CN101929362A

CN101929362A - 发动机的凸轮随动装置

Info

Publication number: CN101929362A
Application number: CN 201010294892
Authority: CN
Inventors: 包建忠
Original assignee: WUXI XIZHOU MACHINERY CO Ltd
Current assignee: WUXI XIZHOU MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: CN101929362B

Abstract

本发明涉及发动机的凸轮随动装置。它包括随动体、滚轮和滚轮销，随动体一端通过装在安装轴通孔内的安装轴连接在发动机缸体上；随动体另一端的下部设有滚轮安装槽，滚轮通过滚轮销安装在滚轮安装槽内；其特征在于：所述随动体另一端的上部固定装有球窝座，球窝座上端面凹设有与推杆的圆球端面相配合的球窝凹槽；球窝座上开设有轴向通孔、径向孔和斜向孔；轴向通孔与第一盛油孔相通并连通至滚轮安装槽；径向孔与第二盛油孔相通并连通至安装轴通孔内壁；斜向孔与第三盛油孔相通并连通至滚轮销安装孔内壁，并经径向直油孔、斜向油孔连通至盛油槽。本发明结构巧妙合理、性能优越、抗磨损、抗点蚀性能高、润滑性能好、使用寿命长。

Description

发动机的凸轮随动装置

技术领域

本发明涉及一种控制汽车发动机的进、排气门开闭的装置，具体地说是一种适用于大马力的发动机的凸轮随动装置。

背景技术

配气机构是发动机的“控制中心”，发动机运行正常与否，配气机构起到十分关键的作用。发动机的配气机构主要包括凸轮轴、凸轮随动装置、推杆、摇臂、进气门、排气门、气门弹簧、气门导管、弹簧座及丁字压板等零部件，它们相互配合，负责发动机的进气和排气。配气机构工作时，由曲轴带动凸轮轴，凸轮轴带动凸轮转动，当凸轮运动到最高点时，凸轮的最高点与凸轮随动装置中的滚轮接触，从而将整个凸轮随动装置带到最高点，凸轮随动装置通过推杆、摇臂、气门导管等相应零件带动气门的开启关闭。按照发动机各缸工作冲程的需要，定时开启和关闭进排气门，配合活塞的运动，准确无误的将混合气体输入气缸和将废气排出气缸。凸轮随动装置在配气机构中的作用是将来自凸轮的力改变方向及行程，传递给气门推杆用来打开、关闭气门，从而带动了气门挺杆的往复运动。

凸轮随动装置属于机械挺柱中的滚子挺柱类，其工作时需要承受来自凸轮和推杆两个部件的传动力，并且连续不断的钟摆式往复运动，因此其抗摩擦、抗磨损性能的要求比较高，各个零部件的材料硬度和力学性能方面也有较高的要求，为了保证凸轮随动装置和配气机构整体工作顺利，各个相接触的零部件保持正确的受力关系也非常重要。

工作中的凸轮随动装置常见的失效模式一般有擦伤、断裂、点蚀等。擦伤通常发生在高速运转条件下，即由于油膜在边界润滑状态下发生破裂，引起金属直接接触，表面温度升高，发生粘着，最终导致凸轮随动装置表面产生擦伤。出现擦伤时，滚轮的磨损加剧，应力加大，增加了滚轮销的载荷，进而容易导致滚轮销断裂。因此除了凸轮随动装置选用合适的材料和设计、油路设计以提供合适的供油量来等方式来加强冷却以减少擦伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙合理、性能优越、抗磨损、抗点蚀性能高、润滑性能好、使用寿命长的凸轮随动装置。

