CN101532405A - 具有用于浮动凸尖的独立轴承面的同心凸轮轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有用于浮动凸尖的独立轴承面的同心凸轮轴。具体地，提供了一种凸轮轴，其可包括第一轴、固定到第一轴上的第一凸尖构件、固定到第一轴上的第二凸尖构件以及第三凸尖构件。第一凸尖构件可包括第一凸尖部分和从第一凸尖部分沿轴向延伸的第一轴承部分。第二凸尖构件可包括第二凸尖部分和从第二凸尖部分朝向第一轴承部分沿轴向延伸的第二轴承部分。第三凸尖构件可包括可旋转地支撑在第一轴承部分上的第一端和可旋转地支撑在第二轴承部分上的第二端。

Description

具有用于浮动凸尖的独立轴承面的同心凸轮轴
技术领域
[0001]本发明涉及发动机凸轮轴组件，更具体地涉及同心凸轮轴组件。
背景技术
[0002]本节陈述只是为了提供与本发明相关的背景信息，可能并不构成现有技术。
[0003]发动机典型地包括凸轮轴以致动进气门和排气门。一些凸轮轴是同心凸轮轴，提供进气、排气凸尖(或称凸瓣，lobe)之间的相对旋转。进气凸尖可固定在外轴上从而与该轴一起旋转，排气凸尖可旋转地支撑在该轴上。替换性地，排气凸尖可固定在外轴上从而与该轴一起旋转，进气凸尖可旋转地支撑在该轴上。在两者之中的任一布置中，这些可旋转地支撑在轴上的凸尖可使用外轴的外表面作为轴承面。将轴的外表面用作轴承面会需要对外轴的外径的更严格的公差，并且因此需要附加的机加工操作，由此导致新增成本。
发明内容
[0004]凸轮轴可包括第一轴、固定到第一轴上的第一凸尖构件、固定到第一轴上的第二凸尖构件以及第三凸尖构件。第一凸尖构件可包括第一凸尖部分和从第一凸尖部分轴向延伸的第一轴承部分。第二凸尖构件可包括第二凸尖部分和从第二凸尖部分朝向第一轴承部分轴向延伸的第二轴承部分。第三凸尖构件可包括可旋转地支撑在第一轴承部分上的第一端和可旋转地支撑在第二轴承部分上的第二端。
[0005]发动机总成可包括发动机结构、支撑在发动机结构上的凸轮轴以及耦接到凸轮轴的凸轮相位器。凸轮轴可包括第一轴、固定到第一轴上的第一凸尖构件、固定到第一轴上的第二凸尖构件以及第三凸尖构件。第一凸尖构件可包括第一凸尖部分和从第一凸尖部分轴向延伸的第一轴承部分。第二凸尖构件可包括第二凸尖部分和从第二凸尖部分朝向第一轴承部分轴向延伸的第二轴承部分。第三凸尖构件可包括可旋转地支撑在第一轴承部分上的第一端和可旋转地支撑在第二轴承部分上的第二端。凸轮相位器可选择性地在第一和第二轴承部分上旋转第三凸尖构件。
[0006]从本文提供的描述中，应用性的进一步方面变得显而易见。应当理解的是，描述和特定例子只是用作示出的目的，并不意图限制本发明的范围。
附图说明
[0007]本文描述的附图只用作示出的目的，并无意图以任何方式限制本发明的范围。
[0008]图1是根据本发明的发动机总成的示意图；
[0009]图2是图1的凸轮轴和凸轮相位器的透视图；
[0010]图3是图1的凸轮轴的透视分解图；以及
[0011]图4是图1的凸轮轴的局部剖视图。
具体实施方式
[0012]下列描述本质上只是示例性的，并不用于限制本发明及其应用或用途。应当理解的是，在所有附图中，相应的附图标记代表相同或相应的部件和特征。
[0013]现在参照图1，示意性地示出了示例性发动机总成10。发动机总成10可包括发动机12，其限定出具有活塞16布置在其中的多个汽缸14。发动机12可进一步包括进气门18、排气门20和用于每个汽缸14的进气门、排气门提升机构22、24，以及凸轮轴26和凸轮相位器28。
