一种活塞冷却喷嘴总成装配工装及装配方法与流程

本发明涉及汽车发动机装配技术领域，具体是一种活塞冷却喷嘴总成装配工装及装配方法。

背景技术：

随着发动机缸内直喷及增压技术的应用，对发动机零部件特别是活塞承受热负荷的能力要求不断提高，为了防止发动机缸体特别是活塞、活塞环过热，提高零部件的使用寿命，在发动机上布置活塞冷却喷嘴对活塞(特别是头部)进行强制冷却，活塞冷却喷嘴一般布置在缸体内侧主油道上，一般采用手动装配活塞冷却喷嘴金属管件，然后装配阀芯螺栓。由于一些发动机空间狭小，在进行活塞冷却喷嘴总成装配时不易操作，只能通过调整生产工序首先装配活塞冷却喷嘴总成，然后进行曲轴及活塞连杆的装配，手动装配对装配空间要求较高。

为了解决活塞冷却喷嘴总成装配空间有限的问题，一般利用活塞冷却喷嘴金属管件与阀芯螺栓集成工装将总成装配定位，利用工装预紧阀芯螺栓，然后拧紧。如CN 204321976U公开的活塞冷却喷嘴装配工装，其包括套体和杆件；所述杆件插入套体内孔转动及轴向滑动配合，套体下端内孔壁与冷却喷嘴外形结构相吻合用于放入冷却喷嘴并至少沿周向对冷却喷嘴进行定位，所述杆件下端为与冷却喷嘴上的内六角螺栓相匹配的外六角头结构，本实用新型的活塞冷却喷嘴装配工装，可将活塞冷却喷嘴进行预装和预拧紧。

如上述的现有工装解决了手工装配操作空间的局限，提高了装配效率，但现有工装技术方案操作时只能完成阀芯螺栓的预紧，然后再次使用拧紧工具打扭力，不能解决一次装配到位的问题，装配效率低，影响生产节拍，增加生产成本。另外，现有工装技术方案尺寸较大，对于结构更为紧凑的发动机如某型三缸增压直喷发动机，活塞冷却喷嘴喷油管与入缸的活塞连杆大头干涉，只能先完成活塞连杆入缸，然后装配活塞冷却喷嘴总成，由于空间特别狭小，现有工装技术方案无法实现活塞冷却喷嘴总成的一次性装配到位。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种活塞冷却喷嘴总成装配工装及装配方法，其能够解决现有工装不能一次性装配到位、工装尺寸较大的问题。

本发明的技术方案如下：

一种活塞冷却喷嘴总成装配工装，其包括接杆，所述接杆的上端部为扭力接头，接杆的下端部为与活塞冷却喷嘴总成的阀芯螺栓的六方孔匹配的六方柱，所述六方柱套设有一下端面为敞口结构的中空套筒，该中空套筒内设有挡板，中空套筒的上端面板以及所述挡板开设有与接杆间隙配合的中心孔，六方柱的上端部设有限制六方柱脱出中空套筒的接杆压块，所述接杆压块与挡板之间限位有位于中空套筒内的缓冲复位弹簧；中空套筒的挡板以及挡板以下的侧壁围成活塞冷却喷嘴总成的容纳空间，该容纳空间的侧壁上开设有限制活塞冷却喷嘴总成的喷油管上下移动的限位卡口，该限位卡口的开口位于中空套筒的下端面上。

进一步的，所述缓冲复位弹簧呈压缩状态套设在所述六方柱上，缓冲复位弹簧的下端与所述挡板固定，缓冲复位弹簧的上端对所述接杆压块施加压力使得接杆压块与所述中空套筒的上端面板面接触，接杆压块与上端面板间的摩擦力能够带动中空套筒随所述接杆转动。

进一步的，所述中空套筒为具有一级台阶套筒和二级台阶套筒的二级台阶结构，所述一级台阶套筒位于二级台阶套筒之下且外径较二级台阶套筒大，一级台阶套筒的上端面板构成所述挡板，二级台阶套筒的上端面板构成中空套筒的上端面板。

进一步的，所述六方柱的下端部位于所述一级台阶套筒内。

进一步的，所述六方柱经磁化处理，六方柱对活塞冷却喷嘴总成的阀芯螺栓具有吸附作用的磁力。

本装配工装采用中空套筒作用于活塞冷却喷嘴总成，通过接杆即可对活塞冷却喷嘴总成施加拧紧扭力，而活塞冷却喷嘴总成的喷油管是通过中空套筒的限位卡口固定的，因而相比现有技术的装配工装，无需包裹接杆的套体，也无需采用额外的球头柱塞来顶紧活塞冷却喷嘴总成，相应的也没有安装球头柱塞所需的安装部，在外形结构上，本方案的装配工装结构更为精简，占用装配空间更少。

