CN102022149A - 多件式凸轮轴组件 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及多件式凸轮轴组件。具体而言，一种凸轮轴组件可以包括整体式凸轮轴主体、轴颈构件和止推环。所述整体式凸轮轴主体可以沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域。所述轴颈构件可以独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部。所述止推环可以在所述凸轮轴主体的轴向端部轴向紧固到所述凸轮轴组件。

Description

多件式凸轮轴组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年9月21日提交的美国临时申请No.61/244,237的权益。通过引用将上述申请的全部公开内容并入本文。
技术领域
本公开涉及发动机凸轮轴，更具体地说，涉及多件式(multipiece)发动机凸轮轴组件。
背景技术
本背景技术部分提供与本公开有关的背景技术信息，其未必是现有技术。
发动机凸轮轴组件可以包括止推环，从而相对于发动机结构轴向地紧固凸轮轴。止推环通常与凸轮轴一起形成。凸轮轴凸角通常通过诸如感应硬化之类的过程来硬化。该过程通常需要在止推环和邻近的凸轮凸角之间的轴向间隔。因此，会对凸轮轴增加额外的长度以便容纳所需的间隔。
发明内容
本发明内容部分提供本公开的总体概述，并不是其全部范围或其全部特征的全面公开内容。
一种凸轮轴组件可以包括整体式凸轮轴主体、轴颈构件和止推环。所述整体式凸轮轴主体可以沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域。所述轴颈构件可以独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部。所述止推环可以在所述凸轮轴主体的轴向端部处轴向地紧固到所述凸轮轴组件。所述轴颈构件可以旋转地支撑在发动机结构上。
一种装配凸轮轴的方法可以包括：形成整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体包括沿其轴向范围的凸角和轴颈区域。所述凸轮轴凸角可以被感应硬化。在所述感应硬化之后，轴颈构件和止推环可被紧固到所述凸轮轴主体的端部。
进一步的适用范围将通过下文提供的描述而变得显而易见。该发明内容中的描述和具体示例仅用于说明目的，而并非旨在限制本公开的范围。
本发明还提供如下方案：
方案1.一种凸轮轴组件，其包括：
整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域；
轴颈构件，所述轴颈构件独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部；以及
止推环，所述止推环在所述凸轮轴主体的所述轴向端部处轴向地紧固到所述凸轮轴组件。
方案2.根据方案1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述端部凸角是感应硬化的构件，并与所述止推环间隔成小于6毫米。
方案3.根据方案1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴主体包括限定出内径向表面的轴向延伸孔，所述轴颈构件包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮轴主体轴向向外设置，所述第二部分从所述第一部分的第一端部延伸、位于所述孔内并限定出与所述内径向表面相接合的外径向表面。
方案4.根据方案3所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环轴向地紧固在所述凸轮轴主体的轴向端部表面和所述轴颈构件的所述第一部分的轴向端部表面之间。
方案5.根据方案4所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述凸轮轴主体的外径向表面上的内径向表面。
方案6.根据方案4所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述轴颈构件的所述外径向表面上的内径向表面。
方案7.根据方案3所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环与所述轴颈构件一体地形成，从而形成整体式主体。
方案8.根据方案1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述轴颈构件包括限定出内径向表面的轴向延伸孔，所述凸轮轴主体包括第一部分，所述第一部分从所述端部凸角轴向向外延伸、位于所述孔内并限定出与所述内径向表面相接合的外径向表面。
方案9.根据方案8所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环轴向地紧固在所述凸轮轴主体的轴向端部表面和所述轴颈构件的所述第一部分的轴向端部表面之间。
方案10.根据方案9所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述凸轮轴主体的外径向表面上的内径向表面。
方案11.根据方案9所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述轴颈构件的所述外径向表面上的内径向表面。