[0014]进气门提升机构22可包括推杆30和摇臂32。排气门提升机构24可另外包括推杆30和摇臂32。凸轮轴26可被发动机结构(如发动机外壳(engine block))支撑。推杆30可与凸轮轴26接合从而致动摇臂32并且可选择性地打开进气门、排气门18、20。尽管将发动机总成10示例为推杆发动机，但应当理解的是，本发明也可应用于多种其它发动机构造，例如顶置凸轮发动机，其中，凸轮轴26被汽缸盖支撑。
[0015]参照图2-4，凸轮轴26可包括第一和第二轴34、36，第一组凸尖构件38、40、42、44、46，第二组凸尖构件48、50、52、54，以及传动销55。在本例子中，第一组凸尖构件38、40、42、44、46可构成进气凸尖组，第二组凸尖构件48、50、52、54可构成排气凸尖组。然而，应当理解的是，可提供替代的布置，其中，第一组凸尖构件38、40、42、44、46可构成排气凸尖组，第二组凸尖构件48、50、52、54可构成进气凸尖组。
[0016]第二轴36可旋转地配置在第一轴34之内。第一轴34可包括贯穿其中的槽57，并且第二轴36可包括容纳销55在其中的孔59并且连接第二组凸尖构件48、50、52、54从而使其与第二轴36一起旋转。第一轴34中的槽57通常考虑了销55在其中的旋转运动。
[0017]第一组凸尖构件38、40、42、44、46可固定成与第一轴34一起旋转。第一组凸尖构件38、40、42、44、46与第一轴34之间的配合可包括摩擦配合。第二组凸尖构件48、50、52、54可配置在第一组凸尖构件38、40、42、44、46的相邻凸尖构件之间。
[0018]凸尖构件38、46可通常彼此相似。因此，将描述凸尖构件38，理解为对凸尖构件46的同等描述。凸尖构件38可包括轴颈部分56、凸尖部分58和轴承部分60。
[0019]如图4中所示，凸尖构件38可包括孔62，该孔限定出在轴颈和凸尖部分56、58处的第一径向内表面64并且限定出在轴承部分60处的第二径向内表面66。第二径向内表面66可相对于第一径向内表面64沿径向向外偏置，在它们之间形成阶梯区68。更具体地，第一径向内表面64可限定出的第一直径(D1)，其小于由第二径向内表面66限定出的第二直径(D2)。
[0020]凸尖构件40、42、44可通常彼此相似。因此，将描述凸尖构件40，理解为对凸尖构件42、44的同等描述。凸尖构件40可包括轴颈部分70，第一和第二凸尖部分70、74，以及第一和第二轴承部分76、78。第一轴承部分76可沿轴向从第一凸尖部分70并朝向凸尖构件38的轴承部分60延伸。
[0021]凸尖构件40可包括孔80，该孔限定出在轴颈和凸尖部分70、72、74处的第一径向内表面82，限定出在第一轴承部分76处的第二径向内表面84，并且限定出在第二轴承部分78处的第三径向内表面86。第二和第三径向内表面84、86可相对于第一径向内表面82沿径向向外偏置，在它们之间形成阶梯区88、90。更具体地，第一径向内表面82可限定出的第三直径(D3)，其小于由第二和第三径向内表面84、86限定出的第四直径(D4)。
[0022]凸尖构件48、50、52、54可通常彼此相似。因此，将描述凸尖构件48，理解为对凸尖构件50、52、54的同等描述。凸尖构件48可包括第一和第二凸尖部分90、94，以及在第一和第二凸尖部分90、94之间沿轴向延伸并且将第一和第二凸尖部分90、94彼此固定的连接部分96。连接部分96可通常为凸尖构件48形成安置区并且可包括容纳销55从而将凸尖构件48连接到第二轴36的孔98。
[0023]凸尖构件48可包括孔100，该孔限定出在第一和第二凸尖部分92、94处的第一和第二径向内表面102、104，并且限定出在连接部分96处的第三径向内表面106。第一和第二径向内表面102、104可相对于第三径向内表面106沿径向向外偏置，在它们之间形成阶梯区108、110。更具体地，第一和第二径向内表面102、104可限定出的第五直径(D5)，其大于由第三径向内表面106限定出的第六直径(D6)。
