CN104295332A - 一种带vvt油路的组合式凸轮轴 - Google Patents

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司莉纳
谌伦武
程涛
邓伟
陈茹莲
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Abstract

本发明涉及一种带VVT油路的组合式凸轮轴，包括芯轴，所述芯轴的左端部固定有相位调节轴颈，所述芯轴的右端部固定有信号盘；所述芯轴为中空的管状体，其中部设有四个轴颈，所述每个轴颈的左右两端各设有一个凸轮，这两个凸轮为一个凸轮组，所述凸轮组与发动机各缸气门相对应；所述第一凸轮组左边凸轮的右端部和右边凸轮的左端部，各设有一个环形的限位台，所述限位台与轴承盖配合。本发明能够提高轴颈的滑动性、凸轮的耐磨性和轴芯的抗弯及抗扭性能,且重量轻，加工成本低；同时还能优化VVT油路的布置，保证VVT实现正常功能，特别适用于四缸发动机。

Description

一种带VVT油路的组合式凸轮轴
技术领域
 本发明涉及汽车发动机部件，具体涉及一种带VVT（可变气门正时系统）油路的组合式凸轮轴。
背景技术
近年来，为适应国家日趋严格的对油耗、排放等法规要求，迫切需要开发低能耗的发动机，这就要求设计效率更高的配气机构。而凸轮轴作为配气机构中不断加速和减速旋转的关键部件，这种加速和减速必然伴随着巨大的能量损失，因此，减轻凸轮轴的重量对发动机的节能环保发挥着极为重要的作用。
现有的凸轮轴，如CN 201269110Y公告“汽车发动机排气凸轮轴”，该凸轮轴采用整体加工成型。但是，在发动机配气机构中，对凸轮轴的轴颈、凸轮、芯轴的性能要求各不相同，对轴颈而言，要求其滑动性能好；对凸轮而言，要求其耐磨损；对芯轴而言，要求其刚性好，即抗弯、抗扭性能好。然而，锻造和铸造的凸轮轴大多使用单一材料制造而成，使得材料的利用不尽合理，因此很难同时达到上述要求。
又如公告号为CN202250278U的“组合式凸轮轴”，该凸轮轴采用分开加工，而后再装配，但其轴芯为实心，抗扭性能并不好，而且导致整个凸轮轴也较重。另外，该组合式凸轮轴的油路设在芯轴上，布置较为繁杂，加工工艺复杂。
因此，需要对现有凸轮轴的结构进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带VVT油路的组合式凸轮轴，其能够提高轴颈的滑动性、凸轮的耐磨性和轴芯的抗弯及抗扭性能，且重量轻，加工成本低；同时还能优化VVT油路的布置，保证VVT实现正常功能，特别适用于四缸发动机。
本发明所述的一种带VVT油路的组合式凸轮轴，包括芯轴，所述芯轴的左端部固定有相位调节轴颈，所述芯轴的右端部固定有信号盘；
所述芯轴为中空的管状体，其中部设有四个轴颈，所述每个轴颈的左右两端各设有一个凸轮，这两个凸轮为一个凸轮组，所述凸轮组与发动机各缸气门相对应，所述四个轴颈从左至右依次为第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈和第四轴颈；第一凸轮组的两个凸轮分别位于所述第一轴颈的左右两端，第二凸轮组的两个凸轮分别位于所述第二轴颈的左右两端，第三凸轮组的两个凸轮分别位于所述第三轴颈的左右两端，第四凸轮组的两个凸轮分别位于所述第四轴颈的左右两端；
所述第一凸轮组的左边凸轮的右面设有一个环形的限位台，所述第一凸轮组的右边凸轮的左面，也设有一个环形的限位台；所述两个限位台均与轴承盖配合，。
所述相位调节轴颈为实心的圆柱形，所述调节轴颈的左端面上设有与VVT连接的定位销孔，还设有四个油孔，所述四个油孔与VVT油路相通，同一直径上的两个油孔为一对，一共两对，其中一对为第一对油孔，另一对为第二对油孔；所述相位调节轴颈的中部设有第一环形油槽和第二环形油槽，所述相位调节轴颈的第一环形油槽中设有径向延伸的两个第一油孔，该两个第一油孔分别与所述第一对油孔一一对应相通；所述相位调节轴颈的第二环形油槽中设有径向延伸的两个第二油孔，该两个第二油孔分别与第二对油孔一一对应相通；所述相位调节轴颈的右部为六棱柱形。
所述四个轴颈通过直接在芯轴上磨削加工形成，所述四个轴颈的壁厚略小于芯轴的壁厚。
本发明具有以下优点：
1）将凸轮轴的芯轴、相位调节轴颈、凸轮分开加工制造，然后通过过盈装配的方式组合成一体，解决了单一材料很难同时满足配气机构对凸轮轴各部分的不同要求。同时，还兼顾了了VVT油路的合理布置，利用油孔和油槽的共同作用，保证了VVT实现正常功能。
2）第一凸轮组上的限位台与轴承盖配合使用，以限制凸轮轴的轴向串动。
3）将轴颈在芯轴上一体加工磨削，可有效避免套装轴颈而产生裂纹，又可保证轴颈足够的强度。
4）将限位凸台在凸轮上直接加工而成，减少了零部件数量，增加凸轮的强度，优化了组合式凸轮轴制造工艺。
5）芯轴采用管状体，减轻了整个凸轮轴的重量，减小了摩擦力，降低了转动惯量，从而降低了发动机能耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为相位调节轴颈的轴侧示意图；
图3为本发明滞后腔供油的剖视结构示意图；
图4为本发明提前腔供油的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述：
参见图1至图4所示的一种带VVT油路的组合式凸轮轴，包括用45#钢材料制成的芯轴4，所述芯轴4的左端部固定有相位调节轴颈1，所述芯轴4的右端部固定有信号盘7；
所述芯轴4为中空的管状体，其中部设有四个轴颈，所述凸轮与芯轴4过盈配合，所述每个轴颈的左右两端各设有一个凸轮，这两个凸轮为一个凸轮组，所述凸轮组与发动机各缸气门相对应，所述四个轴颈从左至右依次为第一轴颈61、第二轴颈62、第三轴颈63和第四轴颈64，第一凸轮组51的两个凸轮分别位于所述第一轴颈61的左右两端，第二凸轮组52的两个凸轮分别位于所述第二轴颈62的左右两端，第三凸轮组53的两个凸轮分别位于所述第三轴颈63的左右两端，第四凸轮组54的两个凸轮分别位于所述第四轴颈64的左右两端；所有凸轮均采用GCr15制成，凸轮与芯轴4间均采用滚花连接，所述第一凸轮组51的左边凸轮的右面设有一个环形的限位台21，所述第一凸轮组51的右边凸轮的左面，也设有一个环形的限位台21；
限位台分别在两个凸轮上直接加工而成，所述两个限位台21均与轴承盖配合。
所述四个轴颈均在芯轴4上一体磨削而成，所述四个轴颈的壁厚略小于芯轴4的壁厚。
将轴颈在芯轴4上一体加工磨削，可以解决两方面问题，1.若将轴颈套装在芯轴上，势必造成轴颈壁厚太薄，导致压装时产生裂纹，而轴颈直接在芯轴上磨削而成，其壁厚只比芯轴壁厚稍小，不存在裂纹问题；2.若将轴颈直接套装在芯轴上，因壁厚太薄，有可能导致强度不足，而直接在芯轴上磨削出轴颈能保证足够的强度。
所述相位调节轴颈1为实心的圆柱形，采用GCr15制成，通过滚花连接在芯轴4的前端部，用于传递扭矩，所述调节轴颈1的左端面上设有与VVT连接的定位销孔，还设有四个油孔，所述四个油孔与VVT油路相通，同一直径上的两个油孔为一对，一共两对，其中一对为第一对油孔14，另一对为第二对油孔15；所述相位调节轴颈1的中部设有第一环形油槽16和第二环形油槽17，所述相位调节轴颈1的第一环形油槽16中设有径向延伸的两个第一油孔11，该两个第一油孔11分别与所述第一对油孔14一一对应相通；所述相位调节轴颈1的第二环形油槽17中设有径向延伸的两个第二油孔12，该两个第二油孔12分别与第二对油孔15一一对应相通；所述相位调节轴颈1的右部为六棱柱形。
所述VVT与相位调节轴颈连接后的C1和C2油路走向为：
C1油路：第一环形油槽→第一油孔→第一对油孔→VVT，为VVT滞后腔供油，实现相位滞后控制；C2油路：第二环形油槽→第二油孔→第二对油孔→VVT，为VVT提前腔供油，实现相位提前控制。
组合式凸轮轴可将凸轮轴各部分单独进行制造，可根据凸轮轴各部分要求选择相应的材料和工艺方法，从而实现材料的优化匹配，保证较好的轴颈滑动性能、凸轮的耐磨性、芯轴的刚度及抗弯抗扭性能，还同时具有重量轻，加工成本低等优点。

