斯鋮宇 林楊和 馬建強(qiáng)

摘要：基于汽車維修行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片人工裝配現(xiàn)狀，從氣門鎖片結(jié)構(gòu)、作用、弓式氣門彈簧壓縮器的缺點(diǎn)等方面進(jìn)行分析，提出了發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具的設(shè)計(jì)方案，繪制了三維圖，將弓式氣門彈簧壓縮器與發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具的應(yīng)用流程進(jìn)行了對(duì)比分析，為汽修行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片人工裝配提供了一種解決方案。

關(guān)鍵詞：氣門;鎖片;裝配

0 ?引言

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最為關(guān)鍵的部分，是決定汽車性能的最重要因素，它將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣影響著汽車的性能、可靠程度和壽命[1，2]。氣門鎖片是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的組成部分，它與氣門、氣門彈簧座、氣門彈簧、氣門導(dǎo)管等零件構(gòu)成氣門組，確保氣門能夠可靠的按照設(shè)計(jì)軌跡運(yùn)動(dòng)，其裝配影響配氣機(jī)構(gòu)的性能，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)批量生產(chǎn)制造中，氣門鎖片、氣門彈簧上座已采用自動(dòng)裝配;但在汽車維修行業(yè)，需借助裝配工具——弓式氣門彈簧壓縮器，由人工裝配氣門鎖片。拆裝時(shí)需要拆下進(jìn)氣歧管、排氣歧管、氣缸蓋等，且氣門組結(jié)構(gòu)緊湊，裝配氣門鎖片時(shí)，容易發(fā)生鎖片脫落、翻轉(zhuǎn)、安裝不到位等失誤，整個(gè)拆裝過程耗時(shí)費(fèi)力。

1 ?氣門鎖片結(jié)構(gòu)及作用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)氣門鎖片裝配結(jié)構(gòu)見圖1，圖1中顯示了1氣門鎖片、2氣門彈簧上座、3氣門彈簧、4氣門桿的裝配狀態(tài)。兩片氣門鎖片對(duì)稱分布，抱住氣門桿的鎖片槽部位，氣門鎖片的內(nèi)表面設(shè)有凸起的環(huán)帶，環(huán)帶與氣門桿的鎖片槽相配合并留有間隙，兩片氣門鎖片對(duì)合抱緊后，與氣門彈簧座內(nèi)孔的錐面配合，通過氣門彈簧將彈簧上座與氣門鎖片夾緊。氣門鎖片的作用是使氣門、氣門彈簧上座、氣門彈簧實(shí)現(xiàn)單向連接并鎖止。氣門鎖片故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響很大，鎖片卡死會(huì)導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)，引起壓縮比不足，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸;嚴(yán)重的鎖片脫落，會(huì)造成活塞與氣門撞擊，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。

2 ?弓式氣門彈簧壓縮器簡(jiǎn)介

當(dāng)前我國市場(chǎng)上存在著多種專用氣門拆裝工具，大體上可以分為杠桿式與弓式，較為常見的為弓式[3]。弓式氣門彈簧壓縮器結(jié)構(gòu)如圖2所示，由1螺桿、2套筒、3弓子梁組成，使用該工具必須拆卸進(jìn)氣歧管、排氣歧管，將4汽缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體分離，維修效率較低，且套筒底部采用環(huán)狀封閉結(jié)構(gòu)，不便于氣門鎖片安裝。拆卸桑塔納、捷達(dá)等單缸兩氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)還能操作，對(duì)于帕薩特、邁騰等單缸五氣門、四氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)非常不便，裝配氣門費(fèi)時(shí)費(fèi)力，質(zhì)量不能得到有效保證。

3 ?發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具設(shè)計(jì)

