CN107849954A - 用于对凸轮轴提供润滑的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的发动机组件，该发动机组件包括凸轮轴和润滑剂供应装置(3)，所述凸轮轴(2)一方面具有润滑剂流动路径，另一方面具有通过所述供应装置(3)供应的润滑剂入口(6)和至少一个允许所述润滑剂从所述凸轮轴(2)排出从而能够润滑所述凸轮轴(2)的径向排出口(7)，其特征在于，所述润滑剂入口(6)在所述凸轮轴(2)的一端(9)轴向地形成。

Description

用于对凸轮轴提供润滑的装置

本发明涉及一种用于机动车辆的发动机组件，该发动机组件包括凸轮轴和润滑剂供应装置。

在机动车辆领域，凸轮轴是用于气门的同步控制的机械部件。

凸轮轴承载的凸轮数量与有待控制的气门数量一样多，凸轮轴由驱动链驱动旋转，从而凸轮使气门交替打开和关闭。

凸轮轴可旋转地安装在发动机汽缸盖的轴承中。这些轴承可以是，例如，使用滚珠轴承、滚针轴承、静压轴承或者甚至是套筒轴承的轴承。

为了确保凸轮轴在轴承中令人满意的旋转，这些轴承需要润滑。

已知在现有技术中安装油泵，该油泵被设计成将压力油泵送到形成在凸轮轴中的径向孔口附近。然后，油经由径向孔口进入油流动路径，并在压力下在凸轮轴内扩散。然后，油通过沿凸轮轴(特别是在轴承和凸轮附近)形成的其他径向开口流出，以使润滑油沿凸轮轴的外壁扩散。

然而，这样的解决方案需要使用油泵，该油泵消耗能量、生产相对昂贵并且需要定期维护。

因此需要一种不昂贵并且相对稳健的用于润滑凸轮轴的解决方案。

提出了一种用于机动车辆的发动机组件，该发动机组件包括凸轮轴和例如供应油的润滑剂供应装置，所述凸轮轴一方面具有润滑剂流动路径，另一方面具有通过所述供应装置供应的润滑剂入口和至少一个允许所述润滑剂从所述凸轮轴排出从而能够润滑所述凸轮轴的径向排出口。

所述润滑剂入口在所述凸轮轴的一端轴向地形成。

这样使得可以向该凸轮轴的流动路径供应润滑剂，而无需要像现有技术一样必须给油加压。

实际上，油的自然流动，例如在重力的作用下，使得油能够轴向地进入该流动路径。这使得该发动机组件能够被简化，尤其是通过避免需要泵来迫使该润滑剂进入该流动路径。这样的解决方案提供了一种更加稳健并且制造和维护比较便宜的发动机组件。

有利地且非限制性地，该发动机组件可以包括被设计成驱动该凸轮轴旋转的驱动链，所述驱动链被设计成将该润滑剂从润滑剂箱传送到该润滑剂供应装置。

因此，该驱动链可以用来承载润滑剂，例如在底端的油箱中积聚的润滑剂，并且将该润滑剂向顶端提升，在该顶端组装该汽缸盖和凸轮轴。这避免了需要泵来将油从底端提升到顶端。

有利地且非限制性地，该供应装置可以包括凹口，该凹口具有被设计用于收集由该驱动链承载的所述润滑剂的开口、和在重力的作用下所述润滑剂流向的底部，所述凹口还具有形成在所述底部附近的流量孔，并且该供应装置具有将该凹口的该流量孔连接到该凸轮轴的所述润滑剂入口的喷嘴。

这使得当该凸轮轴安装在该发动机中时，该润滑剂能够通过该凸轮轴上游的凹口收集。因此，油在重力的作用下自然流动并因此可以被动地导向该凸轮轴的该流动路径。

该喷嘴的截面的直径可以有利地使得进入该凸轮轴的该流动路径中的油的流速可控。

有利地且非限制性地，该喷嘴的内部流动直径可以大于5mm。

有利地且非限制性地，该喷嘴可以刚性地连接到该凸轮轴。

根据替代方案，该喷嘴可以刚性地连接到该凹口。

有利地且非限制性地，该发动机组件可以包括正时箱，所述驱动链设计成在被驱动运行时，将该润滑剂喷射到所述正时箱的内壁上，所述凹口被布置成使得喷射到所述内壁上的所述润滑剂可以流向该底部。