[0024]如图4中所示，凸尖构件48的第一和第二径向内表面102、104可旋转地支撑在轴承部分60、76上。第六直径(D6)可小于轴承部分60、76的外径。
[0025]如上所述，第一轴34可定位于凸尖构件38、40、48的孔62、80、100之内。第一轴34可具有的外径(D8)小于由凸尖构件38的第二径向内表面66限定出的第二直径(D2)，并且小于由凸尖构件40的第二和第三径向内表面84、86限定出的第四直径(D4)。在第一轴34的整个外圆周与凸尖构件38的第二径向内表面66之间以及在第一轴34的整个外圆周与凸尖构件40的第二和第三径向内表面84、86之间沿径向存在环形间隙(C1)。
[0026]在组装过程中，凸尖构件38的第二径向内表面66与凸尖构件43的第二和第三径向内表面84、86可免于直接接触第一轴34。因此，凸尖构件38、42与第一轴34之间的连接不会使轴承部分60、76、78扭曲。例如，可从第一轴34内部施加沿径向向外的力从而使第一轴34变形并且在凸尖构件38的第一径向内表面64处以及在凸尖构件42的第一径向内表面82处提供凸尖构件38、42与第一轴34之间的摩擦配合。由于凸尖构件38的第二径向内表面66与第一轴34之间的偏置以及凸尖构件40的第二和第三径向内表面84、86与第一轴34之间的偏置，定位于轴承部分60、76、78之内的第一轴34的部分会发生变形而不使轴承部分60、76、78变形或扭曲。可通过多种方式施加沿径向向外的力，包括球镗孔法、胀式心轴和液压膨胀。
[0027]由凸尖构件48的第三径向内表面106限定出的第六直径(D6)可也大于第一轴34的外径(D8)。可在第一轴34的整个外圆周与凸尖构件48的第三径向内表面106之间沿径向存在环形间隙(C2)。因此，第一轴34的表面抛光不会影响凸尖构件48的轴承支撑。第一轴34的外径(D8)的公差也可增加，因为第一轴34不提供对凸尖构件48的任何直接轴承支撑。

Claims (20)

1.一种凸轮轴，包括：
第一轴；
固定到所述第一轴上的第一凸尖构件，其包括第一凸尖部分和从所述第一凸尖部分沿轴向延伸的第一轴承部分；
固定到所述第一轴上的第二凸尖构件，其包括第二凸尖部分和从所述第二凸尖部分朝向所述第一轴承部分沿轴向延伸的第二轴承部分；以及
第三凸尖构件，其包括可旋转地支撑在所述第一轴承部分上的第一端和可旋转地支撑在所述第二轴承部分上的第二端。
2.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸尖构件包括孔，所述孔限定出在所述第一凸尖部分处的第一径向内表面，所述第一径向内表面抵接着所述第一轴并且与所述第一轴摩擦配合。
3.如权利要求2所述的凸轮轴，其特征在于，所述孔限定出在所述第一轴承部分处的第二径向内表面，所述第二径向内表面相对于所述第一轴沿径向偏置。
4.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述第一凸尖构件包括孔，所述孔限定出在所述第一凸尖部分处的第一径向内表面和在所述第一轴承部分处的第二径向内表面，所述第二径向内表面相对于所述第一径向内表面沿径向向外偏置。
5.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，还包括第二轴，所述第一轴包括贯穿其中的孔并且所述第二轴配置在所述孔之内从而相对于所述第一轴旋转，所述第三凸尖构件固定成与所述第二轴一起旋转。
