为了更好地调整SC8Y发动机上下2对齿轮齿隙并控制在技术要求范围内的噪声⁃振动⁃声振粗糙度（NVH）优选值，基于发动机齿轮系结构，借助定惰齿轮定位工装和可调齿轮轴调整工装，以及齿隙测量杠杆丝表和可调齿轮轴相对位置测量角度仪等，在不同状态下对上下齿隙进行调整与测量。

随着SC8Y系列发动机陆续配套应用，市场占有率不断攀升，相应的售后服务能力也需相应提升。售后服务能力除服务人员的技术水平和操作技能外，某种程度还基于产品的自身设计与结构特点，以及开发专用工装来支撑售后维修，从而提升维修品质和维修效率，提振维修信心，降低售后成本，避免因维修不当导致二次故障。根据目前齿轮系中凸轮轴齿轮与安装在气缸盖上的传动惰齿轮（以下简称“可调齿轮”）之间的齿轮法向侧隙（以下简称“齿隙”）、可调齿轮与安装在机体上的传动惰齿轮（以下简称“定惰齿轮”）之间的齿隙，开展调整方案分析、专用工装的设计与开发、操作指南的编制与应用验证等工作，以从根源上解决这2对齿隙的调整问题。

SC8Y发动机采用后置式齿轮系，且为双层（内外侧）轮系，如图1所示。外侧轮系由直齿轮构成；内侧轮系由斜齿轮构成，包含双联齿轮的小齿轮，凸轮轴的2个传动惰轮和凸轮轴齿轮。凸轮轴的传动由外侧轮系经双联齿轮过渡到内侧轮系，且凸轮轴齿轮与曲轴齿轮旋向一致，但因传动经过4对齿轮副，所以传动链最长。凸轮轴为顶置式凸轮轴，相关零部件的加工误差和累积误差使得凸轮轴的传动链齿隙很难通过机加工精度来保证。设计时在缸盖上的凸轮轴惰齿轮（即可调齿轮）处预留齿隙调整结构，以实现其与凸轮轴齿轮、与定惰齿轮形成的2对齿轮副齿隙（前者称其为“上对齿隙”，后者称其为“下对齿隙”）的调整与控制。但事实上，受发动机结构和空间限制，该预留调整方式仅可在生产装配线或售后大修（即发动机从整车上拆下且修理中需要拆下飞轮壳）中实现。在售后非大修（即在整车上进行维修和调整过程中飞轮壳无须拆下）状态下，必须借助专用工装，方可将上、下对齿隙有效调整至最佳状态。

图1 齿轮系图

机体上连接的各齿轮间的定位按定位中心方式可分为以下3种：①齿轮轴中心定位，如定惰齿轮、曲轴齿轮等；②总成安装法兰孔中心定位，如空压泵齿轮、燃油高压泵齿轮等；③总成体定位销定位，用于保证齿轮副齿隙，如机油泵惰齿轮与曲轴齿轮之间的齿隙。由于定位中心都在机体上，加工时这些定位中心的位置相对易于精确控制，且传动链短，因此这些齿轮间的齿隙无须调整，属于“机加工保证”，但在装配时需检查齿隙并严格控制测量误差，以防个别零部件涉及齿隙相关的加工尺寸超出设计允许的偏差范围 。 

凸轮轴齿轮传动链齿轮间的定位根据涉及定位中心零件数可分为2种，即单一零件定位和组合零件定位。如前所述，机体上各齿轮的定位中心在单一零件（机体）上实现；可调齿轮和凸轮轴齿轮虽都定位在气缸盖总成上，两者位置精度易于控制，但因可调齿轮轴采用的是偏心销定位，这使得上对齿隙因可调齿轮轴位置变化而变化。可调齿轮与定惰齿轮分别定位于气缸盖和机体上，它们之间啮合的齿隙涉及影响因素较多，如气缸垫的厚度、定惰齿轮轴中心与机体顶平面的距离及与由机体与缸盖前后两只定位销中心形成的竖直平面（记为H面）的距离、凸轮轴轴承座孔中心与气缸盖底平面的距离和H面的距离、偏心定位销的位置等，这些因素的误差均会导致下对齿隙难以精确控制。因此，可调齿轮轴采用偏心定位销设计，其核心目的就是用于调整下对齿隙。 