按照本发明提供的技术方案，所述凸轮随动装置包括随动体、滚轮和滚轮销，随动体一端开设有安装轴通孔，随动体通过装在安装轴通孔内的安装轴连接在发动机缸体上；随动体另一端的下部设有滚轮安装槽，在形成滚轮安装槽的左右侧壁上开设有同心的平行于安装轴通孔轴线的滚轮销安装孔，滚轮通过滚轮销安装在滚轮安装槽内，滚轮与滚轮安装槽之间、滚轮与滚轮销之间为间隙配合装配；其特征在于：所述随动体另一端的上部设有球窝座安装孔，球窝座固定装配在球窝座安装孔内，球窝座上端面凹设有与推杆的圆球端面相配合的球窝凹槽；球窝座上开设有轴向通孔、径向孔和斜向孔；所述轴向通孔与随动体上开设的第一盛油孔相通并连通至滚轮安装槽；所述径向孔内端与轴向通孔相通，径向孔外端与随动体上开设的第二盛油孔相通并连通至安装轴通孔内壁；所述斜向孔内端与轴向通孔相通，斜向孔外端与随动体上开设的第三盛油孔相通并连通至滚轮销安装孔内壁；所述滚轮销固定装配在滚轮销安装孔内，滚轮销中部表面上开设有盛油槽，滚轮销一端开设有径向直油孔，径向直油孔外端与第三盛油孔对正相通，径向直油孔内端与滚轮销上开设的斜向油孔相通并连通至盛油槽。

作为本发明的进一步改进，所述球窝座上部为圆柱形，下部为圆锥台形，球窝座上的球窝凹槽为偏心球面，球窝座上部的外周面上开设有贮存润滑油的环形凹槽；所述轴向通孔开设在球窝座轴向中心，径向孔和斜向孔开设在球窝座下部。

作为本发明的进一步改进，所述随动体另一端的下部延伸形成有两个对称的凸耳，两个凸耳之间形成所述的滚轮安装槽，所述滚轮销安装孔开设在两个凸耳上。

作为本发明的进一步改进，所述滚轮内壁表面上对应于滚轮销盛油槽的部分开设有环形沟槽。

作为本发明的进一步改进，所述滚轮的外周面为鼓形。

作为本发明的进一步改进，所述滚轮销上开设有用于检测滚轮销安装正确与否的检测盲孔，检测盲孔与径向直油孔同轴心但不相通，检测盲孔的深度小于径向直油孔的深度。

作为本发明的进一步改进，所述球窝座与球窝座安装孔之间、滚轮销与滚轮销安装孔之间为过盈配合装配。

本发明与现有技术相比，优点在于：结构巧妙合理、性能优越、抗磨损、抗点蚀性能高；润滑性能好，在滚轮与随动体之间、滚轮与滚轮销之间、随动体与安装轴之间均可形成润滑油膜，减小了各部件之间的机械磨损、摩擦，大大提高凸轮随动装置的承载能力，同时延长了其使用寿命；球窝座设计成偏心球面，其与推杆的圆球端面接触配合，使得推杆能够在一定范围内灵活转动，保证了推杆与凸轮随动装置之间接触、传动良好；凸轮随动装置与凸轮的接触部件为滚轮，从而将滑动摩擦变为滚动摩擦；滚轮的外周面设计成鼓形，大大降低了滚轮与凸轮之间的磨损，显著减少了边缘应力，有效降低了滚轮与凸轮之间的接触应力，从而克服了滚轮销所承受的局部应力集中而容易断裂的缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为图1的侧向局剖视图。

图3为图1中滚轮与滚轮销的安装情况剖视图。

附图标记说明：1-随动体、2-滚轮、3-滚轮销、4-球窝座、5-第一盛油孔、6-轴向通孔、7-斜向孔、8-球窝凹槽、9-径向孔、10-第二盛油孔、11-第三盛油孔、12-安装轴通孔、13-凸耳、14-盛油槽、15-径向直油孔、16-斜向油孔、17-检测盲孔、18-环形沟槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的发动机凸轮随动装置主要由随动体1、滚轮2、滚轮销3和球窝座4组成。

