CN105715321B

CN105715321B - 复合凸轮托架

Info

Publication number: CN105715321B
Application number: CN201510864527.3A
Authority: CN
Inventors: 克里斯·唐纳德·威克斯; 马克·迈克尔·马丁
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: CN105715321A; US20160177868A1; US9593642B2

Abstract

一种凸轮托架总成包括具有气门的汽缸盖和具有凸角的凸轮轴。凸轮托架具有与围绕气门接合的汽缸盖连接的第一侧和具有支撑凸轮轴的轴承表面的第二侧。一系列孔在第一侧和第二侧之间延伸，用于凸角与气门相连接。凸轮托架由使凸轮轴与汽缸盖隔绝且对相关的发动机的上部提供实质重量减轻的碳纤维复合材料制成。

Description

复合凸轮托架

技术领域

本发明总体上涉及一种支撑与发动机气门相连接的凸轮轴的凸轮托架总成，并且更具体地涉及一种由碳纤维复合材料制成的凸轮托架和一种相关的装配方法。

背景技术

通常理解的是，内燃发动机具有进气气门和排气气门，进气气门和排气气门典型地与凸轮轴的凸轮凸角直接或间接相连接以控制气门的打开和关闭的正时。凸轮轴通常用形成凸轮托架的金属部件附接到汽缸盖，并且因此用单独的凸轮罩围住。通常理解的是，除其它原因之外，车辆的减轻的重量对增加的燃料效率是期望的。用来减轻发动机重量的先前尝试已包括用聚合物材料和重量轻的金属形成凸轮罩。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种凸轮托架总成包括具有凸角的凸轮轴和凸轮托架。凸轮托架完全由碳纤维复合材料制成。凸轮托架还具有用于接合汽缸盖的下侧、具有支撑凸轮轴的半圆形轴承表面的上侧、和一系列线性孔，该孔在上侧和下侧之间延伸并与凸角的凸轮轴对准，用于凸角与汽缸盖上的气门相连接。

根据本发明的另一个方面，一种凸轮托架包括具有用于接合汽缸盖的第一侧的碳纤维复合材料的单件。该碳纤维复合材料的单件还具有包括用于支撑凸轮轴的轴承表面的相对的第二侧。一系列孔在第一侧和第二侧之间延伸并与凸轮轴的轴承表面线性对准，用于凸轮轴与汽缸盖上的气门相连接。

根据本发明的又一个方面，一种凸轮托架总成包括具有气门的汽缸盖和具有凸角的凸轮轴。凸轮托架具有与围绕气门接合的汽缸盖连接的第一侧和具有支撑凸轮轴的轴承表面的第二侧。一系列孔在第一侧和第二侧之间延伸，用于凸角与气门相连接。凸轮托架由使凸轮轴与汽缸盖隔绝的碳纤维复合材料制成。

本领域技术人员通过研究下面的说明书、权利要求、和附图，本发明的这些和其它方面、目的、和特征将被理解和领会。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例具有附接到汽缸盖的凸轮托架的凸轮托架总成的顶部透视图；

图2是图1中所示的凸轮托架总成的分解的顶部透视图，说明了远离汽缸盖分解的凸轮托架；

图3是图1中所示的凸轮托架总成的分解的顶部透视图，说明了远离凸轮托架分解的凸轮盖和燃料泵基座；

图4是从一端截取的凸轮托架的顶部透视图；

图5是从与图4中所述的一端相对的端截取的凸轮托架的顶部透视图；

图6是凸轮托架的俯视平面图；

图7是凸轮托架的底部透视图；

图8是具有凸轮轴和与之装配的凸轮盖的凸轮托架的俯视平面图；

图9是在图8的线IX-IX处截取的凸轮托架、凸轮轴、和凸轮盖的剖视图；

图10是在图8的线X-X处截取的凸轮托架、凸轮轴、和凸轮盖的剖视图，说明了凸轮轴的轴承和与汽缸盖上的气门相连接的凸轮轴；

图11是凸轮托架总成的分解的顶部透视图，说明了用于相关的凸轮轴的装配方法；以及

图12是凸轮托架的另一实施例的分解的顶部透视图，说明了用于相关的凸轮轴的装配方法。

具体实施方式

为了在此说明的目的，术语“上”，“下”，“右”，“左”，“后”，“前”，“竖直”，“水平”及其衍生词将如图1所示的取向与本发明相关。然而，应当理解到的是，本发明可以采用各种可供选择的取向，除非有相反的明确说明。还应当理解到的是，附图所示及以下说明书所说明的具体装置和过程仅是权利要求限定的本发明构思的示例性实施例。因此，关于此处公开的实施例的具体的尺寸和其他物理特征不应被认为是限制性的，除非权利要求中另有明确声明。