通过这种方式，通过将油喷射到该正时箱的该壁上，通过离心该驱动链的链节之间积聚的油，该驱动链可以容易地将油供应到该凹口，从而可以将油导向该凸轮轴的该润滑剂入口。

这提供了相对简单的供应装置，特别是，除了内燃发动机中常见的硬件之外不需要任何其他硬件。

有利地且非限制性地，该凹口可以通过与该正时箱的壁的元件接触的边而密封地附接到该正时箱。

有利地且非限制性地，该凸轮轴可以可旋转地安装在至少一个轴承中，所述至少一个径向开口布置在所述轴承或该凸轮轴的凸轮附近。

有利地且非限制性地，所述至少一个径向开口可以形成在该凸轮轴中以通入所述轴承。

特别地，该流动路径轴向地延伸以便使油能够分布到多个径向开口，尤其是使所有的轴承和/或所有的凸轮通过在该流动路径中流动的油来润滑。

这使得润滑所有的轴承和/或该凸轮轴的所有的凸轮成为可能，从而能够改善该凸轮轴的旋转。

有利地且非限制性地，该发动机组件还可以包括用于将该凸轮轴附接到该发动机组件的壁上的附接螺钉，该凸轮轴的所述附接螺钉是中空的并且具有插入到该凸轮轴的所述端中的螺纹杆，所述流体供应装置设计成通过所述中空附接螺钉向该润滑剂入口供应润滑剂。

有利地且非限制性地，该润滑剂可以包括油。特别地，该润滑剂可以是油。该润滑剂也可以是本领域技术人员已知的任何其他类型，例如任何油基润滑剂。

有利地且非限制性地，所述至少一个径向开口的直径可以在2mm和4mm之间。因此，对于凸轮和/或轴承来说，润滑是相对有效的，同时使该润滑剂能够在该流动路径中流动良好。

特别地，这些径向开口的尺寸被确定为使得油能够流动到远至离该入口最远的开口，从而防止大部分油通过靠近该入口的一个或多个开口逸出。

本发明还涉及一种包括如上所述的发动机组件的机动车辆。

通过阅读以下作为非限制性指示并参照附图给出的本发明的具体实施例的描述，本发明的进一步的细节和优点将变得清楚，在附图中：

-图1示出了根据本发明的一个实施例的发动机组件的横截面，

-图2示出了根据图1的实施例的发动机组件的另一横截面，

-图3示出了根据图1中的实施例的凸轮轴的横截面，

-图4示出了安装在根据图1中的实施例的轴承中的凸轮轴的横截面。

图1至图4涉及同一个实施例，并且一起讨论。

用于机动车辆(未示出)的发动机组件1(在这种情况下是用于机动车辆的内燃发动机的组件)包括凸轮轴2和润滑剂供应装置3(在这种情况下是油供应装置3)。

凸轮轴2安装在发动机的汽缸盖中，并且多个凸轮(未示出)安装在凸轮轴2上，以在凸轮轴2绕其旋转轴线旋转的作用下被致动。凸轮被设计用于交替地打开和关闭内燃发动机的气门。

凸轮轴2还通过附接螺钉40(在这种情况下是中空附接螺钉40)刚性连接到汽缸盖。此附接螺钉40具有中空圆柱形的螺纹杆41，其外壁是带螺纹的。螺纹杆41插入到凸轮轴2的一端9中。附接螺钉40还具有抵靠汽缸盖的壁的中空头部42。

该附接螺钉40中的空腔在螺纹杆41的方向上从螺钉40的一端到另一端平行于螺纹杆41的轴线形成。

换句话说，附接螺钉40从一端到另一端被挖空，使得进入头部42中的开口的流体能够流过螺钉40并且从螺纹杆41的自由端流出。

凸轮轴2可旋转地安装在发动机的汽缸盖内的轴承10中。这些轴承10使得能够引导凸轮轴2绕其旋转轴线旋转，并减小与此旋转相关的摩擦。凸轮轴2安装在多个轴承10中，这些轴承例如沿着凸轮轴2的整个长度基本上规则地布置。

为了改善其操作，凸轮和轴承10通过润滑剂(在这种情况下是油)润滑。然而，凸轮和轴承10在汽缸盖和凸轮轴2的外侧之间形成阻碍油在凸轮轴2的轴向上通过的隔室。

此外，凸轮轴2包括使油能够流入凸轮轴2的流动路径5、以及沿着凸轮轴2的长度分布以使油能够从凸轮轴2排出的多个径向开口7。

换句话说，为了使润滑油能够在凸轮轴2的外侧、尤其是在其轴向方向上良好地分布，油被引导到凸轮轴2中并且从不同的点流出。

流动路径5在这种情况下是沿凸轮轴2的长度大致平行于凸轮轴2的旋转轴线形成的开口。特别地，流动路径5被定中心在凸轮轴2的旋转轴线上。

流动路径5在凸轮轴2的内部限定大致圆筒状的开口。

换句话说，流动路径5限定了凸轮轴2的内半径。

在此实施例中，流动路径5从凸轮轴2的一端9延伸经过凸轮轴2的一部分长度。例如，流动路径5在凸轮轴2中延伸，以便能够引导油靠近所有轴承10和/或与凸轮轴2配合的所有凸轮。

