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1、发动机装配辅助工具的设计与研制发动机装配辅助工具的设计与研制 摘 要：v12 发动机的装配是一个复杂而精密的过程，除了需要 制定合理、精确的装配工艺，操作者具有较高的装配技巧等必备 因素之外，一些在装配过程中所需的辅助工具的制作也是很重要 的。本文简要介绍了几种典型的装配辅助工具的设计与制作，通 过应用这些辅助工具，提高了装配效率和装配质量。 关键词：发动机装配；辅助工具；设计与制作 引言 v 型 12 缸发动机设计结构复杂、零件种类多，其中涉及 400 多 种零件及总成的 200 多步的装配工序，因此对发动机的装配工艺 性及装配质量都提出了极高的要求。在装配过程中，我们制定了 一套合理、精确
2、的装配工艺流程，配备了齐全的装配工具及检测 设备。除此之外，有一些结构比较特殊的零件，常规装配工具无 法达到装配要求，因此根据这些零件的结构特点和装配要求，设 计和制作了十几种辅助装配工具，大大提高了发动机装配效率和 装配质量。 1 碗型塞片安装工具 在缸体落装到台架上后，第一道工序就是安装碗型塞片。碗型 塞片用于封堵缸体的油道及水道孔。v12 发动机共涉及四种不同直 径大小的碗型塞片的安装，要求与缸体油道孔及水道孔过盈配合， 表面涂厌氧胶后砸入孔中。安装后碗型塞片在孔中的位置要正， 不能倾斜，否则在装配过程中可能划伤孔内表面或不能有效地封 堵住孔，都将导致漏水、漏油等问题。本文设计了四种碗型
3、塞片 安装堵棒，结构如图 1 所示，根据塞片的直径 d 设计堵棒各凸台 外圆直径，前端凸台在安装过程中用于导向，保证在安装过程中 塞片不产生倾斜；l 等于塞片压入各孔的深度；t 端面是与各孔端 面的接合面，用于限位。该工具不仅保证了塞片较直的砸入孔中， 同时确保了压入深度。 2 气门油封压装工具 在发动机缸盖分装过程中要向气门导管上压装近、排气门油封， 不仅要求压入位置要正，而且不能损坏油封。由于缸盖挺住孔空 间狭小，无法用手去安装油封，故制作了一种油封压装的辅助工 具，其结构如图 2 所示：该工具由采用螺纹结构的轴和套筒两部 分组成，压装工具的最前端为导向轴，其直径大小由气门导管和 油封内径
4、尺寸确定，安装时将导向轴前端蘸油，将气门油封小心 地套入导向轴上，插入气门导管孔中，靠套筒的圆环面 t 压油封 端面带有骨架结构的部分，将油封压装到气门导管上。 3 气门锁块压装工具 在安装气门机构时，先将气门弹簧座片放入导管孔中，压装气 门油封，然后将近、排气门插入导管孔中，将气门弹簧落入气门 杆上，同时将气门锁块放入气门弹簧座内，一起放到气门弹簧上。 此时需要有专用工具压装气门弹簧和锁块，通过锁块来张紧气门。 该工具结构如图 3 所示：在压装的最初阶段，定位杆最前端直径 为 d1 的头部由于受到弹簧压缩所产生的力紧紧地顶住气门锁块， 使锁块不能跳出；当继续压装时，定位杆头部顶到气门杆时，定
5、 位杆开始回缩，此时由锁块与定位杆头部形成的 d2-d1 部分的圆 环面紧压锁块的外圈边缘，使锁块不能倾斜或跳出；由 d3-d2 所 形成的圆环面压着气门弹簧座的外圈边缘，此时用力压缩气门弹 簧，锁块将跟随其一起运动，直至锁块张紧气门。采用顶丝结构 顶紧弹簧和锁套，方便工具的安装和拆卸。该工具能够高效的压 装气门锁块机构。 4 旁通水管装配工具 在安装旁通水管时，由于其压入缸体上的孔的深度长，过盈量 较大，且弯折处容易与装配工具干涉，导致砸入过程中水管倾斜， 易划伤孔内表面或不能有效密封。尤其是水管壁薄，如果装配不 当，有可能将水管砸漏。作者设计了多种装配工具的结构，通过 装配对比最终选择了如
6、图 4 所示的结构，将一块板料按照出水管 的外径形状配车内孔及圆弧部分，然后用线切割从中间割开，分 成上盖和下盖两部分。安装时将水管放入装配工具孔中，用螺栓 固定，通过敲击装配工具端面，将水管砸入缸体孔中。由于水管 与装配工具的接触面较大，很好地保护了水管的配合面，装配省 时省力。 5 活塞连杆总成推入缸孔装配工具 在将活塞连杆总成装入缸孔过程中，由于活塞环处于张开的状 态，无法推入到缸体，因此需要有过渡工具，将活塞环收紧。因 此本文设计了一种过渡套筒，结构如图 6 所示，该套筒内孔带有 锥度，通过缸孔直径，合理确定套筒小头端出口直径，并精磨内 孔，使活塞能轻松放入到大头端，在小头端出口处将活
7、塞环收 紧，将套筒对准缸孔，用活塞敲杆敲击活塞一端，将活塞连杆 总成轻松地推入到缸孔中。 6 连接管总成装配工具 连接管总成的装配工艺也是采用与缸体上的孔过盈配合砸入。 由于连接管总成的特殊结构，如图 7 所示，零件左右不对称且周 边没有装配空间。最初采用套筒套入一端，将其砸入缸体，但是 由于左右受力不均，容易将连接管位置砸偏。因此设计了如图 8 所示的装配工具，它由随形套筒和轴两部分组成，将随形套筒下 端面加工成与连接管上端面形状相同截面，装配时，将其落到连 接管的上端面，用力敲击上端的轴，由于随形套筒与连接管四周 紧密贴合，受力均匀，能够保证将连接管又快又直地砸入到缸体 孔中。 7 其他装
8、配工具 除了以上所介绍的装配工具外，还设计了曲轴后油封装配工具、 活塞弹性挡圈装配工具、凸轮轴正时和曲轴正时专用工具、相位 传感器装配套筒、活塞推杆、连杆导向棒、测量用推板等共十几 种装配工具。虽然这些工具结构比较简单，但在装配过程中确实 发挥了很大的作用，并将在今后得到进一步完善。 8 总结 本文主要根据 v12 型发动机装配工程中，装配工艺流程比较精 准，有些常规辅助工具无法达到要求，为了提高装配效率和装配 质量，设计了几种装配工具用在不同的工艺流程中，这些工具在 装配过程中发挥了极大的作用。 参考文献： 1 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册（上）m. 北京：中国农业机械出版，1985. 2 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册m，银州：宁夏 人民出版社，1991. 3 陈英年.汽车机械基础m.北京：机械工业出版社, 2009（4）. 4 吴建华.汽车发动机原理m.北京：机械工业出版社, 2011（1）. 5 钟平.液压与气压传动m.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 2008（2）. 6 汪凯.机械工业基础标准应用手册m.北京：机械工业出版 社，2004.