可调齿轮轴的偏心定位销不经过凸轮轴齿轮中心与可调齿轮中心的连线AB，而是位于AB线的上方（如图2所示）。可调齿轮轴可以绕该定位销旋转，但幅度受到齿轮轴右侧的锁紧螺孔孔径与螺栓直径尺寸差的限制，理论上约为2°的转动量，而实际采样为2.50°～2.75°的转动量。 

图2 偏心销的设计使可调齿轮在上下限位时的上下对齿隙变化规律

在∆ABC中，A点为偏心销中心，C点为可调齿轮中心，B点为凸轮轴齿轮中心，AB边和AC边皆为定值，分别记为c和b，另一边BC记为a₁。∠BAC（简写为“∠A₁”）随着可调齿轮轴绕偏心销转动而改变，即逆时针旋转，∠A₁增大；反之，∠A₁减小。根据三角形的余弦定理，边BC计算如下：

由余弦定理知：∠A₁减小时，则a₁减小；∠A₁增大时，则a₁增大。由于凸轮轴齿轮和可调齿轮的分度圆不变，因此若a₁减小，则上对齿隙减小；反之，则增大。 

同理，分析下对齿隙随可调齿轮绕偏心销转动而改变的规律。在∆ADC中，A点为偏心销中心，D点为定惰齿轮中心，C点为可调齿轮中心。AC边为定值，气缸盖安装完成后AD边也为定值。这2条边分别记为d和c，另一边CD记为a₂。∠CAD（简写为“∠A₂”）随着可调齿轮轴绕偏心销转动而改变，即逆时针旋转，∠A₂增大；反之，∠A₂减小。根据三角形的余弦定理，边CD计算如下：

由余弦定理知：∠A₂减小时，则a₂减小；∠A₂增大时，则a₂增大。由于可调齿轮和定惰齿轮的分度圆不变，因此若a₂减小，则下对齿隙减小；反之，则增大。 

综上分析，当可调齿轮向右上方摆动至死点，并通过齿轮轴的1只锁紧螺栓预紧时（此时此死点记为可调齿轮上限位），上下对齿隙皆为各自的最大；反之，可调齿轮摆至下限位时，上下对齿隙皆为各自的最小。这就是上下对齿隙“同大同小”的规律。

在售后大修时，下对齿隙采用塞尺进行调整与测量；上对齿隙采用压铅法进行测量。在售后非大修状态下，涉及上下2对齿隙的拆解目标件包括：拆凸轮轴部件、拆可调齿轮、拆气缸盖和拆换四配套4种可能情况。在这4种拆解目标件中，如仅拆卸凸轮轴部件，则在装配后复测上下对齿隙即可，而其他3种情况都需重新调整。在这3种情况下，又因可调齿轮轴盖板是否可拆卸再分为2种情况——可拆卸和不可拆卸。本文以拆气缸盖更换气缸垫为例介绍完整的测齿隙操作。

第一步：先拆除必要的辅件和气门罩壳，然后按发动机运转方向盘动曲轴使之为第一缸做功上止点零位。参考的标识为：发动机前端皮带轮刻线对正机体上的“零位”刻线，凸轮轴齿轮轮毂上的“零”刻线对正凸轮轴第七档上座的正时槽中心。前者可简称为“曲轴零位”；后者可简称为“凸轮轴零位”。 

第二步：依拆解顺序直至气缸盖拆下更换新的气缸垫，然后按维修技术要求装配气缸盖。 

第三步：再次确认曲轴零位后，安装定惰齿轮定位工装，调整工装摆臂并使其压紧、锁住定惰齿轮，如图3所示。采用可调齿轮轴专用调整工装对可调齿轮轴位置进行调整；待可调齿轮轴位置预调完成后，预紧轴锁紧螺栓，随后使用杠杆百分表测量当前下对齿隙。调整过程中，应优先将下对齿隙控制在0.09～0.12mm，并记录可调齿轮轴在上下限位之间的摆动量及其相对下限位的角度。

图3 测量下对齿隙

第四步：通过凸轮轴第1档与第7档座压块及工艺螺栓预装凸轮轴部件。该操作需遵循核心原则：先确保凸轮轴配气正时，再调整凸轮轴齿轮齿隙。如前文所述，曲轴已处于零位，但在安装凸轮轴部件过程中，需再次确认其零位状态。