然而，流动路径5仅在凸轮轴2的一端9打开。在这种情况下，凸轮轴2在中空的附接螺钉40被拧入的端9处打开。

流动路径5在端9处轴向打开。

凸轮轴2具有在流动路径5与凸轮轴2的外侧之间沿径向张开的径向开口7。

径向开口7的直径在2mm和4mm之间。

特别地，凸轮轴2具有径向相对的多对径向开口7。实际上，这些径向开口7是通过使一个通孔从凸轮轴2的一端沿径向方向穿过另一端而形成的。

径向开口7因此使得流过流动路径5的油能够流动离开凸轮轴。这使得凸轮轴2的外部能够被润滑。

特别地，径向开口7的对数可以与凸轮和/或轴承10的数量一样。

径向开口7形成在轴承10或凸轮附近，使得油能够润滑轴承或凸轮。

流动路径和径向开口7因此使得油能够扩散到附近形成有径向开口7的所有凸轮和/或轴承10。这改善了凸轮轴2的润滑。

轴承10可以，例如，布置在两个凸轮之间。换句话说，凸轮轴2可以具有交替排列的轴承15和在其轴向方向上延伸的凸轮。

在这种情况下，轴承10是使用滚珠轴承12的轴承10。轴承10包括凸轮轴2插入其中的圆环11。

在圆环11中，在圆环11的内壁和凸轮轴2的外壁之间设置有多个滚珠12，以减小凸轮轴2在圆环11中的旋转所引起的摩擦。因此，轴承10能够在限制由这种旋转引起的摩擦的同时引导汽缸盖中的凸轮轴2的旋转。

在未示出的替代方案中，轴承10可以是滚针轴承。在这个替代方案中，滚珠12被沿着与凸轮轴2的旋转轴线平行的方向延伸的滚针代替。滚针轴承具有占用相对较小的径向厚度的优点，但是需要具有比滚珠轴承大得多的轴向长度的圆环11。

根据未示出的另一替代方案，轴承10也可以是套筒轴承，通常是环形套筒，这些环形套筒例如由铜合金或聚合物制成，并且被润滑，并且可能被烧结以改善其润滑。

由包括凹口20的供应装置3向凸轮轴2的流动路径5供给油。

凹口20具有用于收集油的开口21和油积聚在其中的底部22。

凹口20安装在发动机组件1中，使得油在重力的作用下在开口21和底部22之间流动。换句话说，当凹口20安装在机动车辆中时，开口21相对于机动车辆的竖向布置在底部22的上游。

靠近凹口20的底部22形成有流量孔23。特别地，此流量孔23可以直接形成在凹口20的底部，以便能够排空所有积聚在底部22的油。根据一个替代方案，流量孔23可以形成在凹口20靠近底部22的壁中，尤其是，其距离足够大以使积聚在底部22的大部分的油能够被排空。

喷嘴24将流量孔23连接到凸轮轴2的进油口6。

喷嘴24是管，其直径限定凸轮轴2的油供给速率。换句话说，由于油仅在重力的作用下流入凹口20，而没有预先加压，所以可以在凹口20和凸轮轴2之间流动的油的最大流动速率专有地由喷嘴24的直径限定。根据优选实施例，喷嘴24具有刚性插入凸轮轴的进油口6中的下游端，并且其内部流动直径大约为6mm。这使得油能够从凹口20流到凸轮轴的流动路径5。