如图1~图3所示，所述随动体1一端开设有安装轴通孔12，随动体1通过装在安装轴通孔12内的安装轴连接在发动机缸体上，随动体1可绕安装轴转动；随动体1另一端的下部设有滚轮安装槽，在形成滚轮安装槽的左右侧壁上开设有同心的平行于安装轴通孔12轴线的滚轮销安装孔，滚轮2通过滚轮销3安装在滚轮安装槽内，滚轮2与滚轮安装槽之间、滚轮2与滚轮销3之间为间隙配合装配；所述随动体1另一端的上部设有球窝座安装孔，球窝座4以过盈配合方式固定装配在球窝座安装孔内，球窝座4上端面凹设有与推杆的圆球端面相配合的球窝凹槽8；球窝座4上开设有轴向通孔6、径向孔9和斜向孔7；所述轴向通孔6与随动体1上开设的第一盛油孔5相通并连通至滚轮安装槽；所述径向孔9内端与轴向通孔6相通，径向孔9外端与随动体1上开设的第二盛油孔10相通并连通至安装轴通孔12内壁；所述斜向孔7内端与轴向通孔6相通，斜向孔7外端与随动体1上开设的第三盛油孔11相通并连通至滚轮销安装孔内壁；所述滚轮销3以过盈配合方式固定装配在滚轮销安装孔内，滚轮销3中部表面上开设有盛油槽14，滚轮销3一端开设有径向直油孔15，径向直油孔15外端与第三盛油孔11对正相通，径向直油孔15内端与滚轮销3上开设的斜向油孔16相通并连通至盛油槽14。

如图1图2所示，所述随动体1另一端的下部延伸形成有两个对称的凸耳13，两个凸耳13之间形成所述的滚轮安装槽，所述滚轮销安装孔开设在两个凸耳13上。

如图1、图2所示，实施例中的球窝座4上部为圆柱形，下部为圆锥台形，球窝座4上的球窝凹槽8为偏心球面，其与推杆的圆球端面接触配合，使得推杆能够在一定范围内灵活转动，保证了推杆与凸轮随动装置之间接触、传动良好，球窝凹槽8可以给推杆提供必要的导向作用，同时又保证运动传递无偏差，防止出现因边缘应力局部增大而引起部件失效等问题；球窝座4上部的外周面上开设有贮存润滑油的环形凹槽，可以在球窝座4外壁形成润滑油膜，防止球窝座4承力过大而损坏；所述轴向通孔6开设在球窝座4轴向中心，径向孔9和斜向孔7开设在球窝座4下部。

如图1、图2所示，本发明的凸轮随动装置与凸轮的接触部件为滚轮2，从而将滑动摩擦变为滚动摩擦；由于滚轮2与凸轮的接触应力在工作过程中会循环增加，而接触应力的增加会导致凸轮与滚轮2之间的磨损加剧，影响到推杆上升高度，进而影响到气门导管的下降高度，影响了进、排气功能，最终影响了发动机的整体性能。本发明中的滚轮2的外周面设计为鼓形，大大降低了滚轮2与凸轮之间的磨损，显著减少了边缘应力，有效降低了滚轮2与凸轮之间的接触应力，从而克服了滚轮销3所承受的局部应力集中而容易断裂的缺陷。

如图1、图2所示，本发明中的滚轮2套装在滚轮销3上，滚轮2与滚轮销3之间为间隙配合，在滚轮2内壁表面上对应于滚轮销3盛油槽14的部分开设有环形沟槽18。进入盛油槽14内的润滑油可以进入环形沟槽18内，进一步提高滚轮2与滚轮销3之间的润滑效果。

如图3所示，所述滚轮销3上开设有用于检测滚轮销3安装正确与否的检测盲孔17，检测盲孔17与径向直油孔15同轴心但不相通，检测盲孔17的深度小于径向直油孔15的深度。滚轮销3装入后，检测探针伸出，根据检测探针所能达到的深度来判断径向直油孔15与第三盛油孔11是否对正相通。

