CN103994002B - 高压油泵用凸轮轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压油泵用凸轮轴，包括凸轮轴本体，所述凸轮轴本体的一端为驱动端，自驱动端起依次设有键槽、第一轴挡、N个凸轮、第二轴挡，凸轮轴本体的另一端设有螺纹孔；发动机通过键槽与凸轮轴本体连接，带动驱动端转动；所述N个凸轮均为三桃形切线凸轮结构，依次错开60°；本发明采用三桃型切线凸轮结构，降低了加工难度；通过凸轮基数的简单累加，可以实现更高能力的供油能力，简化了设计过程，并使得加工成本得到优化；通过选用合金渗碳钢，使得零件热处理变形小，且采用渗碳淬火工艺，节省了热处理成本，并得到理想的材料使用特性。

Description

高压油泵用凸轮轴
技术领域
本发明属于汽车制造领域，具体地说是柴油机的配套高压共轨系统中高压油泵上使用的一个重要组成部分。
背景技术
随着排放法规的日益严格，高压共轨系统已成为柴油机燃油喷射系统的主流。凸轮轴是高压共轨系统高压油泵的关键零件，由于高压共轨燃油喷射系统已经脱离了发动机转速限制，可以实现定时、定量、定次数的喷射定轨压的燃油，所以高压油泵与发动机不存在供油的相位关系，从而使得油泵的供油次数得以放开。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高压油泵用凸轮轴。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高压油泵用凸轮轴，包括凸轮轴本体，所述凸轮轴本体的一端为驱动端，自驱动端起依次设有键槽、第一轴挡、N个凸轮、第二轴挡，凸轮轴本体的另一端设有螺纹孔；其中，N为大于1的自然数；发动机通过键槽与凸轮轴本体连接，带动驱动端转动；所述N个凸轮均为三桃形切线凸轮结构，依次错开60°；所述凸轮的三桃形切线凸轮结构的整体型线由三段一样的型线依次相连组成，每一段型线由5段线条依次相连组成，5段线条的计算公式分别为：
第一段：h=(R+r)/cos(x)-(R+r)，
第二段：h=e2*cos(x1)+sqrt((p2+r)^2-(e2*sin(x1))^2)-(R+r)，
第三段：h=e3*cos(x2)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x2))^2)-(R+r)，
第四段：h=e3*cos(x3)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x3))^2)-(R+r)，
第五段：h=(R+r)/cos(x4)-(R+r)；
其中，R为基圆半径、r为滚子半径、h为升程、p2为第二段圆弧半径、p3为第三段和第四段圆弧半径、e2为第二段圆弧圆心到基圆圆心距离、e3为第三段和第四段圆弧圆心到基圆圆心的距离、x为第一段线条的转角、x1为第二段线条的转角、x2为第三段线条的转角、x3为第四段线条的转角、x4为第五段线条的转角。
进一步地，该凸轮轴的材料为20CrMoTi或12CrNi3合金渗碳钢，采用渗碳淬火工艺保证表面硬度为620-820HV1。
本发明的有益效果是，本发明可有效增加高压油泵的循环供油量；通过多次供油，可以降低高压共轨燃油喷射系统的轨内压力波动；通过切线凸轮设计，降低了加工难度，并且在整个工作域内噪音小，系统可靠性高；通过选用合金渗碳钢，使得零件热处理变形小，且采用渗碳淬火工艺，节省了热处理成本，并得到理想的材料使用特性；通过凸轮基数的简单累加，可以实现更高能力的供油能力，简化了设计过程，并使得加工成本得到优化。
附图说明
图1为凸轮轴的主视图；
图2为凸轮轴的侧视图；
图3为凸轮型线的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1、2所示，本发明一种高压油泵用凸轮轴，包括凸轮轴本体5，所述凸轮轴本体5的一端为驱动端1，自驱动端1起依次设有键槽2、第一轴挡3、N个凸轮4、第二轴挡6，凸轮轴本体5的另一端设有螺纹孔7；其中，N为大于1的自然数；发动机通过键槽2与凸轮轴本体5连接，带动驱动端1转动；第一轴挡3和第二轴挡6防止凸轮轴工作时左右窜动；螺纹孔7连接其它部件；所述N个凸轮4均为三桃形切线凸轮结构，依次错开60°；
如图3所示，所述凸轮4的三桃形切线凸轮结构的整体型线由三段一样的型线依次相连组成，每一段型线由5段线条依次相连组成，5段线条的计算公式分别为：
第一段（图中点1-点2段）：h=(R+r)/cos(x)-(R+r)，
第二段（图中点2-点3段）：h=e2*cos(x1)+sqrt((p2+r)^2-(e2*sin(x1))^2)-(R+r)，
第三段（图中点3-点4段）：h=e3*cos(x2)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x2))^2)-(R+r)，
第四段（图中点4-点5段）：h=e3*cos(x3)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x3))^2)-(R+r)，
第五段（图中点5-点6段）：h=(R+r)/cos(x4)-(R+r)；
其中，R为基圆半径、r为滚子半径、h为升程、p2为第二段圆弧半径、p3为第三段和第四段圆弧半径、e2为第二段圆弧圆心到基圆圆心距离、e3为第三段和第四段圆弧圆心到基圆圆心的距离、x为第一段线条的转角、x1为第二段线条的转角、x2为第三段线条的转角、x3为第四段线条的转角、x4为第五段线条的转角。
实施例1
凸轮4为两个，且为三桃形切线凸轮结构，凸轮4沿型线运动一周，可以实现三次供油过程，通过每段切线形式的相互配合，可有效降低噪音的产生；该凸轮轴使用在直列两缸的高压油泵上，两个凸轮4错开60°，在凸轮轴转动时，交替供油，实现凸轮轴每转动一周，高压油泵6次供油的能力；为提升凸轮轴使用的耐久性，凸轮轴的材质选用20CrMoTi或12CrNi3等合金渗碳钢，采用渗碳淬火工艺保证表面硬度620-820HV1。