参照图1-12，附图标记10总体上代表凸轮托架总成，该凸轮托架总成包括汽缸盖12，汽缸盖12具有与凸轮轴18的多个凸轮凸角16相连接的一系列发动机气门14。凸轮托架总成10的凸轮托架20包括围绕气门14以密封接合的方式与汽缸盖12连接的第一侧22。凸轮托架20的第二侧24具有支撑凸轮轴18的半圆形轴承表面26。一系列孔28在凸轮托架20的第一侧和第二侧22、24之间延伸，用于凸轮轴18的多个凸轮凸角16与一系列发动机气门14相连接且根据用于车辆整个发动机要求操作相关的发动机。然而，可以预期的是，托架总成10也可以应用于不与车辆结合使用的发动机。本发明的凸轮托架20由碳纤维复合材料制成。碳纤维复合材料可以配置为使凸轮轴18与汽缸盖12隔绝，并且提供实质的重量减轻到相关的发动机的上部，除了典型地用于凸轮托架的金属的优势之外降低车辆重心。

现在参照图1中所示的实施例，凸轮托架总成10被示出具有附接到汽缸盖12的上部30的凸轮托架20，用于将发动机气门14围住且将凸轮轴18和相关的凸轮凸角16定位成一直线以与发动机气门14相连接。可以预期的是，汽缸盖12的上部30可以包括摇臂、进气气门和排气气门、气门弹簧、和可以被凸轮托架20隐藏的其它可想到的部件。尽管在此称为汽缸盖12的上部30，但是应当理解的是，汽缸盖12的附加实施例可以可选择地定向或旋转，比如在水平对置式发动机中，以将气门定位在汽缸盖12的下部或侧部上。

同样如在图1中所示的实施例中所示，凸轮托架20的第一侧22(图2)的下外围边缘32通常围绕汽缸盖12的上部30固定地附接以形成用于防止流体在其间泄漏的液体密封。在一个实施例中，液体密封可以通过围绕外围边缘32附接且在汽缸盖12和凸轮托架20之间压缩的垫圈34(图9)形成。还可以预期的是，液体密封可以通过可以设置在其间以提供防止液体和气体逸出的其它材料——比如液态垫圈——形成。

参照图2，所示的凸轮托架20的实施例还包括从外围边缘32向内的安装孔36(图4)，该安装孔36在第一和第二侧22、24之间延伸以允许螺纹紧固件38(图10)延伸穿过凸轮托架20且与汽缸盖12上的对应的紧固孔40螺纹接合，从而将凸轮托架20固定到汽缸盖12。安装孔36与紧固孔40对准以允许螺纹紧固件38(图10)的圆柱成形的杆42穿过安装孔36且接合螺纹紧固孔40。围绕安装孔36的凸轮托架20的材料具有包括足够质量的大小，以允许螺纹紧固件38(图10)的头部44邻接且压缩靠近安装孔36的凸轮托架20并且形成凸轮托架20和汽缸盖12之间的流体密封。在附加的实施例中，可以理解的是，安装孔36可以可选择地成形且设置在凸轮托架20上，比如沿外围边缘32的垫圈34的外部。还可以预期的是，螺纹紧固件38可以包括螺栓、螺钉、或将承受发动机的操作条件的其它可想到的紧固件或附接部件。

如图2中进一步所示，凸轮托架20与汽缸盖12分离从而还显示在汽缸盖12的上部30上的发动机气门14。所示的汽缸盖12的实施例包括发动机气门14的进气排46和排气排48，从而每个活塞缸具有来自进气排46的两个气门和来自排气排48的两个气门。可想到的是，在附加的实施例中，在汽缸盖12上可以有更多或更少的气门14且气门14可以可选择地设置、配置和以其他方式专用于来自所示的实施例的活塞缸。所示的汽缸盖12上的气门14与线性系列孔28(图6)对准，线性系列孔28在凸轮托架20的上侧和下侧24、22之间延伸，用于凸轮轴18的凸角16与汽缸盖12上的气门14相连接。具体地说，所示的实施例具有两个凸轮轴18，一个凸轮轴18用于气门14的每个排46、48同时凸轮轴18上的凸角16用于每个气门14。因此，气门14在凸轮托架20中的孔28中向上延伸，并且设置有直接邻接凸轮轴18的凸角16的远端表面50。可想到的是，在气门14中可以具有滚动端面或汽门挺杆，并且在附加的实施例中，气门14可以附接到摇臂或以其它方式配置为与凸轮轴18的凸角16相连接。

