CN103967549A - 一缸多凸轮的组合式凸轮轴 - Google Patents

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钱仕全
王一江
江伟
陆金龙
杨振国
王颖
张栋梁
王建武
刘振威
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Abstract

本发明涉及一缸多凸轮的组合式凸轮轴，包括轴，轴上设有进气凸轮和排气凸轮，其特征在于：所述轴上还设有至少一个独立凸轮。本发明结构简单，在保证凸轮与凸轮轴扭转强度的可靠性以及常规进排气凸轮功能的前提下，增加了独立凸轮扩展功能，能够更方便地根据需求进行材料的优化匹配、降低加工成本、优化凸轮型线。

Description

一缸多凸轮的组合式凸轮轴
技术领域
本发明涉及应用于柴油机上的凸轮轴，具体地说是一种一缸多凸轮的组合式凸轮轴，属于柴油机配件装置技术领域。
背景技术
目前，对于带发动机制动的发动机，采用整体式凸轮轴的，大部分是一缸两凸轮结构（只有进气凸轮和排气凸轮），其制动桃头和排气桃头是设计到一个凸轮上的。
在柴油发动机电控技术日新月异的发展中，为了降低污染物排放量，EGR（废气再循环）技术有了很快的发展，内置EGR技术就是改动凸轮轴排气升程。凸轮轴的凸轮升程是控制气门打开或关闭的时间和位移量的东西，正常发动机是进气门打开后，排气门就会很快关闭，更改排气门凸轮轴型线会让排气门延时关闭，这样排气歧管里面的过多的废气就有一些会回流到燃烧室内参与下一次燃烧，这个就是内置EGR的原理。对于带内置EGR技术的发动机来说，其凸轮轴型线也是设计到排气凸轮上的，没有单独的内部EGR凸轮。
总的来说，现有柴油发动机上的凸轮轴主要存在下述几点问题：1、整体式凸轮轴上凸轮只能采用与轴相同的材料，不能根据需求进行材料的优化匹配；2、整体式凸轮轴上凸轮加工成本高，不利于实现柔性化生产；3、整体式凸轮轴受工艺的限制，凸轮间距和位置不能灵活选择；4、制动或内部EGR桃头和排气桃头设计在一个凸轮上，型线在设计时受到排气凸轮型线的限制，难以实现最佳性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其结构简单，在保证凸轮与凸轮轴扭转强度的可靠性以及常规进排气凸轮功能的前提下，增加了独立凸轮扩展功能，能够更方便地根据需求进行材料的优化匹配、降低加工成本、优化凸轮型线。
按照本发明提供的技术方案：一缸多凸轮的组合式凸轮轴，包括轴，轴上设有进气凸轮和排气凸轮，其特征在于：所述轴上还设有至少一个独立凸轮。
作为本发明的进一步改进，所述轴、进气凸轮、排气凸轮和独立凸轮是采用相同或不同的材料单独加工而成，然后装配组合为整体。
作为本发明的进一步改进，所述的至少一个独立凸轮包括制动凸轮和/或EGR凸轮和/或其他进排气凸轮。
作为本发明的进一步改进，所述轴为中空轴。
作为本发明的进一步改进，所述进气凸轮、排气凸轮和独立凸轮采用过盈配合连接，或采用过盈配合并焊接连接，或采用烧结连接，或采用滚花过盈连接方法固定在轴上。
作为本发明的进一步改进，所述轴采用冷拔钢管或机加工而成的钢管材料制成，所述进气凸轮、排气凸轮和独立凸轮采用钢或合金钢或粉末冶金材料材料制成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）由于各凸轮和轴是装配到一起的，因此根据零部件的位置、功能的不同，可以灵活的选择不同材料，以实现最佳匹配获得更好的性能，同时减轻整个凸轮轴重量；
（2）由于各凸轮和轴是装配到一起的，因此凸轮位置关系、宽度等可以根据需求灵活选择；
（3）由于各凸轮和轴是分别加工，因此与传统的一体式凸轮轴相比，加工成本降低、效率提高；