Claims (2)

1.一种高压油泵用凸轮轴，包括凸轮轴本体（5），其特征在于，所述凸轮轴本体（5）的一端为驱动端（1），自驱动端（1）起依次设有键槽（2）、第一轴挡（3）、N个凸轮（4）、第二轴挡（6），凸轮轴本体（5）的另一端设有螺纹孔（7）；其中，N为大于1的自然数；发动机通过键槽（2）与凸轮轴本体（5）连接，带动驱动端（1）转动；所述N个凸轮（4）均为三桃形切线凸轮结构，依次错开60°；所述凸轮（4）的三桃形切线凸轮结构的整体型线由三段一样的型线依次相连组成，每一段型线由5段线条依次相连组成，5段线条的计算公式分别为：
第一段：h=(R+r)/cos(x)-(R+r)，
第二段：h=e2*cos(x1)+sqrt((p2+r)^2-(e2*sin(x1))^2)-(R+r)，
第三段：h=e3*cos(x2)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x2))^2)-(R+r)，
第四段：h=e3*cos(x3)+sqrt((p3+r)^2-(e3*sin(x3))^2)-(R+r)，
第五段：h=(R+r)/cos(x4)-(R+r)；
其中，R为基圆半径、r为滚子半径、h为升程、p2为第二段圆弧半径、p3为第三段和第四段圆弧半径、e2为第二段圆弧圆心到基圆圆心距离、e3为第三段和第四段圆弧圆心到基圆圆心的距离、x为第一段线条的转角、x1为第二段线条的转角、x2为第三段线条的转角、x3为第四段线条的转角、x4为第五段线条的转角。
2.根据权利要求1所述一种高压油泵用凸轮轴，其特征在于，该凸轮轴的材料为20CrMoTi或12CrNi3合金渗碳钢，采用渗碳淬火工艺保证表面硬度为620-820HV1。
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