现在参照3，凸轮托架20被示出与汽缸盖12(图2)分离，同时多个凸轮盖52远离凸轮托架20的上侧24分解，每个凸轮盖52具有用于直接接合凸轮轴18且支撑其旋转的半圆形轴承表面54。多个凸轮盖52与凸轮托架20的上侧24连接，每个凸轮盖52在凸轮轴18的相对侧上，以便半圆形轴承表面54拱悬于各自的凸轮轴18上并且对凸轮轴18提供上部支撑。在所示的实施例中，多个凸轮盖52从凸轮托架20单独地形成，并且多个凸轮盖52中的每个用紧固件56紧固到凸轮托架20的上侧24，紧固件56在每个凸轮轴18的相对侧上接合凸轮托架20。如图所示，每个凸轮轴18包括将凸轮轴18固定抵靠凸轮托架20的轴承表面26的四个凸轮盖52。照此，多个凸轮盖52的端盖58附接在凸轮托架20的第一端60，以允许凸轮轴18上的外盘62在凸轮托架20的外部旋转。所示的凸轮盖52包括限定半圆形轴承表面54、具有臂部66的轴承衬套64，臂部66从半圆形轴承表面54的端部向外延伸以围绕用来附接凸轮盖52的紧固件56邻接凸轮托架20。轴承衬套64可以是金属材料，比如钢合金、铝合金、和其它可想到的金属或它们的组合或层体，并且可以包括一层巴氏合金材料或其它表面镀层或涂层以改善和进一步限定半圆形轴承表面54。凸轮盖52的上部件68在轴承衬套64之上附接，且限定在凸轮轴18的相对侧上的安装凸台，紧固件孔70在其中竖直地延伸以接收将凸轮盖52固定到凸轮托架20的紧固件56。可以想到的是，凸轮盖52的上部件68可以包括聚合物材料和/或可以是与轴承衬套64一致的材料，比如金属合金或复合材料。

同样如图3中所示，燃料泵基座72通过凸轮轴18中的一个靠近凸轮托架20的第二端74与凸轮托架20的上侧24连接。燃料泵基座72被配置用于在其顶部表面76上支撑燃料泵。在所示的实施例中，燃料泵基座72与凸轮托架20单独地形成并且用螺纹紧固件紧固到凸轮托架20的上侧24。燃料泵基座72的顶部表面76通常是平的，并且跨越竖直突出的燃料泵基座72，燃料泵基座72具有在中心区域中向下延伸的孔78和在孔78的相对侧上的两个较小的附接孔80。附接孔80被配置为接收用于将燃料泵固定到燃料泵基座72的平的顶部表面76的紧固件。附加的实施例可以具有可选地配置或定位在凸轮托架20上的燃料泵基座72，并且可以具有与凸轮托架20或其部分整体地形成的燃料泵基座72。

参照图4-5，凸轮托架20被示出没有凸轮轴18以显示凸轮托架20如何大体上分成用于每个凸轮轴18的两个独立的纵向凸轮壳体82。凸轮壳体82以彼此平行的关系延伸且与相关的凸轮轴18的旋转轴线成一直线。纵向凸轮壳体82与加强元件84互相连接，加强元件84与整个凸轮托架20整体地形成。加强元件84，在所示的实施例中，在纵向凸轮壳体82之间正交地延伸，并且每个包括安装孔86，以接收用于附接总体上与凸轮轴18平行对齐延伸的至少一个燃料轨的紧固件，如本领域技术人员通常理解的。纵向凸轮壳体82靠近加强元件84的内部边缘包括用于安装紧固件的罩安装孔88，安装紧固件将凸轮罩固定在凸轮托架20的上部表面24之上以将凸轮轴18围住。可以预期的是，附加的实施例可以包括单个凸轮轴或间隔足够远以必须分开具有单个纵向凸轮壳体的凸轮托架隔开的凸轮轴。此外，可以想到的是，替代实施例可以具有更多或可选择地设置的凸轮轴以需要额外的纵向凸轮壳体或不同配置的凸轮托架。