如图1~图3所示，本发明设计了独特的油路润滑通道，润滑油从球窝座4进入轴向通孔6后，润滑油一方面经由第一盛油孔5进入滚轮安装槽内，在滚轮2的外表面形成润滑油膜，起到润滑作用；润滑油另一方面经由第二盛油孔10进入安装轴通孔12内，在安装轴表面形成润滑油膜，减小了安装轴与安装轴通孔12之间的摩擦；润滑油再一方面经由第三盛油孔11进入滚轮销3上的径向直油孔15内，依次经过径向直油孔15、斜向油孔16后进入滚轮销3中部的盛油槽14内，在滚轮2与滚轮销3之间形成润滑油膜；滚轮2内壁表面上开设的环形沟槽18可以使润滑油更均匀地分布在滚轮2与滚轮销3之间，提高二者的润滑效果，减小了滚轮2与滚轮销3之间的机械磨损；从第三盛油孔11出来的部分润滑油同时也进入滚轮销3与滚轮销安装孔之间，起到润滑作用。

Claims

1.发动机的凸轮随动装置，包括随动体（1）、滚轮（2）和滚轮销（3），随动体（1）一端开设有安装轴通孔（12），随动体（1）通过装在安装轴通孔（12）内的安装轴连接在发动机缸体上；随动体（1）另一端的下部设有滚轮安装槽，在形成滚轮安装槽的左右侧壁上开设有同心的平行于安装轴通孔（12）轴线的滚轮销安装孔，滚轮（2）通过滚轮销（3）安装在滚轮安装槽内，滚轮（2）与滚轮安装槽之间、滚轮（2）与滚轮销（3）之间为间隙配合装配；其特征在于：所述随动体（1）另一端的上部设有球窝座安装孔，球窝座（4）固定装配在球窝座安装孔内，球窝座（4）上端面凹设有与推杆的圆球端面相配合的球窝凹槽（8）；球窝座（4）上开设有轴向通孔（6）、径向孔（9）和斜向孔（7）；所述轴向通孔（6）与随动体（1）上开设的第一盛油孔（5）相通并连通至滚轮安装槽；所述径向孔（9）内端与轴向通孔（6）相通，径向孔（9）外端与随动体（1）上开设的第二盛油孔（10）相通并连通至安装轴通孔（12）内壁；所述斜向孔（7）内端与轴向通孔（6）相通，斜向孔（7）外端与随动体（1）上开设的第三盛油孔（11）相通并连通至滚轮销安装孔内壁；所述滚轮销（3）固定装配在滚轮销安装孔内，滚轮销（3）中部表面上开设有盛油槽（14），滚轮销（3）一端开设有径向直油孔（15），径向直油孔（15）外端与第三盛油孔（11）对正相通，径向直油孔（15）内端与滚轮销（3）上开设的斜向油孔（16）相通并连通至盛油槽（14）。

2.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述球窝座（4）上部为圆柱形，下部为圆锥台形，球窝座（4）上的球窝凹槽（8）为偏心球面，球窝座（4）上部的外周面上开设有贮存润滑油的环形凹槽；所述轴向通孔（6）开设在球窝座（4）轴向中心，径向孔（9）和斜向孔（7）开设在球窝座（4）下部。

3.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述随动体（1）另一端的下部延伸形成有两个对称的凸耳（13），两个凸耳（13）之间形成所述的滚轮安装槽，所述滚轮销安装孔开设在两个凸耳（13）上。

4.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述滚轮（2）内壁表面上对应于滚轮销（3）盛油槽（14）的部分开设有环形沟槽（18）。

5.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述滚轮（2）的外周面为鼓形。

6.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述滚轮销（3）上开设有用于检测滚轮销（3）安装正确与否的检测盲孔（17），检测盲孔（17）与径向直油孔（15）同轴心但不相通，检测盲孔（17）的深度小于径向直油孔（15）的深度。

7.如权利要求1所述的发动机的凸轮随动装置，其特征在于：所述球窝座（4）与球窝座安装孔之间、滚轮销（3）与滚轮销安装孔之间为过盈配合装配。