CN103437843B - 一种组合式凸轮轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式凸轮轴，包括主动基轴1、从动基轴2和活动凸轮3、基轴连接销限位挡圈5、基轴连接销6；主动基轴1和从动基轴2上带有外花键，活动凸轮3基圆中心带有内花键；主动基轴1和从动基轴2上的外花键分别与活动凸轮3基圆中心的内花键相配合，主动基轴1和从动基轴2的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接。可以实现试验用发动机配气凸轮轴凸轮的灵活更换和相位的调整，加工和安装简单、故障处理方便，针对不同的凸轮型线及相位只需要加工不同的活动凸轮即可，无需再次加工基轴，提高了试验用发动机配气机构的修复性和可更换性，减少了换气过程研究所需要的时间成本和经济成本。

Description

一种组合式凸轮轴

技术领域

本发明属于发动机试验技术领域，具体涉及一种单缸发动机试验用凸轮轴。

背景技术

配气凸轮型线的设计不但直接影响发动机的换气和燃烧过程，而且还对配气机构的振动、噪声和零部件的磨损都有很大的影响，尤其是在高速条件下，不合理的配气凸轮型线会导致气门发生“飞脱”和“反跳”等现象，严重破坏换气过程和加速零件磨损。通过凸轮型线的优化可以使配气机构获得尽可能大的时面值或丰满系数，以提高内燃机的充气效率和改善燃油经济性。

传统的发动机配气凸轮轴将支撑轴与凸轮设计成一体，结构简单、可靠性强，但一体式配气凸轮轴最大的缺点是一根配气凸轮轴只能对应一种凸轮型线。而在发动机的前期开发过程中，必须针对不同的凸轮型线进行换气过程试验，如要更换新的配气凸轮型线，需要再次投加工配气凸轮轴，而凸轮轴的加工过程除了机加还有热处理等一些列复杂的工序，造成试验经济成本与时间成本的大幅增加。

申请号为200910259627.8的专利公开了一种单缸柴油机组合式凸轮轴，其喷油泵供油凸轮的中心孔是滑套在凸轮轴上，并与驱动盘连接，驱动盘通过键和螺母紧固在凸轮轴上，解决了单缸柴油机喷油泵凸轮不能随意调节喷油角度的缺点，为单缸柴油机安装供油提前角自动调整装置提供了必要的条件，具有实施容易、性能可靠、操作快捷的特点。但是该发明要求将凸轮与驱动盘连接，限制了凸轮的安装位置，对于凸轮与驱动盘不在同一位置，甚至没有驱动盘的单缸柴油机，就不能采用该技术方案。

发明内容

本发明针对单缸柴油机的凸轮轴不能改变凸轮型线和供油、配气相位角的技术问题，提出了一种可变型线、可变相位组合式凸轮轴。

本发明所采用的技术方案是：

一种组合式凸轮轴，包括主动基轴1、从动基轴2和活动凸轮3、基轴连接销限位挡圈5、基轴连接销6，其特征在于：主动基轴1和从动基轴2上带有外花键，外花键两侧带有挡圈卡槽，活动凸轮3基圆中心带有内花键；主动基轴1和从动基轴2上的外花键分别与活动凸轮3基圆中心的内花键相配合，挡圈卡槽内设置挡圈4进行限位；主动基轴1和从动基轴2的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接；外凸四方台的凸部和内凹四方孔的孔壁上开有连接销孔，通过插入基轴连接销6进行轴向限位，通过使用基轴连接销限位挡圈5对基轴连接销6进行径向限位。

本发明的有益效果：组合式凸轮轴通过两个带有外花键的主动基轴和从动基轴及带有内花键的活动凸轮，可以实现试验用发动机配气凸轮轴凸轮的灵活更换和相位的调整，具有加工、安装简单、故障处理容易的特点，针对不同的凸轮型线及相位只需要加工不同的活动凸轮即可，无需再次加工基轴，提高了试验用发动机配气机构的修复性和可更换性，减少了换气过程研究所需要的时间成本和经济成本。

附图说明

图1为凸轮轴连接处的放大图；

图2为活动凸轮与基轴连接处剖视图

图3为主动基轴与从动基轴连接剖视图

图4为带径向凸起的基轴示意图。

具体实施方式

实施例1：

一种组合式凸轮轴，包括主动基轴1、从动基轴2和活动凸轮3、基轴连接销限位挡圈5、基轴连接销6，其特征在于：主动基轴1和从动基轴2上带有外花键，外花键两侧带有挡圈卡槽，活动凸轮3基圆中心带有内花键；主动基轴1和从动基轴2上的外花键分别与活动凸轮3基圆中心的内花键相配合，挡圈卡槽内设置挡圈4进行限位；主动基轴1和从动基轴2的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接；外凸四方台的凸部和内凹四方孔的孔壁上开有连接销孔，通过插入基轴连接销6进行轴向限位，通过使用基轴连接销限位挡圈5对基轴连接销6进行径向限位。