如图4-6中进一步所示，纵向凸轮壳体82的每个包括一系列竖直壁90，一系列竖直壁90分离且限定凸轮托架20的上侧24上的一系列腔92。一系列腔92有足够的大小以每个包括围绕凸轮轴18的凸轮凸角16且允许在其中旋转的区域。为了实现旋转，一系列竖直壁90具有在其中形成且对准用于支撑相关的凸轮轴18的下半圆形轴承表面26。所示的在凸轮托架20中形成的半圆形轴承表面26具有在竖直壁90中靠近轴承表面26的最低点的窄厚度，其逐渐地朝向最低点变窄。在竖直壁90之间，在腔92内，一系列孔28在上侧和下侧24、22之间延伸并与凸轮轴18对准，用于凸轮轴18的凸角16与汽缸盖12上的气门14相连接。因此，一系列孔28设置为与轴承表面26线性对齐，用于凸轮轴18在一系列腔92上定位且与延伸穿过一系列孔28的气门14相连接。

仍然参照图4-6，竖直壁90被示出为包括在凸轮托架20内整体地形成的供油通道的出口孔94，以便润滑油可以横穿供油通道且从出口孔94分配到轴承表面26的周围，从而润滑凸轮轴18，用于在轴承表面26上的旋转。如图所示，供油通道在形成润滑油的足够的厚度的位置进入凸轮轴承表面26的底部部分，以防止凸轮轴14接触凸轮托架20沿轴承表面26的碳纤维复合材料。另外，在本实施例中，供油通道与汽缸盖12(图2)中对应的通道对准且连接到汽缸盖12(图2)中对应的通道以接收润滑油的流动。然而，可以预期的是，在附加的实施例中，供油通道可以从凸轮托架20上的可选择的表面或位置延伸且供油通道可以在不同的位置进入凸轮轴承。

如图6-7中所示，一系列孔28是圆柱形的且朝向相对的凸轮壳体82向内竖直地成角度，用于对应的气门14(图10)接合纵向凸轮壳体82之间在中央的活塞缸。凸轮托架20的下侧22包括管状突起96，管状突起96每个围绕一系列孔28的孔28中的一个。管状突起96设置为相互连接成对，管状突起的每个指定用于单个活塞缸。如图所示，凸轮托架20的下侧22还包括向下突出的定位元件98，该定位元件98用于接合汽缸盖12上的对应的定位孔100(图2)，用于对准汽缸盖12上的凸轮托架20，并且因此将凸轮轴18与气门14对准。可以预期的是，在附加的实施例中的凸轮托架20的下侧22可以包括接合在汽缸盖12上的对应的定位元件的定位孔，并且还可以想到的是，定位元件和孔的各种设置和组合可以包含在凸轮托架20和汽缸盖12之间，以提供适当的对准。

如图6-7中进一步所示，凸轮托架20的下侧22可以包括垫圈通道102，该垫圈通道102大体上围绕在每个纵向凸轮壳体82上的一系列孔28，用于垫圈34(图9)附接到其中。通道102在凸轮托架20的下侧22的外围边缘32上形成，用于围绕气门14一贯地邻接汽缸盖12的上部。垫圈34可以设置在通道102中，以提供凸轮托架20与汽缸盖12的密封接合，防止在其间的液体和气体的泄漏。

参照图8-9，凸轮托架20的第一端壁104——其靠近每个纵向凸轮壳体82的第一端60——包括半圆形轴承表面26中的一个，用于各自的凸轮轴18通过第一端壁104突出到凸轮托架20的外面，用于接合正时机构，例如带或链，如通常普通技术人员所理解的。然而，凸轮托架20的相对的第二端壁106——其靠近纵向凸轮壳体82的第二端74——不包括用于凸轮轴离开凸轮托架20的孔，从而大体上围住凸轮轴18的对应的端部。同样在所示的实施例中，凸轮托架20以与汽缸盖12(图2)直接邻接接触的方式附接且凸轮轴18以与凸轮托架20的轴承表面26直接接触的方式支撑，仅在其间提供凸轮托架20的材料。

