發動機缸蓋氣門彈簧壓裝裝置設計

鄺明飛，何曉燕，孫曉暉，袁曉桐

1. 河北華北柴油機有限責任公司 河北石家莊 050081

2. 河北省發動機工程技術研究中心 河北石家莊 050081

3. 駐石家莊地區第三軍事代表室 河北石家莊 050081

1 序言

現有的發動機很多是采用一缸一蓋、四氣門的模塊化結構，在發動機缸蓋總成裝配前，需將缸蓋、進排氣門、鎖夾、彈簧及彈簧座等零部件進行組裝，組裝后的缸蓋總成才能進行整機裝配。在缸蓋總成組裝時，需先將彈簧壓下，然后裝入鎖夾將氣門鎖緊，由于彈簧彈力，人工無法進行壓裝，導致缸蓋組裝無法完成，針對該問題，設計了一種用于發動機缸蓋氣門彈簧壓裝的裝置，用于氣門彈簧的壓裝；同時還能夠降低勞動強度，保證缸蓋總成的順利組裝。

2 結構設計

缸蓋氣門彈簧壓裝裝置包括操作臺、固定連接在操作臺上的支撐桿、中間部分鉸接在支撐桿頂端的活動梁以及連接在活動梁左側末端的壓裝頭，還包括末端設置有腳踏板的鉸接在操作臺上的腳踏桿、與腳踏桿以及活動梁固定連接的傳動機構以及活動梁復位機構，其結構如圖1所示。

圖1 缸蓋氣門彈簧壓裝裝置結構

缸蓋氣門彈簧壓裝裝置采用雙杠桿連接互動結構，包括操作臺、支撐桿、活動梁、壓裝頭、支撐管、腳踏桿、傳動機構、活動梁復位機構，支撐桿固定連接在操作臺上，支撐桿豎直設置。活動梁中間部分鉸接在支撐桿的頂端，壓裝頭連接在活動梁左側末端，腳踏桿末端設置有腳踏板，腳踏桿鉸接在操作臺上，傳動機構與腳踏桿以及活動梁固定連接。

操作臺包括臺面和支撐腿，支撐腿固定連接在操作臺臺面下方，腳踏桿鉸接在支撐腿上。腳踏桿的橫截面為折線形，腳踏桿與操作臺的鉸接點的位置高于腳踏桿的腳踏板位置。

傳動機構為支撐管，支撐管的一端鉸接在活動梁的右側末端，支撐管的另一端鉸接在腳踏桿的右端末端。彈簧與活動梁的固定連接位置在活動梁與支撐桿鉸接位置的右側。

活動梁復位機構為彈簧，彈簧的一端固定連接在活動梁上，另一端固定連接在操作臺上。

活動梁上固定連接有水平延伸的把手。

3 工作原理

用腳向下踩腳踏桿，腳踏桿的右側向上抬起，與腳踏桿鉸接的支撐管向上升起，支撐管升起后，與支撐管鉸接連接的活動梁的左端向下運動。活動梁帶動安裝在其左側的壓裝頭一起向下運動，壓裝頭壓裝彈簧向下壓縮，放入鎖夾進行安裝。鎖夾放入后，緩緩松開腳踏桿，活動梁在彈簧的拉力下自動向上抬起，活動梁升起帶動壓裝頭抬升，被壓縮的彈簧隨著壓裝頭的抬升逐步回彈，直至達到安裝要求。

雙杠桿連接互動結構設計，可用腳控制氣門彈簧的壓裝速度，通過腳踩就可以控制氣門彈簧的壓裝速度。

4 核心結構的技術特點

1）該裝置融合有壓力機與杠桿工作原理，利用腳踏桿、支撐管、活動梁、壓裝頭及彈簧等結構使腳踏力傳遞到壓裝頭壓裝彈簧，形成了良好的傳動關系，用腳松開腳踏桿，在彈簧的拉力下，壓裝頭自動上升。

2）利用腳控制壓裝速度和力量，活動梁復位機構使氣門彈簧壓裝完畢后利用彈簧使壓裝頭自動上升回調，比起機械壓力機壓裝，不僅降低了勞動強度，而且提高了效率。

3）腳踏桿鉸接在支撐腿上，形成杠桿結構，便于將腿部力量進一步放大，節省了操作用力，降低了勞動強度，將腳踏桿設置在臺面之下，便于利用腳踩控制壓裝頭。腳踏桿的橫截面為折線形，便于調節腳踏板的實際位置，并利用腳踏桿的形狀繞開操作臺內部結構，防止其他結構對腳踏桿擺動的阻擾。

4）支撐管的結構便于將腳踏桿右端擺動的力量直接傳遞到活動梁上，彈簧的設置有利于將活動梁復位，也便于更換不同的彈簧，有利于調節針對活動梁施加不同的應力。

5）活動梁上固定連接有水平延伸的把手，便于手腳并用控制活動梁的活動和位置，進一步提高了操作可控性。

5 實際應用

缸蓋氣門彈簧壓裝裝置已經應用到公司缸蓋組裝線上，不僅降低了操作人員的勞動強度，而且大幅度提高了缸蓋組裝效率，得到了操作人員的認可。應用現場如圖2所示。

圖2 缸蓋氣門彈簧壓裝裝置應用現場

6 結束語

該裝置徹底解決了缸蓋氣門彈簧無法手工壓裝的問題，設計時利用壓力機與杠桿工作原理，在降低勞動強度的同時提高了組裝效率；利用腳控制壓裝速度和力量，便于操作人員控制壓裝節奏，避免鎖夾彈出引發事故；該裝置結構簡單，制造方便，適用多種工作場所；通過更換壓裝頭，可適用于不同機型的缸蓋氣門彈簧的壓裝，為其他發動機廠家缸蓋氣門彈簧壓裝提供了借鑒。