对固定，便于工作人员更换正时皮带，确保排气凸轮轴齿轮、进气凸轮轴齿轮和曲轴齿轮的相对相位始终保持准确。该发动机凸轮轴正时定位装置和方法结构简单，操作方便，成本低廉，能够实现发动机凸轮轴的固定，便于发动机售后维修，推广价值高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，包括第一限位带、第二限位带、以及定位块；
所述第一限位带具有第一侧面和用于与排气凸轮轴齿轮啮合连接的第二侧面；所述第一侧面和所述第二侧面相对设置；
所述第二限位带具有第三侧面和用于与进气凸轮轴齿轮啮合连接的第四侧面；所述第三侧面和所述第四侧面相对设置；
所述定位块设置在所述第一限位带和所述第二限位带之间并分别与所述第一侧面和所述第三侧面抵接；所述定位块与所述第一侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置；所述定位块与所述第三侧面抵接的面逐渐向下倾斜设置。
2.如权利要求1所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，所述定位块与所述第一侧面抵接的面为弧面；所述定位块与所述第三侧面抵接的面为弧面。
3.如权利要求1所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，所述第二侧面上设有若干条与排气凸轮轴齿轮配合的第一啮合槽；所述第四侧面上设有若干条与进气凸轮轴齿轮配合的第二啮合槽。
4.如权利要求1所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，还包括能够上下调节所述定位块位置的调节组件；所述调节组件设置在所述定位块上。
5.如权利要求4所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，所述调节组件包括连接在所述定位块上的调节杆和螺接在所述调节杆上的调节螺母；所述调节螺母与所述定位块的上表面连接。
6.如权利要求5所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，所述调节杆的轴线与所述定位块的轴线重合。
7.如权利要求5所述的发动机凸轮轴正时定位装置，其特征在于，所述调节杆穿插在所述定位块的中心处。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的发动机凸轮轴正时定位装置的正时定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一限位带连接在排气凸轮轴齿轮的轮齿上；
将第二限位带连接在进气凸轮轴齿轮的轮齿上；
将定位块放置在所述第一限位带和所述第二限位带之间，且所述定位块分别与所述第一限位带的第一侧面和所述第二限位带的第三侧面抵接；
向下压所述定位块，直至所述定位块卡紧在所述第一限位带和所述第二限位带之间。
9.如权利要求8所述的发动机凸轮轴正时定位方法，其特征在于，在向下压所述定位块的步骤中，包括：
拧动调节螺母，所述调节螺母带动所述定位块在调节杆上向下移动。
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