發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具如圖3所示，主要由1套筒、2底座、3球鉸支架組件、4縱架、5立桿、6螺桿組件、7墊塊、8螺栓、9橫架、10引氣接頭等組成，除2底座、9橫架采用鋁合金材料外，其余零組件采用鋼質(zhì)材料。該裝置可安裝在任意平臺(tái)上使用，對(duì)于不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過各零件組裝調(diào)節(jié)，改變間距、角度;對(duì)于不同大小氣門可以選用相應(yīng)規(guī)格套筒。然后轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿組件，便可壓縮氣門彈簧，拆裝氣門鎖片、氣門彈簧、氣門油封等。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具主要零組件設(shè)計(jì)分析如下：①為滿足在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、缸體不分離的情況下進(jìn)行拆裝氣門彈簧、氣門鎖片、氣門油封等零件，且保證氣門不掉入氣缸，設(shè)計(jì)了引氣接頭10，拆卸時(shí)引入壓縮空氣，使氣門牢牢壓在氣缸蓋上;②底座2通過螺栓固定在氣缸缸蓋上，該底座有腰型孔和圓孔，腰型孔可實(shí)現(xiàn)底座與缸蓋之間的柔性調(diào)整，圓形孔用于裝配立桿5;③為實(shí)現(xiàn)工具一次安裝，滿足多個(gè)氣門裝配，設(shè)計(jì)了立桿5、縱架4、橫架9。縱架、橫架上面設(shè)計(jì)有腰型孔，立桿、縱架、橫架三者組合實(shí)現(xiàn)垂向、縱向、橫向的柔性調(diào)整，滿足多種發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配需求;④考慮各類發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與缸蓋平面的不同角度，設(shè)計(jì)了球鉸支架組件3，該組件安裝有球型鉸鏈，可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)角度調(diào)整，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種角度氣門的裝配需求;⑤螺桿組件6采用三段式組合而成，內(nèi)部采用螺紋連接，上端頂住球鉸支架組件，下端抵住套筒1，螺紋擰入即可壓縮氣門彈簧;⑥套筒1采用高強(qiáng)度鋼，底部設(shè)計(jì)為半圓環(huán)支撐，增加鏤空面積，增大了氣門裝配操作空間。

4 ?兩種工具應(yīng)用流程對(duì)比

以更換發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片為例，兩種工具應(yīng)用流程分別見圖4、圖5。扣除兩種工具應(yīng)用流程的相同工序，使用弓式氣門彈簧壓縮器拆卸更換一臺(tái)16氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的鎖片，合計(jì)用時(shí)約164min;使用發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具，拆卸更換一臺(tái)16氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的鎖片，合計(jì)用時(shí)約98min。

5 ?總結(jié)

①發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具，使工作效率提升約40%，為汽修行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片裝配提供了一種高效經(jīng)濟(jì)的解決方案。②發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具適用與多種機(jī)型，可調(diào)式結(jié)構(gòu)組裝靈活，定位準(zhǔn)確，操作方便，解決了人工裝配氣門鎖片時(shí)脫落、安裝不到位等問題，保證氣門鎖片的安裝質(zhì)量。③通過使用發(fā)動(dòng)機(jī)氣門鎖片柔性裝配工具可優(yōu)化拆裝工作流程，遵循了“能不拆則不拆，能少拆則少拆”的原則，省略了汽缸蓋、排氣歧管、進(jìn)氣歧管等零部件拆裝，有利于保持氣缸蓋、排氣歧管、氣缸體的原廠裝配質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭軍.發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚揫M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[2]曹建國，廖林清.汽車概論[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2009.

[3]安雁秋，武長河.氣門拆裝工具的改進(jìn)與設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，03：26.

基金項(xiàng)目：2018年浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2018R478005）。

作者簡(jiǎn)介：斯鋮宇（1998-），男，浙江紹興人，臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)學(xué)生;馬建強(qiáng)（1981-），男，山東青州人，臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院，碩士，高級(jí)工程師，主要從事汽車檢測(cè)與維修教學(xué)及液壓工程技術(shù)研究。