第五步：测量上对齿隙。理论上来说，在下对齿隙调得小时，上对齿隙不可能超出其要求的上限值，且其齿隙也偏小。因此，将测得的上对齿隙与技术规定值（0.06～0.26mm）进行比较，若在范围内，为合格；若低于下限值，需重新调校；若高于上限值，则需查找原因，以确认是测量中误差大，还是方法不对，还是更换零部件所致。至此，发动机的上下对齿隙调整并测量完成。在全部操作过程中，下对齿隙通过调整可调齿轮轴位置来实现有效控制，而上对齿隙只是被动实现。

若配套安装中飞轮壳或发动机后端承力支架等部件遮挡可调齿轮轴盖板（如图4所示），则盖板不可拆下。

图4 某款机型盖板位置

此种配置的机型在非大修状态下，上下对齿隙调整方法如下：

第一步，拆解气缸盖前，借助专用压紧工装、凸轮轴座压块和杠杆丝表，精确测量上对齿隙j_u和下对齿隙j_d（各自分别测量3次，取平均值），分别记为j_u=x₀和j_d=y₀，并记录。 

第二步，拆下气缸盖。在这个过程中不要松动可调齿轮轴锁紧螺栓，然后用可调齿轮轴调整工装并配以角度仪，复测可调齿轮轴位置相对其上/下限位的角度并记录，以供后续参考。 

第三步，在装气缸盖之前，先预装凸轮轴齿轮部件于气缸盖上。参考拆前测得的上对齿隙和下对齿隙，借助可调齿轮轴调整工装和角度仪及测量的相对角度来调整可调齿轮轴于拆前的位置，或结合拆前测量的上下2对齿隙来适当调整轴的位置，以使齿隙预设为最佳。根据上对齿隙的调整原则来调整上对齿隙，测量3次，取平均值，记为x1。然后把可调齿轮轴紧固螺栓锁紧，再装上盖板并拧紧紧固螺栓。

第四步，拆下预装的凸轮轴齿轮部件，然后把已装好可调齿轮的气缸盖通过气缸盖安装引销装到机体上。对气缸盖螺栓按工艺要求锁紧，且按发动机运转方向盘动曲轴至第一缸做功零位后，测量下对齿隙，记录为y₁，并确认齿隙是否在所选的齿隙范围内。 

第五步，预装凸轮轴齿轮部件并确保凸轮轴零位后复测上对齿隙，并记录为x'₁，以交叉验证。x'₁应等于或近似等于x₁，通常不会超过0.02mm。至此，齿隙的调整、测量与确认均已完成，并针对可调齿轮盖板不可拆卸采用逆推法进行确认。此外，对齿隙通过调整可调齿轮轴位置来实现有效控制，而下对齿隙只是被动实现。

在售后非大修工况下，若可调齿轮盖板无法拆卸，可采用逆推法并依据推荐规则，来确定上对齿隙的最佳调整区间。在气缸盖装配至机体前，先将凸轮轴齿轮部件与可调齿轮预装于气缸盖，以完成上对齿隙调整并使其落入目标区间。随后装配带可调齿轮的气缸盖采用压紧法定位定惰齿轮并测量下对齿隙；再次装配凸轮轴齿轮部件，复测上对齿隙以完成验证。

针对SC8Y发动机需调整的2组齿隙，通过设计专用定位工装，采用压紧法固定凸轮轴定惰齿轮，可消除定惰齿轮传动链上游累积齿隙的干扰，实现下对齿隙的精确测量。通过调整可调齿轮轴位置控制下对齿隙，可使上对齿隙同步满足设计要求范围。对于可调齿轮轴盖板不可拆卸的工况，采用逆推法并参照给定规则控制上对齿隙，亦可使下对齿隙满足相应要求。齿隙若超出技术规定的上下限将对发动机运行带来危害，甚至产生严重后果。所以，售后维修中齿隙的精确控制和最佳化控制对发动机运行很重要。若不加以控制、测量和判断，如因零部件缺陷或安装时失误导致齿隙的严重超差，后果将不堪设想。本文通过发动机齿轮系的布局、结构与安装等方面的分析与研究，探索一整套在售后非大修状态下调整上下2对齿隙的工装和方法，以满足售后调整齿隙的要求。