谷傳磊，王樂，董樂，陳渤桐，左云盛

摘要：本技術方案基于V形發(fā)動機三層鏈條結構，將曲軸固定在一缸上止點，把凸輪軸固定初始位置；采用“分層裝配、旋轉調整、有效固定及順序擰緊”技術，用自主設計的框架式工裝固定VVT鏈輪，創(chuàng)新輪廓線測量法檢驗正時，從而降低鏈條裝配過程受力，避免鏈條拉伸變形，解決由于鏈輪轉動造成正時偏差，實現(xiàn)發(fā)動機配氣相位實際角度符合設計理論值。為V形發(fā)動機探索出一種有效三層鏈條系統(tǒng)裝調技術方案。

關鍵詞：發(fā)動機；配氣相位；鏈條系統(tǒng)；正時裝調

目前，由于國內V形高端發(fā)動機開發(fā)較少，現(xiàn)有鏈條系統(tǒng)多數(shù)是單層鏈條系統(tǒng)，一般采用鏈條標記、順序安裝方法，使用工藝模擬漲緊器先對鏈條漲緊限位，在固定凸輪軸后再擰緊鏈輪螺栓。該方法在裝配過程易產生旋轉慣量造成正時偏差較大，而且標記法裝配精度較低，無法滿足V形發(fā)動機三層鏈條系統(tǒng)技術要求。

框架式凸輪軸鏈輪固定工裝結構如圖1所示。

V形發(fā)動機曲軸通過鏈輪將作用力傳遞給曲軸鏈條，再由中間惰輪傳遞到凸輪軸驅動鏈條，從而帶動左、右兩側進、排氣凸輪軸轉動，實現(xiàn)進、排氣門開閉。由于曲軸沿著順時針方向旋轉，所以鏈條左側早于右側傳遞力矩，出現(xiàn)左側緊，右邊松現(xiàn)象?；谶\轉方向、動力路徑、先后時刻以及鏈條結構而確定三層鏈條之間裝配關系，按照由左側鏈條組、曲軸鏈條組、右側鏈條組順序裝配，從而消除運動遲滯產生氣門開閉滯后現(xiàn)象。

有序分層裝配，消除遲滯實現(xiàn)運轉同步

全新V形發(fā)動機正時鏈條系統(tǒng)結構如圖2所示。鏈條有序分層裝配。先用工裝將曲軸和進、排氣凸輪軸固定初始位置，再安裝左側鏈條組，將左側進、排氣鏈輪分別安裝到對應凸輪軸，螺栓與鏈輪貼合暫不擰緊，將左側凸輪軸鏈條掛在鏈輪上，與齒輪緊密貼合。再安裝曲軸鏈條組，將曲軸鏈輪和機油泵鏈輪分別套裝到對應曲軸和機油泵軸，使限位面完全貼合，惰輪軸涂潤滑油后穿入惰輪，再將螺栓套入惰輪止推片和惰輪軸，惰輪外側套入左側凸輪軸鏈條，安裝到缸體前端軸孔內。

同理，將右側惰輪軸安裝到缸體前端。再將曲軸鏈條掛在曲軸鏈輪和左、右惰輪上，將曲軸惰輪套上鏈條安裝在缸體上。

最后安裝右側鏈條組，將右側進、排氣鏈輪分別安裝在右側進、排氣凸輪軸上，螺栓與鏈輪貼合暫不擰緊，將右側凸輪軸鏈條掛在鏈輪上，保證鏈條與齒輪緊密貼合。

在調整階段，將鏈條對應導軌、漲緊器安裝到位。按照鏈輪螺栓不擰緊，漲緊器不能漲緊原則。按照曲軸鏈條、左側凸輪軸鏈條、右側凸輪軸鏈條順序，依次漲緊導軌。用150N·m力矩擰緊曲軸皮帶輪，拆卸正時工裝，逆時針方向旋轉曲軸45°，曲軸帶動三層鏈條一起轉動，再反向旋轉曲軸45°，安裝正時工裝，沿順時針方向實現(xiàn)三層鏈條緊邊受力張緊和松邊在漲緊器作用下處于張緊狀態(tài)，消除鏈條竄動造成正時誤差。