方案12.根据方案8所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环与所述轴颈构件一体地形成，从而形成整体式主体。
方案13.根据方案1所述的凸轮轴组件，其特征在于，其还包括固定到所述轴颈构件并且与所述止推环轴向间隔开的凸轮相位器组件。
方案14.一种发动机组件，其包括：
发动机结构；以及
凸轮轴组件，包括：
整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域；
轴颈构件，所述轴颈构件独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部，并旋转地支撑在所述发动机结构上；以及
止推环，所述止推环在所述凸轮轴主体的所述轴向端部处轴向紧固到所述凸轮轴组件，并相对于所述发动机结构轴向地紧固所述凸轮轴组件。
方案15.根据方案14所述的发动机组件，其特征在于，所述端部凸角是感应硬化的构件，并与所述止推环间隔成小于6毫米。
方案16.一种方法，其包括：
形成整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体包括沿其轴向范围的凸角和轴颈区域；
将所述凸轮轴凸角感应硬化；以及
在所述感应硬化之后，将轴颈构件和所述止推环紧固到所述凸轮轴主体的端部。
方案17.根据方案16所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：在距离所述凸轮轴主体的端部凸角的6毫米内，将所述止推环设置在所述凸轮轴主体的外径向表面上。
方案18.根据方案17所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：将所述轴颈构件的端部固定在由所述凸轮轴主体限定出的孔内。
方案19.根据方案17所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：将所述凸轮轴主体的端部固定在由所述轴颈构件限定的孔内。
方案20.根据方案16所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：在距离所述凸轮轴主体的端部凸角的6毫米内，将所述止推环设置在所述轴颈构件的外径向表面上。
方案21.根据方案20所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：将所述轴颈构件的端部固定在由所述凸轮轴主体限定出的孔内。
方案22.根据方案20所述的方法，其特征在于，所述紧固包括：将所述凸轮轴主体的端部固定在由所述轴颈构件限定出的孔内。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的凸轮轴组件和凸轮相位器的透视图；
图2是在图1中示出的凸轮轴组件的局部剖视图；
图3是根据本公开的可选的凸轮轴组件的局部剖视图；
图4是根据本公开的可选的凸轮轴组件的局部剖视图；
图5是根据本公开的可选的凸轮轴组件的局部剖视图；
图6是根据本公开的可选的凸轮轴组件的局部剖视图；以及
图7是根据本公开的可选的凸轮轴组件的局部剖视图。
贯穿附图的若干个示图，相应的标号指示相应的部件。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述本公开的示例。下面的描述本质上仅是示例性的，并不是旨在限制本公开、应用或用途。
参照图1和图2，示出了凸轮轴组件10和凸轮相位器12。凸轮轴组件10可以包括主要部分14、止推环16和前轴颈构件18。凸轮相位器12可以通过紧固件20联接到凸轮轴组件10的主要部分14。凸轮相位器12可以包括各种凸轮相位器组件中的任一种。
通过非限制性示例，凸轮相位器12可以包括具有转子21和定子23的液压致动的凸轮相位器。定子23可以由发动机曲轴旋转地驱动。转子21可以位于定子23内，并可以包括轴向延伸的叶片25，轴向延伸的叶片25与定子23协同操作而形成与加压流体例如油相连通的液压室27。凸轮轴组件10可以固定成以与转子21一起旋转，并且基于液压室27中的作用于叶片25上的加压流体，可以相对于定子23来旋转。然而，虽然示出与凸轮相位器12结合，但是应当理解的是，本公开不限于凸轮相位器应用，并且等同地应用于不使用凸轮相位器的凸轮轴组件。
凸轮轴组件10的主要部分14可以限定出包括一体地形成在轴24上的凸角22的整体式凸轮轴主体。通过非限制性示例，整体式凸轮轴主体可以是铸件。主要部分14的第一端部可以限定出外径向表面26和轴向孔28。外径向表面26可以在端部凸角22和主要部分14的轴向端部之间轴向延伸。第一轴向端部表面30可被限定在端部凸角22和外径向表面26之间。轴向孔28可以包括第一部分32和第二部分34。第一部分32可以与紧固件20接合，第二部分34可以容纳轴颈构件18，如下所述。
止推环16可以位于主要部分14的外径向表面26上，并可以与第一轴向端部表面30邻接。在将止推环设置在主要部分14上之前，可以将凸轮轴凸角22感应硬化。因此，端部凸角22和止推环16之间的轴向距离(D1)可以小于6毫米，更具体地说，小于3毫米。在不增加凸轮轴组件10的轴向长度的情况下，止推环16和端部凸角22之间的减小的距离可以提供凸角22的增加的轴向宽度。
轴颈构件18可以包括第一区域36和第二区域38。第一区域36可以限定出轴承轴颈40，第二区域38可以将轴颈构件18联接到主要部分14。第二区域38可被压入到轴向孔28的第二部分34中，并与主要部分14通过摩擦方式接合(即，干涉配合接合)。第一区域36的直径可以大于第二区域38的直径，从而在它们之间限定出第二轴向端部表面42。第一轴向端部表面30和第二轴向端部表面42可以形成第一轴向限制件和第二轴向限制件。当组装完成后，止推环16可以轴向地保持在第一轴向端部表面30和第二轴向端部表面42之间。