使用本方案的装配工装时，活塞冷却喷嘴总成置入中空套筒后，轻轻转动，即可将喷油管限位卡住；在装配完之后，往反方向轻轻转动，即可使本装配工装与活塞冷却喷嘴总成脱离。相比现有技术的装配工装，其采用球头柱塞这类结构来顶紧活塞冷却喷嘴总成，压力过小，活塞冷却喷嘴总成会移动，压力过大，则拔出装配工装又会费力不方便。且本方案的装配工装能够一次性拧紧到位，在装配工艺中，效率更高。

本方案的缓冲复位弹簧不但对接杆具有缓冲、复位作用，同时在退出装配工装时，由于其对接杆压块施加弹力使得接杆压块与中空套筒的上端面板贴合接触，接杆转动，在接杆压块与中空套筒的上端面板之间会产生摩擦力，进而利用该摩擦力带动中空套筒转动而方便与活塞冷却喷嘴总成脱离。缓冲复位弹簧还对六方柱具有防偏导向作用，避免六方柱向下移动的过程中与阀芯螺栓的六方孔错位。

本发明采用二级台阶结构的中空套筒，尽可能地将工装外形尺寸做到最小，使其占用的装配空间尽可能地少，使其能够用于空间尺寸较为局限的活塞冷却喷嘴总成的装配，操作方便，装配工艺性好。

所述六方柱经磁化处理后，其对阀芯螺栓具有磁力，使六方柱与阀芯螺栓的六方孔配合的过程中，能够提供牵引力，引导六方柱准确地插入到六方孔中。

本发明还公开了一种采用上述装配工装的活塞冷却喷嘴总成装配方法，其包括如下步骤：

步骤一、将装配工装的扭力接头与扭力电枪装配。

步骤二、将活塞冷却喷嘴总成从中空套筒的敞口端置入一级台阶套筒中，使活塞冷却喷嘴总成的金属环位于一级台阶套筒中，将活塞冷却喷嘴总成的喷油管旋入限位卡口内，将活塞冷却喷嘴总成的阀芯螺栓向中空套筒顶入使其六方孔与六方柱吸附装配到位。

步骤三、装配活塞冷却喷嘴总成的定位销与缸体上的定位销孔。

步骤四、将阀芯螺栓与缸体的螺纹孔对齐，通过扭力电枪下压扭力接头打拧紧力矩，拧紧阀芯螺栓。

步骤五、待接杆在缓冲复位弹簧的弹力作用下复位后，朝喷油管卡入限位卡口的反方向转动接杆，中空套筒的上端面板与接杆压块之间产生摩擦力，该摩擦力带动中空套筒转动使喷油管脱离限位卡口，向上取出装配工装。

采用本方法，利用限位卡口固定活塞冷却喷嘴的金属环部分，阀芯螺栓与磁化的六方柱配合，扭力接头与扭力电枪连接，下压扭力电枪使接杆压块与中空套筒的上端面板脱离，然后拧紧阀芯螺栓，完成后松开，接杆在缓冲复位弹簧的作用下复位，转动接杆，退出工装，即完成装配。本发明提供方法，能够在结构紧凑、空间特别狭小的发动机上进行活塞冷却喷嘴总成的装配，完成活塞冷却喷嘴总成的装配定位、阀芯螺栓的预紧、拧紧，实现活塞冷却喷嘴总成的一次装配到位，避免反复更换装配工具，提高装配效率，节约生产成本，整个装配过程连贯一气呵成，符合装配工人的装配习惯。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中空套筒的结构示意图；

图3为本发明缓冲复位弹簧的结构示意图；

图4为本发明接杆的结构示意图；

图5为本发明活塞冷却喷嘴总成的结构示意图；

图6为本发明装配状态的结构示意图。

附图标记说明：1-中空套筒；2-缓冲复位弹簧；3-接杆；4-活塞冷却喷嘴总成；11-限位卡口；12-一级台阶套筒；13-挡板；14-二级台阶套筒；15-上端面板；31-六方柱；32-接杆压块；33-扭力接头；41-喷油管；42-阀芯螺栓；43-定位销；44-金属垫；45-金属环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种活塞冷却喷嘴总成装配工装，如图1至图5所示，其包括接杆3，所述接杆3的上端部为扭力接头33，接杆3的下端部为与活塞冷却喷嘴总成4的阀芯螺栓42的六方孔匹配的六方柱31，所述六方柱31套设有一下端面为敞口结构的中空套筒1，该中空套筒1内设有挡板13，中空套筒1的上端面板15以及所述挡板13开设有与接杆3间隙配合的中心孔，六方柱31的上端部设有限制六方柱31脱出中空套筒1的接杆压块32，所述接杆压块32与挡板13之间限位有位于中空套筒1内的缓冲复位弹簧2；中空套筒1的挡板13以及挡板13以下的侧壁围成活塞冷却喷嘴总成4的容纳空间，该容纳空间的侧壁上开设有限制活塞冷却喷嘴总成4的喷油管41上下移动的限位卡口11，该限位卡口11的开口位于中空套筒1的下端面上。