有效固定鏈輪、順序擰緊，避免鏈條變形，消除竄動產生裝配誤差現(xiàn)代發(fā)動機安裝鏈輪時，只將凸輪軸固定，由于沒有固定凸輪軸鏈輪，在旋轉螺栓與凸輪軸鏈輪貼合后繼續(xù)擰緊鏈輪螺栓產生摩擦力，帶動鏈輪旋轉，從而帶動凸輪軸鏈條運動，導致漲緊器回彈失去作用，出現(xiàn)凸輪軸鏈條緊邊變松，松邊變緊問題，嚴重出現(xiàn)跳齒，以及鏈條拉伸變形，最終造成凸輪軸旋轉滯后曲軸。

在上一代V形發(fā)動機開發(fā)過程中，為了防止凸輪軸旋轉滯后曲軸，在漲緊器設置限位塊防止鏈條回彈，通過鏈條受力來抵消擰緊摩擦力（見圖3）。這種方法雖然解決鏈輪滯后旋轉問題，但未解決鏈條受力變形問題。

為解決鏈條受力變形，必須保證在擰緊螺栓時將凸輪軸鏈輪和凸輪軸直接固定，防止出現(xiàn)相對運動。在新一代V形發(fā)動機開發(fā)階段，提出采用框架式工裝固定凸輪軸鏈輪技術方案，直接設計鏈輪固定槽，工裝主要包括框架、插銷、插銷設置插頭與凸輪軸鏈輪連接，用螺栓將插銷固定在框架上（見圖4）。

具體方法：先將左列框架支撐面與缸體貼合，用螺栓固定，采用插銷工具（見圖5）將插銷分別插入左列進、排氣VVT鏈輪銷孔，施加10N·m力矩沿逆時針先后旋轉左列進氣VVT鏈輪、左列排氣VVT鏈輪使鏈條繃緊，在固定插銷后擰緊框架螺栓。同理，用工裝固定右列進、排氣VVT鏈輪，最后沿順時針先后固定擰緊鏈輪螺栓，完成三層鏈條裝配。

三層鏈條系統(tǒng)裝調與框架式工裝使用如圖6所示。

輪廓線測量法檢驗正時角度，實現(xiàn)同步運轉只有實現(xiàn)氣門開啟與關閉時刻所對應曲軸轉角符合設計值，才能使氣缸換氣更加充分，有利于提高燃燒熱效率?；谕馆嗇喞€軌跡而采用輪廓線測量法驗證配氣正時（見圖7），在凸輪兩側取對稱點，測量實際對應曲軸轉角而計算出中點所對應曲軸轉角，計算出氣門在開啟最大時刻所對應曲軸轉角。凸輪上升階段選取一個測量點，安裝百分表，旋轉曲軸，取曲軸轉角A，對應的凸輪升程H，繼續(xù)轉動曲軸，在凸輪下降段升程H對應曲軸轉角B，凸輪軸實測相位F計算公式

F=（A+B）/2 （1）

結合轉角儀在180°內循環(huán)實際分別測量左右進排氣凸輪軸，實測相位F計算公式

F左進= [（180－A）+B]/2 （2）

F左排= [（720－A）+（720－B）]/2 （3）

F右進= [A +（180－B）]/2 （4）

F右排= [（540－A）+（540－B）]/2 （5）

為了減少測量誤差，實際每組凸輪軸檢測一般選取3個點測量，所以該側凸輪軸相位測量均值

F平均值=（F1+F 2+F 3）/3 （6）

最終，凸輪軸相位偏差值

F偏差值=F平均值－F理論值 （7）

結語

通過對V形發(fā)動機正時鏈條裝調技術研究，有效控制凸輪軸相位偏差值F≤0.3°。實試驗數(shù)據表明，配氣正時精度提高近10倍，解決鏈條受力變形和凸輪軸滯后旋轉技術難題，目前已推廣應用到3款發(fā)動機新產品。

本技術方案有效降低鏈條力，避免鏈條因受力產生拉伸變形，防止鏈輪因轉動慣量出現(xiàn)凸輪軸與鏈輪相對運動而產生正時偏差，提高發(fā)動機配氣初始相位精度，極大提高裝配質量和效率，降低生產成本，促進汽車發(fā)動機開發(fā)驗證技術水平提高。