關于裝配發動機曲軸正時齒輪裝配組件的研究設計

朱 巖，周柱昌

（廣西玉柴機器股份有限公司，廣西 玉林537005）

1 技術領域現狀

正時齒輪安裝于發動機曲軸上，裝配方法是將齒輪加熱后壓入曲軸小頭。為了保證安裝位置的準確，通常在曲軸小頭圓柱側面設有半圓鍵槽，在正時齒輪側面設有一定位孔，要求半圓鍵槽中心和正時齒輪中心都必須與曲軸第一連桿頸中心處在同一平面，要滿足此種條件的裝配非常困難。目前，市場上尚無專用的曲軸正時齒輪裝配組件，曲軸正時齒輪裝配組件的研究尚處于空白。

2 背景技術

技術更改后，曲軸正時齒輪與曲軸采用無鍵裝配，且發動機曲軸小頭和正時齒輪之間的裝配采用無定位鍵槽的過盈配合結構，該結構有利于提高曲軸小頭的強度，防止斷裂等現象的出現，但在裝配過程中難以準確定位齒輪與曲軸的周向相對位置，給裝配過程增加了難度。具體來講，現有正時齒輪裝配技術存在以下問題：

（1）裝配穩定性差。曲軸壓進正時齒輪之后，正時齒輪與曲軸小頭之間會產生的位置偏差，改變了正時齒輪與曲軸小頭的相對位置，影響曲軸正時齒輪的穩定性。

（2）裝配精度低。在裝配曲軸和正時齒輪時，難以確定正時齒輪和曲軸小頭之間的相對位置；在將曲軸正時齒輪壓進曲軸之后，難以確定正時齒輪與曲軸小頭之間的位置偏差。

（3）壓裝難度大，由于正時齒輪與曲軸之間的過盈量增大，壓進曲軸正時齒輪的力增大和難度加大，需要提高的壓裝力才能將曲軸正時齒輪壓進曲軸小頭。

3 總體設計

為了克服現有技術中壓裝難度大、裝配穩定性差及精度低的問題，設計了一種曲軸正時齒輪裝配組件（見圖1、圖2），提出了一種新的曲軸正時齒輪裝配方法，以實現減輕壓裝難度，并提高裝配穩定性和精度。

圖1 曲軸正時齒輪裝配組件及方法的結構示意圖的軸向剖視圖

圖2 曲軸正時齒輪裝配組件及方法的安裝示意圖的軸向剖視圖

這種曲軸正時齒輪裝配組件包括：包括導向軸1和導向套6，其中，導向套6可以軸向滑動套裝在導向軸1上。在導向軸1上，可以在遠離導向套6的一端設有定位鍵10，定位鍵10位于導向軸的底部；在靠近定位鍵10的一端設有限位銷5，限位銷5位于導向軸1的側面，用于限制導向軸1和導向套6之間的相對位置。在導向套6上，可以在遠離導向軸1的一端設有定位銷3，定位銷3與導向軸1平行，且靠近導向軸1；在靠近定位銷3的一端的設有肩臺結構11，肩臺結構11設置在導向套6的外圍；在定位銷3遠離定位鍵10的一端設有彈簧4；在肩臺結構11上靠近定位鍵10的一端徑向設置鎖緊螺釘2，緊鎖螺釘2相對導向套6徑向設置、且與導向軸1和導向套6可拆卸地連接。具體地，在鎖緊螺釘2上設有外螺紋，在肩臺結構11的相應位置設有與鎖緊螺釘2相配合的內螺紋，在導向軸1的相應位置設置與鎖緊螺釘2相配合的內螺紋，導向軸1與導向套6之間通過鎖緊螺釘2螺紋配合連接。其中，曲軸正時齒輪裝配組件，可以根據需要裝配的曲軸小頭的結構尺寸，正時齒輪的結構尺寸，以及曲軸與正時齒輪之間的裝配要求進行設置，定位鍵10和定位銷3的相互角度位置可以根據曲軸小頭7與正時齒輪8之間的安裝角度確定。

這種曲軸正時齒輪裝配組件，在導向軸上設置限位銷，在導向套上設有鎖緊螺釘，可以限制和固定導向軸與導向套的相對位置。并且，在導向軸上還設有定位鍵，在導向套上設有定位銷，這樣可以在無鍵結構的情況下，進行大過盈配合的曲軸正時齒輪的裝配。而且，在曲軸與正時齒輪裝配過程中，導向軸上的定位鍵可以固定裝配組件和曲軸小頭的相對位置，導向套上的定位銷可以固定正時齒輪和裝配組件的相對位置，從而可以通過導向軸與導向套固定曲軸與正時齒輪的相對位置；在裝配曲軸正時齒輪時，曲軸正時齒輪裝配組件既可以起初定位作用，又可以在正時齒輪與曲軸的壓裝過程中，克服現有技術中裝配曲軸正時齒輪時正時齒輪相對曲軸小頭的相位角度變動的問題，保持正時齒輪和曲軸的相互角度不變，從而實現減輕壓裝難度，保證曲軸正時齒輪的裝配精度和裝配質量的穩定性[1，2]。

在裝配正時齒輪時，先把加熱后的8-正時齒輪上的定位孔對準3-定位銷卡到1-導向軸上，然后一手拿著6-導向套，一手扶著11-肩臺結構，把10-定位鍵插到7-曲軸小頭的定位孔中，隨后把9-壓裝機構往7-曲軸小頭方向輕輕一推，便可完成正時齒輪的裝配。

4 結語

本文所提到的這種曲軸正時齒輪裝配組件通過使用了導向軸和導向套以及幾個定位銷，完成對正時齒輪的定位。經生產實踐應用驗證，這種技術使得安裝質量得到了進一步的提升，在進一步提升的同時控制成本，結構相對簡單，操作簡便。在內燃機制造領域，想要節約成本，提高效率，保證質量以及裝配的穩定性，就必須要與時俱進，不斷的對現在的工具進行突破和創新，任何技術的突破都需要創新，只有創新，才能讓人看得更高更遠更全面，只有這樣，才能在時代的潮流中穩步前行。