（4）由于各凸轮个数功能等可根据需求选择，因此除了常规的进气凸轮和排气凸轮外，其他用途的凸轮型线可以灵活设计，例如制动凸轮的制动型线设计不再受排气凸轮的限制，可以完全根据需求进行设计以达到更高的制动功率。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意简图。
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1所示，实施例中的组合式凸轮轴1是一缸三凸轮结构，其主要由轴1、进气凸轮2、独立凸轮3和排气凸轮4组成，所述独立凸轮3作为制动凸轮，独立凸轮3位于排气凸轮4和进气凸轮2之间。
上述实施例中，所述轴1、进气凸轮2、排气凸轮4和独立凸轮3是采用相同或不同的材料单独加工而成，然后装配组合为整体，各凸轮位置关系、功能、宽度等均可根据实际需求进行调整。如上述制动凸轮的型线完全根据发动机制动需求进行设计。
上述实施例中，所述独立凸轮3是作为制动凸轮，并设置在进气凸轮2和排气凸轮4之间。但在实际应用中，由于各缸的结构不同，凸轮轴1的结构也有所不同，制动凸轮并不一定要位于进气凸轮2和排气凸轮4之间，而是可以根据实际需求进行调整。另外，所述独立凸轮3的数量还可以根据需求增加，扩展其他功能。如一缸四凸轮结构，除包括一个进气凸轮2和一个排气凸轮4外，还包括一个制动凸轮和一个内部EGR凸轮。总的来说，各凸轮位置关系、功能、宽度等均可根据实际需求进行调整。
上述实施例中，所述凸轮轴1上的进气凸轮2、排气凸轮4均是一个，但在实际应用中，进气凸轮2和排气凸轮4还可以为多个。
上述实施例中，所述轴1为中空轴1，这是一个优选的方案，在保证扭矩强度可靠性满足使用要求的前提下，采用中空轴1可以使凸轮轴1的整体质量明显减轻，符合整机轻量化需求，对发动机节能具有重要意义，同时中空轴1的材料成本更低。但在实际应用中，轴1也可以为实心轴1。
本发明中，所述进气凸轮2、排气凸轮4和独立凸轮3采用过盈配合连接，或采用过盈配合并焊接连接，或采用烧结连接，或采用滚花过盈连接方法固定在轴1上。
本发明中，所述轴1可以采用冷拔钢管或机加工而成的钢管材料制成，所述进气凸轮2、排气凸轮4和独立凸轮3可以采用钢或合金钢或粉末冶金材料材料制成。

Claims (6)

1. 一缸多凸轮的组合式凸轮轴，包括轴（1），轴（1）上设有进气凸轮（2）和排气凸轮（4），其特征在于：所述轴（1）上还设有至少一个独立凸轮（3）。
2.如权利要求1所述的一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其特征在于：所述轴（1）、进气凸轮（2）、排气凸轮（4）和独立凸轮（3）是采用相同或不同的材料单独加工而成，然后装配组合为整体。
3.如权利要求1所述的一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其特征在于：所述的至少一个独立凸轮（3）包括制动凸轮或EGR凸轮或进排气凸轮。
4.如权利要求1所述的一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其特征在于：所述轴（1）为中空轴（1）。
5.如权利要求1所述的一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其特征在于：所述进气凸轮（2）、排气凸轮（4）和独立凸轮（3）采用过盈配合连接，或采用过盈配合并焊接连接，或采用烧结连接，或采用滚花过盈连接固定在轴（1）上。
6.如权利要求1所述的一缸多凸轮的组合式凸轮轴，其特征在于：所述轴（1）采用冷拔钢管或机加工而成的钢管材料制成，所述进气凸轮（2）、排气凸轮（4）和独立凸轮（3）采用钢或合金钢或粉末冶金材料制成。
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