Claims (3)

1.一种带VVT油路的组合式凸轮轴，包括芯轴（4），所述芯轴（4）的左端部固定有相位调节轴颈（1），所述芯轴（4）的右端部固定有信号盘（7）；
其特征在于：所述芯轴（4）为中空的管状体，其中部设有四个轴颈，所述每个轴颈的左右两端各设有一个凸轮，这两个凸轮为一个凸轮组，所述凸轮组与发动机各缸气门相对应，所述四个轴颈从左至右依次为第一轴颈（61）、第二轴颈（62）、第三轴颈（63）和第四轴颈（64）；第一凸轮组（51）的两个凸轮分别位于所述第一轴颈（61）的左右两端，第二凸轮组（52）的两个凸轮分别位于所述第二轴颈（62）的左右两端，第三凸轮组（53）的两个凸轮分别位于所述第三轴颈（63）的左右两端，第四凸轮组（54）的两个凸轮分别位于所述第四轴颈（64）的左右两端；
所述第一凸轮组（51）的左边凸轮的右面设有一个环形的限位台（21），所述第一凸轮组（51）的右边凸轮的左面，也设有一个环形的限位台（21）；所述两个限位台（21）均与轴承盖配合。
2.根据权利要求1所述的一种带VVT油路的组合式凸轮轴，其特征是：所述相位调节轴颈（1）为实心的圆柱形，所述调节轴颈（1）的左端面上设有与VVT连接的定位销孔，还设有四个油孔，所述四个油孔与VVT油路相通，同一直径上的两个油孔为一对，一共两对，其中一对为第一对油孔（14），另一对为第二对油孔（15）；所述相位调节轴颈（1）的中部设有第一环形油槽（16）和第二环形油槽（17），所述相位调节轴颈（1）的第一环形油槽（16）中设有径向延伸的两个第一油孔（11），该两个第一油孔（11）分别与所述第一对油孔（14）一一对应相通；所述相位调节轴颈（1）的第二环形油槽（17）中设有径向延伸的两个第二油孔（12），该两个第二油孔（12）分别与第二对油孔（15）一一对应相通；所述相位调节轴颈（1）的右部为六棱柱形。
3.根据权利要求1或2所述的一种带VVT油路的组合式凸轮轴，其特征是：所述四个轴颈通过直接在芯轴（4）上磨削形成，所述四个轴颈的壁厚略小于芯轴（4）的壁厚。
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