凸轮轴组件10可以是发动机组件的一部分，并可以旋转地支撑在发动机结构44上。发动机结构44可以限定出旋转地支撑凸轮轴组件10的轴承。图2示出了旋转地支撑在发动机结构44上的轴颈构件18。凸轮轴组件10可以通过凸轮相位器12和止推环16轴向地紧固在发动机结构44上。应当理解，本公开等同地应用于整体式凸轮和顶置凸轮轴布置。止推环16的位置和装配通常可以在不减小凸轮轴凸角宽度的情况下提供总体上更小的发动机长度。
在图3中看到的可选布置中，止推环216可以位于轴颈构件218上。凸轮轴组件210可以大致类似于凸轮轴组件10。然而，止推环216可以位于轴颈构件218的第二区域238的外径向表面226上。在图4中看到的另一个非限制性示例中，止推环316可以与轴颈构件318一体地形成，从而产生整体式构件。
在图5中看到的可选布置中，凸轮轴组件410可以包括凸轮轴主体的主要部分414，其具有轴向延伸的端部438，端部438位于由轴颈构件418限定出的轴向延伸孔434中。端部438可被压入到孔434中，并与孔434通过摩擦方式接合(即，干涉配合接合)。在图6中看到的另一布置中，凸轮轴组件510可以包括凸轮轴主体的端部538，端部538位于轴颈构件518的孔534内。然而，在图6的布置中，止推环516可以位于轴颈构件518上。在图7中看到的另一布置中，凸轮轴组件610可以包括凸轮轴主体的端部638，端部638位于轴颈构件618的孔634内。然而，止推环616可以与轴颈构件618一体地形成，从而产生整体式构件。
在上面讨论的凸轮轴组件10、210、310、410、510、610中的任意一个中，在将止推环16、216、316、416、516、616联接到凸轮轴主体的主要部分14、214、314、414、514、614之前，可以将凸轮轴凸角感应硬化。然后，在上面讨论的任何布置中，可以将止推环16、216、316、416、516、616紧固到凸轮轴组件10、210、310、410、510、610。因此，可以避免在端部凸角和止推环之间通常所需要的间隔，从而提供更短的整体发动机封装。
应当理解的是，凸轮轴组件10的部件可以以各种方式彼此联接，本公开不限于摩擦接合(即，干涉配合接合)。

Claims (10)

1.一种凸轮轴组件，其包括：
整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域；
轴颈构件，所述轴颈构件独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部；以及
止推环，所述止推环在所述凸轮轴主体的所述轴向端部处轴向地紧固到所述凸轮轴组件。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述端部凸角是感应硬化的构件，并与所述止推环间隔成小于6毫米。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴主体包括限定出内径向表面的轴向延伸孔，所述轴颈构件包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述凸轮轴主体轴向向外设置，所述第二部分从所述第一部分的第一端部延伸、位于所述孔内并限定出与所述内径向表面相接合的外径向表面。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环轴向地紧固在所述凸轮轴主体的轴向端部表面和所述轴颈构件的所述第一部分的轴向端部表面之间。
5.根据权利要求4所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述凸轮轴主体的外径向表面上的内径向表面。
6.根据权利要求4所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环包括位于所述轴颈构件的所述外径向表面上的内径向表面。
7.根据权利要求3所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述止推环与所述轴颈构件一体地形成，从而形成整体式主体。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述轴颈构件包括限定出内径向表面的轴向延伸孔，所述凸轮轴主体包括第一部分，所述第一部分从所述端部凸角轴向向外延伸、位于所述孔内并限定出与所述内径向表面相接合的外径向表面。
9.一种发动机组件，其包括：
发动机结构；以及
凸轮轴组件，包括：
整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体沿其轴向范围限定出凸角和轴颈区域；
轴颈构件，所述轴颈构件独立于所述凸轮轴主体的与所述凸轮轴主体的端部凸角相邻的轴向端部，并固定到所述轴向端部，并旋转地支撑在所述发动机结构上；以及
止推环，所述止推环在所述凸轮轴主体的所述轴向端部处轴向紧固到所述凸轮轴组件，并相对于所述发动机结构轴向地紧固所述凸轮轴组件。
10.一种方法，其包括：
形成整体式凸轮轴主体，所述整体式凸轮轴主体包括沿其轴向范围的凸角和轴颈区域；
将所述凸轮轴凸角感应硬化；以及
在所述感应硬化之后，将轴颈构件和所述止推环紧固到所述凸轮轴主体的端部。
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