如图10中所示，多个凸轮盖52的上半圆形轴承表面54连同凸轮托架20的上侧24上的半圆形轴承表面26限定围绕凸轮轴18的圆周的凸轮轴承。所示的轴承具有通过凸轮托架20上的下半圆形轴承表面26和凸轮盖52上的上半圆形轴承表面54限定的轴承的总圆周的两个相等部分。在凸轮托架20的上侧24上的腔92中，头部安装孔36向下延伸，以与汽缸盖12中的紧固孔40对准，用于紧固件38的头部44邻接凸轮托架20的上侧24且紧固件38的杆部42螺纹接合汽缸盖12，并且因此压缩在其间的凸轮托架20，且形成沿靠近汽缸盖12和凸轮托架20之间的垫圈34的外围边缘32的流体密封。凸轮轴18的凸角16也示出为包括邻接气门14中的一个的远端表面50以驱动和打开气门14的尖部108，向下移置气门杆和远离汽缸盖12的下部上气门座移动气门14的柱塞，如本领域中通常所理解的。

关于用来将凸轮托架20整体地形成为单个单元的碳纤维复合材料，可以预期的是，可以使用碳纤维结构的各种方法，包括注射成型具有短切碳纤维颗粒的聚合物树脂。还可以想到的是，部分或整个凸轮托架20可以用不同的碳纤维结构制成，比如缠绕纤维或层状片。碳纤维复合材料还可以包括额外的加强纤维，比如芳纶或玻璃纤维，并且可以具有形成复合结构的树脂或石墨材料的各种组合物。不管结构，所示的凸轮托架20的实施例具有包括通过碳纤维复合材料限定的表面的上侧和下侧24、20。此外，所示的凸轮托架20的实施例具有通过碳纤维复合材料限定的半圆形轴承表面26。可以预期的是，轴承表面26可以具有在凸轮轴18的圆周方向上缠绕的碳纤维丝束，以对轴承表面26提供较少的表面不规则性。此外，可以预期的是，轴承表面26可以具有在碳纤维复合材料上的涂层，以也地轴承表面26提供较少的表面不规则性。关于用来形成汽缸盖12的材料，所示的汽缸盖12的实施例由铝合金组成。然而，可以预期的是，额外的或替代的合金或金属，比如镁，可以用来形成汽缸盖12或它的单独部分。

现在参照图11，通常示出了将凸轮轴18装配到凸轮托架20的方法，由此凸轮轴18和凸角16被预先装配或以其它方式形成。在对凸轮轴18和/或轴承表面26提供任何表面润滑或涂层之后，凸轮轴18沿上侧24上的轴承表面26被放置在凸轮托架20上。凸轮轴18的纵向位置因此被调整来将凸角16与凸轮托架20中的孔28和可以从汽缸盖12在其中突出的相关的气门14(图10)对准。一旦对准凸角16，凸轮盖52就在沿凸轮轴18的长度的多个位置被放置在凸轮轴18上。用于凸轮盖52的紧固件56因此驱动通过凸轮盖52并进入凸轮托架20中，用于将凸轮轴18固定到凸轮托架20且防止在发动机的操作过程中凸轮轴18的向上移置。此外，在安装凸轮盖52之前或之后，燃料泵基座72用类似于凸轮盖52的紧固件被附接到凸轮托架20的第二端74。

图12中示出了凸轮托架20的附加实施例，连同将凸轮轴18装配到比如凸轮托架20的相关的方法。在凸轮托架20的这个实施例中，凸轮盖52中的每个与凸轮托架20整体地形成，并且由此从第二侧24向上突出，以便凸轮盖52相对的轴承表面54与凸轮托架20的下半圆形轴承表面26是整体表面，一起限定可操作地接合凸轮轴18的圆形轴承。根据这样的实施例，在汽缸盖12上安装凸轮托架20之前，凸轮托架20可以与凸轮轴18和多个凸轮凸角16装配以限定的气门套组件，气门套组件可以降低在发动机构造阶段的复杂性且减少该阶段的装配步骤。这样做，凸轮凸角16与凸轮托架20的上侧24上的一系列腔92对准以定位六个凸轮凸角16，一个直接邻近竖直壁90的相对侧，沿纵向凸轮壳体82在一排腔92中。凸轮凸角16每个比如用支撑框架竖直地定位在腔92内，因此，每个凸轮凸角16的配合面110——其通过在其中形成的凸角孔的内部表面限定——每个与凸轮轴承的中心对准。当凸角孔与凸轮轴承对准且凸轮凸角16被径向定位用于合适的气门正时时，凸轮轴18继续地插入穿过凸轮轴承以与凸轮凸角16的每个连接。凸角孔的配合表面110可以用各种技术——包括热膨胀、焊接、和通常由本领域的普通技术人员理解的其它可想到的技术——附接到凸轮轴18。在所示实施例中的凸轮凸角16的直径大于凸轮轴承的直径，以便在本实施例中插入凸轮轴18穿过凸轮轴承之前，凸轮凸角16不能附接到凸轮轴18。