所述中空套筒1的容纳空间与活塞冷却喷嘴总成4的金属环45相配合，限位卡口11与喷油管41配合限制金属环45及金属垫44周向旋转，所述接杆3上的六方柱31与阀芯螺栓42的六方孔配合。定位销43与缸体上的定位销孔装配，确认阀芯螺栓42与缸体的螺纹孔对齐后，转动扭力接头33以对扭力接头33施加扭力，六方柱31按压带动阀芯螺栓42转动使阀芯螺栓42在缸体的螺纹孔中被拧紧。装配完成后接杆3在缓冲复位弹簧2作用复位，旋转接杆3，中空套筒1在接杆压块32的摩擦力带动下旋转使限位卡口11与喷油管41脱开，手动向上取出本装配工装。

作为优选实施例，所述缓冲复位弹簧2呈压缩状态套设在所述六方柱31上。使用过程中，优选的将缓冲复位弹簧2设置成被压缩的状态，不管处于压缩或回弹状态，装配时可自动复位。缓冲复位弹簧2的下端与所述挡板13固定，缓冲复位弹簧2的上端对所述接杆压块32施加压力使得接杆压块32与所述中空套筒1的上端面板15面接触，接杆压块32与上端面板15间的摩擦力能够带动中空套筒1随所述接杆3转动。

优选的，如图2所示，所述中空套筒1为具有一级台阶套筒12和二级台阶套筒14的二级台阶结构，所述一级台阶套筒12位于二级台阶套筒14之下且外径较二级台阶套筒14大，一级台阶套筒12的上端面板构成所述挡板13，二级台阶套筒14的上端面板构成中空套筒1的上端面板15。

缓冲复位弹簧2在二级台阶套筒14内始终处于压缩状态。所述接杆压块32的外径小于二二级台阶套筒14的内径而大于二级台阶套筒14上端面板的中心孔。接杆压块32限位于二级台阶套筒14内且与二级台阶套筒14间隙配合，其随接杆3的上下移动而移动。本实施例中，一级台阶套筒12与活塞冷却喷嘴总成4的金属环45相配合，限位卡口11与喷油管41配合限制金属垫44周向旋转。在尺寸上，二级台阶套筒14能够容纳接杆3和缓冲复位弹簧2即可，一级台阶套筒12能够容纳金属环45即可，无需在整个接杆3外套设套体，能够将工装的尺寸最小化。所述六方柱31的下端部位于所述一级台阶套筒12内，避免六方柱31偏移。

所述六方柱31经磁化处理，六方柱31对活塞冷却喷嘴总成4的阀芯螺栓42具有吸附作用的磁力。在六方柱31插入阀芯螺栓42的六方孔中具有导向牵引作用。当然本案的阀芯螺栓42的头部开设的是六方孔，当开设的是其它形式的孔时，六方柱31对应变化匹配即可。

使用时，参照图6，将扭力接头33与扭力电枪装配后，将活塞冷却喷嘴总成4放入中空套筒1的一级台阶套筒12内，金属环45置于一级台阶套筒12中，并将喷油管41旋入限位卡口11内，将阀芯螺栓42顶入一级台阶套筒12使之与六方柱31装配到位，定位销43与缸体上的定位销孔装配后，确认阀芯螺栓42与缸体的螺纹孔对齐，手持扭力电枪或其他扭力装置下压接杆3打拧紧力矩，装配完成后接杆3在缓冲复位弹簧2作用下复位。旋转接杆3，中空套筒1在接杆压块32的摩擦力带动下旋转使限位卡口11与喷油管41脱开，手动向上取出装配工装。

分步骤来讲，上述活塞冷却喷嘴总成装配方法，其包括如下步骤：

步骤一、将装配工装的扭力接头33与扭力电枪装配。

步骤二、将活塞冷却喷嘴总成4从中空套筒1的敞口端置入一级台阶套筒12中，使活塞冷却喷嘴总成4的金属环45位于一级台阶套筒12中，将活塞冷却喷嘴总成4的喷油管41旋入限位卡口11内，将活塞冷却喷嘴总成4的阀芯螺栓42向中空套筒1顶入使其六方孔与六方柱31吸附装配到位。

步骤三、装配活塞冷却喷嘴总成4的定位销43与缸体上的定位销孔。

步骤四、将阀芯螺栓42与缸体的螺纹孔对齐，通过扭力电枪下压扭力接头33打拧紧力矩，拧紧阀芯螺栓42。

步骤五、待接杆3在缓冲复位弹簧2的弹力作用下复位后，朝喷油管41卡入限位卡口11的反方向转动接杆3，中空套筒1的上端面板15与接杆压块32之间产生摩擦力，该摩擦力带动中空套筒1转动使喷油管41脱离限位卡口11，向上取出装配工装。