6.如权利要求5所述的凸轮轴，其特征在于，所述第三凸尖构件包括第三凸尖部分和安置部分，所述第三凸尖构件被轴承地支撑在所述第一轴承部分上并且所述第一安置部分固定成与所述第二轴一起旋转。
7.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述第三凸尖构件的第一端包括第三凸尖部分。
8.如权利要求7所述的凸轮轴，其特征在于，所述第三凸尖构件的第二端包括第四凸尖部分，所述第三和第四凸尖部分被在所述第三和第四凸尖部分之间沿轴向延伸的连接部分所连接，所述第三凸尖部分包括孔，所述孔限定出在所述第三凸尖部分处的第一径向内表面、在所述第四凸尖部分处的第二径向内表面以及在所述连接部分处的第三径向内表面，所述第三径向内表面相对于所述第一和第二径向内表面沿径向向内布置。
9.如权利要求8所述的凸轮轴，其特征在于，在所述第一和第三径向内表面之间形成阶梯区，所述第三径向内表面相对于所述第一轴承部分的外表面沿径向向内定位。
10.如权利要求8所述的凸轮轴，其特征在于，在所述连接部分的所述第三径向内表面和所述第一轴的外表面之间限定出环形间隙。
11.一种发动机总成，包括：
发动机结构；
支撑在所述发动机结构上的凸轮轴，并且所述凸轮轴包括：
第一轴；
固定到所述第一轴上的第一凸尖构件，其包括第一凸尖部分和从所述第一凸尖部分沿轴向延伸的第一轴承部分；
固定到所述第一轴上的第二凸尖构件，其包括第二凸尖部分和从所述第二凸尖部分朝向所述第一轴承部分沿轴向延伸的第二轴承部分；以及
连接所述凸轮轴的凸轮相位器，其选择性地在所述第一和第二轴承部分上旋转所述第三凸尖构件。
12.如权利要求11所述的发动机总成，其特征在于，所述第一凸尖构件包括孔，所述孔限定出在所述第一凸尖部分处的第一径向内表面，所述第一径向内表面抵接着所述第一轴并且与所述第一轴摩擦配合。
13.如权利要求12所述的发动机总成，其特征在于，所述孔限定出在所述第一轴承部分处的第二径向内表面，所述第二径向内表面相对于所述第一轴沿径向偏置。
14.如权利要求11所述的发动机总成，其特征在于，所述第一凸尖构件包括孔，所述孔限定出在所述第一凸尖部分处的第一径向内表面和在所述第一轴承部分处的第二径向内表面，所述第二径向内表面相对于所述第一径向内表面沿径向向外偏置。
15.如权利要求11所述的发动机总成，其特征在于，还包括第二轴，所述第一轴包括贯穿其中的孔并且所述第二轴配置在所述孔之内从而相对于所述第一轴旋转，所述第三凸尖构件固定成与所述第二轴一起旋转。
16.如权利要求15所述的发动机总成，其特征在于，所述第三凸尖构件包括第三凸尖部分和安置部分，所述第三凸尖构件被轴承地支撑在所述第一轴承部分上并且所述第一安置部分固定成与所述第二轴一起旋转。
17.如权利要求11所述的发动机总成，其特征在于，所述第三凸尖构件的第一端包括第三凸尖部分。
18.如权利要求17所述的发动机总成，其特征在于，所述第三凸尖构件的第二端包括第四凸尖部分，所述第三和第四凸尖部分被在所述第三和第四凸尖部分之间沿轴向延伸的连接部分所连接，所述第三凸尖部分包括孔，所述孔限定出在所述第三凸尖部分处的第一径向内表面、在所述第四凸尖部分处的第二径向内表面以及在所述连接部分处的第三径向内表面，所述第三径向内表面相对于所述第一和第二径向内表面沿径向向内布置。
19.如权利要求18所述的发动机总成，其特征在于，在所述第一和第三径向内表面之间形成阶梯区，所述第三径向内表面相对于所述第一轴承部分的外表面沿径向向内定位。
20.如权利要求18所述的发动机总成，其特征在于，在所述连接部分的所述第三径向内表面和所述第一轴的外表面之间限定出环形间隙。
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