进一步参照图12中所示的附加的实施例，一旦将凸轮轴18插入到在端部上暴露且所有的凸轮凸角16附接到那的位置，凸轮罩就可以被固定在凸轮托架上以限定可以因此安装到汽缸盖12的气门套组件。这样做，凸轮托架20的外围边缘32可以围绕发动机气门14被附接到汽缸盖12，其上带有垫圈34，垫圈34可以设置在凸轮托架20和汽缸盖12之间以提供流体密封。在将凸轮托架20附接到汽缸盖12之前或之后，燃料泵可以附接到燃料泵基座72。在本实施例中，燃料泵基座72与凸轮托架20的碳纤维复合材料也是整体地形成，以形成具有凸轮托架20和凸轮盖52的单件。

本领域普通技术人员可以理解，所描述的本发明的构造和其他部件不限制于任何特定材料。本文所公开的本发明的其他示例性实施例可以由多种材料制成，除非本发明另有说明。

为了本发明的目的，术语“连接”(以它所有的形式，现在时、现在进行时、过去时等)通常是指两个部件(电的或机械的)彼此直接或间接的连接。这种连接本质上可以是固定的或本质上是可移动的。这种连接可以用两个部件(电的或机械的)和任何额外的中间元件彼此或者与两个部件整合形成为单一主体来实现。除非另有说明，这种连接本质上可以是永久的或本质上可以是可拆卸的或可释放的。

同样重要的是要注意，如示例性实施例中所示的本发明元件的构造和设置仅仅是说明性的。尽管本发明中仅详细地描述了本创新的几个实施例，但是，阅读本公开内容的本领域技术人员将很容易理解，在实质上不脱离所叙述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、方向等的变化)。例如，所示为整体形成的元件可以由多个部件构成或所示为多个部件的元件可以整体形成，界面的操作可以翻转或以其它方式改变，结构和/或元件或连接器或系统的其它元件的长度或宽度可以改变，元件之间提供的调整位置的性质或数目可以改变。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由任意的各种不同的材料——其提供足够的强度或耐久性——以任意的各种不同的颜色、纹理、以及它们的组合构成。因此，所有这样的修改意图被包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下，其它的替换、修改、改变和省略可以在所需的和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置中做出。

应当理解的是，任何所述过程和所述过程中的步骤可以与所公开的其他过程或步骤相结合以形成本发明范围内的结构。本文所公开的示例性结构和过程是为了说明性的目的，并不被解释为限制。

还应当理解的是，在不脱离本发明的构思的情况下，可以对上述结构做出变化和修改，且进一步应当理解的是，这样的构思旨在通过下面的权利要求覆盖，除非这些权利要求通过它们的语言另有明确声明。

Claims

1.一种凸轮托架总成，包含：

凸轮轴，所述凸轮轴具有凸角；

凸轮托架，所述凸轮托架完全由碳纤维复合材料制成且具有用于接合汽缸盖的下侧、包括支撑所述凸轮轴的半圆形轴承表面的上侧、和一系列线性孔，所述孔在所述上侧和下侧之间延伸并与所述凸轮轴对准，用于所述凸角与所述汽缸盖上的气门相连接，其中所述下侧包括在将所述凸轮托架固定地连接到所述汽缸盖之前使所述凸轮托架与所述汽缸盖对准的向下突出的定位元件。

2.根据权利要求1所述的凸轮托架总成，其中所述碳纤维复合材料配置为在所述汽缸盖和所述凸轮轴之间提供隔绝。

3.根据权利要求1所述的凸轮托架总成，其中所述碳纤维复合材料包括配置用于注射成型所述凸轮托架的聚合物树脂和短纤维。

4.根据权利要求1所述的凸轮托架总成，进一步包含：

多个凸轮盖，所述多个凸轮盖与所述凸轮托架的所述上侧连接，每个在所述凸轮轴的相对侧上且具有用于直接接合所述凸轮轴的上半圆形轴承表面。

5.根据权利要求4所述的凸轮托架总成，其中所述多个凸轮盖与所述凸轮托架单独地形成且所述多个凸轮盖中的每个通过接合在所述凸轮轴的相对侧上的所述凸轮托架的紧固件紧固到所述凸轮托架的所述上侧。