实施例1的安装方法为：利用开口卡钳将挡圈安装到主动基轴1远离连接端面的挡圈卡槽中，活动凸轮3从主动基轴的连接端安装到主动基轴上，两者的内外花键相配合，利用开口卡钳将挡圈安装到主动基轴靠近连接端面的挡圈卡槽中；类似地将两个挡圈和活动凸轮3安装从动基轴2；主动基轴1连接端面的外凸四方台和从动基轴连接端面的内凹四方孔进行止口级精度对插、连接；基轴连接销6通过主动基轴1连接端面上的销孔插入，经过从动基轴连接端面上的销孔后再次进入主动基轴连接端面内，用内挡圈卡钳将基轴连接销限位挡圈5安装到主动基轴连接端面的内挡圈卡槽中；如需要更改凸轮与主动基轴和从动基轴的相对角度，只需要将活动凸轮取下，转动一个花键齿后，再进行安装即可，相位角度的改变与活动凸轮与基轴的内、外花键齿数有关，单齿可调相位角度＝360°/齿数，即如果内、外花键的个数为20个齿，则每转动一个齿位凸轮与基轴相对位置改变18°；如配气凸轮有磨损需要更换或者需要改变配气凸轮轴的凸轮型线，只需要加工相应的活动凸轮，重新安装即可。

实施例2：

一种组合式凸轮轴，包括主动基轴1、从动基轴2和活动凸轮3、基轴连接销限位挡圈5、基轴连接销6，其特征在于：主动基轴1和从动基轴2上带有外花键，活动凸轮3基圆中心带有内花键；主动基轴和从动基轴上外花键远离连接端面的一侧带有径向凸起；主动基轴1和从动基轴2上的外花键分别与活动凸轮3基圆中心的内花键相配合，活动凸轮3一侧通过径向凸起限位，另一侧设置挡圈4进行限位；主动基轴1和从动基轴2的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接；外凸四方台的凸部和内凹四方孔的孔壁上开有连接销孔，通过插入基轴连接销6进行轴向限位，通过使用基轴连接销限位挡圈5对基轴连接销6进行径向限位。

实施例2的安装方法为：将活动凸轮3从主动基轴的连接端面安装到主动基轴上，两者的内外花键相配合，利用开口卡钳将挡圈安装到主动基轴靠近连接端面的挡圈卡槽中；类似地将活动凸轮和挡圈安装到从动基轴；主动基轴连接端面的外凸四方台和从动基轴连接端面的内凹四方孔进行止口级精度对插、连接；基轴连接销6通过主动基轴1连接端面上的销孔插入，经过从动基轴连接端面上的销孔后再次进入主动基轴连接端面内，用内挡圈卡钳将基轴连接销限位挡圈5安装到主动基轴连接端面的内挡圈卡槽中；如需要更改凸轮与主动基轴和从动基轴的相对角度，只需要将活动凸轮取下，转动一个花键齿后，再进行安装即可，相位角度的改变与活动凸轮与基轴的内、外花键齿数有关，单齿可调相位角度＝360°/齿数，即如果内、外花键的个数为20个齿，则每转动一个齿位凸轮与基轴相对位置改变18°；如配气凸轮有磨损需要更换或者需要改变配气凸轮轴的凸轮型线，只需要加工相应的活动凸轮，重新安装即可。

还可以对实施例1和实施例2的连接结构进行进一步优化，优选外凸四方台的长度和内凹四方孔的深度大于20mm。

为进一步提高两基轴连接的可靠性，优选内凹四方孔的深度大于外凸四方台的长度，使两基轴连接后具有一定的调整空间，有利于基轴连接销6的安装及试验过程中提高可靠性。

Claims (4)

1.一种组合式凸轮轴，包括主动基轴(1)、从动基轴(2)和活动凸轮(3)、基轴连接销限位挡圈(5)、基轴连接销(6)，其特征在于：主动基轴(1)和从动基轴(2)上带有外花键，外花键两侧带有挡圈卡槽，活动凸轮(3)基圆中心带有内花键；主动基轴(1)和从动基轴(2)上的外花键分别与活动凸轮(3)基圆中心的内花键相配合，挡圈卡槽内设置挡圈(4)进行限位；主动基轴(1)和从动基轴(2)的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接；外凸四方台的凸部和内凹四方孔的孔壁上开有连接销孔，通过插入基轴连接销(6)进行轴向限位，通过使用基轴连接销限位挡圈(5)对基轴连接销(6)进行径向限位。

2.一种组合式凸轮轴，包括主动基轴(1)、从动基轴(2)和活动凸轮(3)、基轴连接销限位挡圈(5)、基轴连接销(6)，其特征在于：主动基轴(1)和从动基轴(2)上带有外花键，活动凸轮(3)基圆中心带有内花键；主动基轴和从动基轴上外花键远离连接端面的一侧带有径向凸起；主动基轴(1)和从动基轴(2)上的外花键分别与活动凸轮(3)基圆中心的内花键相配合，活动凸轮(3)一侧通过径向凸起限位，另一侧设置挡圈(4)进行限位；主动基轴(1)和从动基轴(2)的连接端面上分别设置外凸四方台和内凹四方孔，通过外凸四方台和内凹四方孔进行连接；外凸四方台的凸部和内凹四方孔的孔壁上开有连接销孔，通过插入基轴连接销(6)进行轴向限位，通过使用基轴连接销限位挡圈(5)对基轴连接销(6)进行径向限位。

3.根据权利要求1或2所述的组合式凸轮轴，其特征在于：外凸四方台的长度和内凹四方孔的深度大于20mm。

4.根据权利要求1或2所述的组合式凸轮轴，其特征在于：内凹四方孔的深度大于外凸四方台的长度。