根据另一个实施例，喷嘴24的上游端可以刚性连接到凹口20。然后将下游端装配到凸轮轴的进油口6中，之后所述下游端被至少一个唇形密封垫圈包围。

喷嘴24可以具有能够使流量孔23连接到进油口6的任何形状，例如弯的或直的。

喷嘴24沿着凸轮轴2的轴向方向将油引导到进油口6中。这使得被轴向引导到凸轮轴2中的油能够沿着流动路径5扩散，而不必对油加压。

此外，凸轮轴2的旋转有助于油在流动路径5中的扩散，并允许油通过径向开口7流出，以便润滑轴承10和/或凸轮。

发动机组件还包括驱动凸轮轴2旋转的驱动链30。

驱动链30首先由链条壳体(未示出)保护，其次由正时箱31保护。

驱动链30由底端的曲轴(未示出)驱动，并驱动凸轮轴2旋转。

此驱动链30由链节组件形成。驱动链30将油存储在底端、在驱动链的链节之间。例如，驱动链可以延伸穿过润滑剂箱(在这种情况下是安装在底端的底部的油箱)。

凹口优选地附接在围绕驱动链30的正时箱31上，以形成与所述箱的壁接触的基本密封的边，以便优化喷射的油的收集。

油通过驱动链30被携带在链节之间。

驱动链30在顶端通过与正时箱31的内壁32离心来喷射积聚在其链节之间的油。

内壁32(驱动链30将油喷射到其上)可以是，例如，当发动机组件1安装在机动车辆中时基本竖直的壁32或基本倾斜的壁。

特别地，当发动机组件1安装在机动车辆中时，内壁32使得喷射的油在重力作用下沿着此壁32流动或者从此壁32滴落。

凹口20被布置使得其开口21能够使喷射到正时箱31的内壁32上的油被回收。

换句话说，凹口的开口21位于正时箱31的壁32旁边，使得在重力的作用下沿着此壁32自然流动或者在重力的作用下从此壁32滴落的油被导向凹口20的底部。

因此，润滑油在通过驱动链30朝正时箱31的内壁32喷射之前，可以通过驱动链30从底端朝顶端提升。

然后，喷射的油流入凹口20并滴落到凹口20的底部22，之后经过中空附接螺钉40进入通向凸轮轴2的流动路径5的进油口6的喷嘴24。

油在重力的作用下流入凹口20以及凹口20与流动路径5的进油口6之间，使得油能够沿着流动路径5充分扩散，以使油能够在凸轮轴2的旋转的作用下从形成在凸轮轴2的壁中的径向开口7流出。

这因此能够有效润滑附近形成有径向开口7的凸轮轴2的凸轮和轴承10。此方案稳健并且实施起来便宜。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的发动机组件(1)，该发动机组件包括凸轮轴(2)和润滑剂供应装置(3)，

所述凸轮轴(2)一方面具有润滑剂流动路径(5)，另一方面具有通过所述供应装置(3)供应的润滑剂入口(6)和至少一个允许所述润滑剂从所述凸轮轴(2)排出从而能够润滑所述凸轮轴(2)的径向排出口(7)，

其特征在于，所述润滑剂入口(6)在所述凸轮轴(2)的一端(9)轴向地形成。

2.如权利要求1所述的发动机组件(1)，其特征在于，该发动机组件包括被设计成驱动该凸轮轴(2)旋转的驱动链(30)，所述驱动链(30)被设计成将该润滑剂从润滑剂箱传送到该润滑剂供应装置(3)。

3.如权利要求2所述的发动机组件(1)，其特征在于，该供应装置(3)包括凹口(20)和底部(22)，该凹口具有被设计用于收集由该驱动链(30)承载的所述润滑剂的开口(21)，所述润滑剂在重力的作用下流向该底部，

所述凹口(20)还具有形成在所述底部(22)附近的流量孔(23)，并且该供应装置(3)具有将该凹口(20)的该流量孔(23)连接到该凸轮轴(2)的所述润滑剂入口(6)的喷嘴(24)。

4.如权利要求3所述的发动机组件(1)，其特征在于，该喷嘴(24)的内部流动直径大于5mm。

5.如权利要求3或4所述的发动机组件(1)，其特征在于，该喷嘴(24)刚性地连接到该凸轮轴(2)。

6.如权利要求3或4所述的发动机组件(1)，其特征在于，该喷嘴(24)刚性地连接到该凹口(20)。

7.如权利要求3至6中任一项所述的发动机组件(1)，其特征在于，该发动机组件包括正时箱(31)，所述驱动链(30)设计成在被驱动运行时，将该润滑剂喷射到所述正时箱(31)的内壁(32)上，所述凹口(20)被布置成使得喷射到所述内壁(32)上的所述润滑剂可以流向该底部(22)。

8.如权利要求7所述的发动机组件(1)，其特征在于，该凹口(20)通过与该正时箱的壁的元件接触的边而密封地连接到该正时箱(31)。

9.如权利要求1至8中任一项所述的发动机组件(1)，其特征在于，该凸轮轴(2)可旋转地安装在至少一个轴承中(10)，所述至少一个径向开口(7)布置在所述轴承(10)或该凸轮轴(2)的凸轮附近。

10.如权利要求9所述的发动机组件(1)，其特征在于，所述至少一个径向开口(7)形成在该凸轮轴(2)中以便通入所述轴承(10)。

11.如权利要求1至10中任一项所述的发动机组件(1)，其特征在于，该发动机组件还包括用于将该凸轮轴(2)附接到该发动机组件(1)的壁上的附接螺钉(40)，该凸轮轴(2)的所述附接螺钉(40)是中空的并且具有插入到该凸轮轴(2)的所述端(9)中的螺纹杆(41)，所述润滑剂供应装置(3)被设计成通过所述中空附接螺钉(40)向该润滑剂入口(6)供应润滑剂。

12.如权利要求1至11中任一项所述的发动机组件(1)，其特征在于，所述至少一个径向开口(7)的直径在2mm和4mm之间。

13.一种机动车辆，具有如权利要求1至12中任一项所述的发动机组件(1)。