6.根据权利要求4所述的凸轮托架总成，其中所述多个凸轮盖的所述上半圆形轴承表面连同所述凸轮托架的所述上侧上的所述半圆形轴承表面限定围绕所述凸轮轴的轴承。

7.根据权利要求1所述的凸轮托架总成，其中所述定位元件用于接合在所述汽缸盖上的对应的定位孔，从而将所述凸轮轴与所述气门对准。

8.根据权利要求1所述的凸轮托架总成，进一步包含：

燃料泵基座，所述燃料泵基座与所述凸轮托架的所述上侧连接，用于支撑燃料泵。

9.一种凸轮托架，包含：

碳纤维复合材料的单件，所述单件包含：

用于接合汽缸盖的第一侧，其中所述第一侧包括在将所述凸轮托架固定地连接到所述汽缸盖之前使所述凸轮托架与所述汽缸盖对准的向下突出的定位元件；

具有用于支撑凸轮轴的轴承表面的相对的第二侧；以及

一系列孔，所述一系列孔在所述第一侧和所述第二侧之间延伸并与所述轴承表面线性对准，用于使所述凸轮轴与所述汽缸盖上的气门相连接。

10.根据权利要求9所述的凸轮托架，其中所述碳纤维复合材料配置为在所述汽缸盖和所述凸轮轴之间提供隔绝。

11.根据权利要求9所述的凸轮托架，其中所述碳纤维复合材料包括配置为具有足够的刚性以支撑所述凸轮轴上的力的聚合物树脂和短纤维。

12.根据权利要求9所述的凸轮托架，进一步包含：

多个凸轮盖，每个所述凸轮盖从所述第二侧突出以围绕所述凸轮轴且限定可操作地接合所述凸轮轴的相对的轴承表面。

13.根据权利要求12所述的凸轮托架，其中所述多个凸轮盖通过接合所述凸轮轴的相对侧上的所述凸轮托架的紧固件紧固到所述凸轮托架的所述第二侧。

14.根据权利要求9所述的凸轮托架，其中所述向下突出的定位元件用于接合所述汽缸盖上的对应的定位孔。

15.根据权利要求9所述的凸轮托架，其中所述碳纤维复合材料的单件包括在其中整体地形成且延伸到所述轴承表面的周界的供油通道，所述供油通道用于提供对所述凸轮轴的润滑。

16.根据权利要求15所述的凸轮托架，其中燃料泵基座与所述凸轮轴单独地形成且通过螺纹紧固件紧固到所述凸轮托架的所述第二侧。

17.一种凸轮托架总成，包含：

汽缸盖，所述汽缸盖具有气门；

凸轮轴，所述凸轮轴具有凸角；以及

凸轮托架，所述凸轮托架具有与围绕所述气门接合的所述汽缸盖相连接的第一侧、具有支撑所述凸轮轴的轴承表面的第二侧、和在所述第一侧和所述第二侧之间延伸用于所述凸角与所述气门相连接的一系列孔，所述凸轮托架由使所述凸轮轴与所述汽缸盖隔绝的碳纤维复合材料制成，其中所述第一侧包括在将所述凸轮托架固定地连接到所述汽缸盖之前使所述凸轮托架与所述汽缸盖对准的向下突出的定位元件。

18.根据权利要求17所述的凸轮托架总成，其中所述碳纤维复合材料包括配置用于注射成型所述凸轮托架的聚合物树脂和短纤维，且其中所述汽缸盖包括铝合金。

19.根据权利要求17所述的凸轮托架总成，进一步包含：

多个凸轮盖，所述多个凸轮盖与所述凸轮托架的所述第二侧连接，每个具有用于直接接合所述凸轮轴的半圆形轴承表面。

20.根据权利要求17所述的凸轮托架总成，进一步包含：

垫圈，所述垫圈围绕附接到所述第一侧的外围边缘且配置为将所述凸轮托架可密封地接合到所述汽缸盖。