CN109869210B - 一种凸轮轴端连接装置及凸轮轴及发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸轮轴端连接装置，包括轴向一体设置的用于与可变凸轮轴相位调节器套装连接的安装段，以及用于与凸轮轴端部连接的凸轮轴安装端，背离凸轮轴安装端的另一端设置有止推机构。该设计专门提供了一种将可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴连接一体的设计，并且其本身具有止推机构，该凸轮轴端连接装置为单独设置的装置，其不与凸轮轴一体，其外部尺寸不会受限于凸轮轴本体的结构；且由于其与凸轮轴本体分体设置，二者的加工成型互不影响，简化了止推结构或者进一步的相关油路的加工，并可以有效避免由于加工工件轴向长度大，造成加工变形的情况。本发明还公开了一种凸轮轴、一种发动机及一种车辆。

Description

一种凸轮轴端连接装置及凸轮轴及发动机及车辆

技术领域

本发明涉及车辆设备技术领域，更具体地说，涉及一种凸轮轴端连接装置，还涉及一种凸轮轴，还涉及一种发动机，进一步涉及一种车辆。

背景技术

发动机为车辆的核心部件，现有的技术方案在发动机内的凸轮轴轴端加工可变正时系统的油路及止推机构，凸轮轴轴径支承在发动机的气缸盖上；可变凸轮轴相位调节器通过均布在其安装法兰上的螺栓固定在凸轮轴上。

然而，现有技术这种经典的发动机凸轮轴设计方案还存在着一定的缺陷，具体表现在：

由于可变正时系统，或者说可变凸轮轴相位调节器的油路及止推机构直接在凸轮上加工一体成型，因此其轴向位置受发动机气缸盖及凸轮轴尺寸限制很大，并且在凸轮轴的轴端加工油路的同时加工也会增加加工工序，且受制于凸轮轴工件本身的凹凸面结构，难以达到理想的加工效果，且由于轴件的长度问题，在加工和使用中均容易造成凸轮轴弯折变形。

综上所述，如何有效地解决现有的发动机凸轮轴连接可变凸轮轴相位调节器的位置设计和加工困难等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种凸轮轴端连接装置，该凸轮轴端连接装置的结构设计可以有效地解决现有的发动机凸轮轴连接可变凸轮轴相位调节器的位置设计和加工困难等的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述凸轮轴端连接装置的凸轮轴，本发明的第三个目的是提供一种包括上述凸轮轴的发动机，本发明的另一个目的是提供一种包括上述发动机的车辆。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种凸轮轴端连接装置，包括：

安装段，用于与可变凸轮轴相位调节器套装连接，

凸轮轴安装端，用于与凸轮轴本体端部连接，

止推机构，包括从径向承重的轴体、及设置于所述轴体两端用于止推的轴肩凸出结构；

所述安装段的轴向位置位于所述止推机构与所述凸轮轴安装端之间，所述安装段、所述凸轮轴安装端、所述止推机构轴向一体成型。

优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述安装段、所述凸轮轴安装端、所述止推机构轴向一体成型。

优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述凸轮轴安装端具体为与所述安装段及止推机构同轴设置的连接螺。

优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述安装段与所述连接螺柱的基部相邻，所述安装段的直径小于所述止推机构的最大直径、也小于所述凸轮轴本体的直径，以固定可变凸轮轴相位调节器的轴向位置。

优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述止推机构的轴体表面设置有油孔，所述油孔内连接有油路。

优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述安装段表面也设置有油孔，所述油孔连通有油路。

本发明提供的凸轮轴端连接装置，包括安装段，用于与可变凸轮轴相位调节器套装连接；凸轮轴安装端，用于与凸轮轴本体端部连接，止推机构，包括从径向承重的轴体、及设置于所述轴体两端用于止推的轴肩凸出结构；所述安装段的轴向位置位于所述止推机构与所述凸轮轴安装端之间，所述安装段、所述凸轮轴安装端、所述止推机构轴向一体成型。该设计专门提供了一种将可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴连接一体的设计，并且其本身具有止推机构，该凸轮轴端连接装置为单独设置的装置，其不与凸轮轴一体，其外部尺寸不会受限于凸轮轴本体的结构；且由于其与凸轮轴本体分体设置，二者的加工成型互不影响，简化了止推结构或者进一步的相关油路的加工，并可以有效避免由于加工工件轴向长度大，造成加工变形的情况，此外将止推功能、连接凸轮轴相位调节器的功能集成于同一工件，该设计提高了发动机内的集成度，并令设备具有便于拆装维修更换的优点。综上所述，本发明提供的凸轮轴端连接装置有效地解决了现有的发动机凸轮轴连接可变凸轮轴相位调节器的位置设计和加工困难等的技术问题。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种凸轮轴，该发动机包括凸轮轴本体，还包括上述任一种凸轮轴端连接装置。由于上述的凸轮轴端连接装置具有上述技术效果，具有该凸轮轴端连接装置的凸轮轴也应具有相应的技术效果。

本发明还提供了一种发动机，该发动机包括上述任一种凸轮轴。由于上述的凸轮轴具有上述技术效果，具有该凸轮轴的发动机也应具有相应的技术效果。

优选的，上述发动机中，还包括气缸盖，所述气缸盖上安装连接有用于支撑所述凸轮轴端连接装置的轴承桥，所述轴承桥上设置有与所述止推机构的轴体配合的圆弧承重面，以及与所述轴肩凸出结构配合的止推端面。

优选的，上述发动机中，所述轴承桥的圆弧承重面与所述止推机构上均设置有相互连通配合的油孔及油路，以此将可变凸轮轴相位调节器内的油路与所述气缸盖内的油路连通。

本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述任一种发动机。由于上述的发动机具有上述技术效果，具有该发动机的车辆也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的凸轮轴端连接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发动机的局部结构示意图。

附图中标记如下：

止推机构1、轴肩凸出结构1-1、轴体1-2、安装段2、连接螺柱3、油孔4、可变凸轮轴相位调节器5、凸轮轴6、轴承桥7、气缸盖8。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种凸轮轴端连接装置，以解决现有的发动机凸轮轴连接可变凸轮轴相位调节器的位置设计和加工困难等的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的凸轮轴端连接装置的结构示意图；

本发明实施例提供的凸轮轴端连接装置，安装段2，用于与可变凸轮轴相位调节器5套装连接；凸轮轴安装端，用于与凸轮轴本体6端部连接；止推机构1，包括从径向承重的轴体1-2、及设置于所述轴体两端用于止推的轴肩凸出结构1-1，所述安装段2的轴向位置位于所述止推机构1与所述凸轮轴安装端之间。

其中需要说明的是，安装段、凸轮轴安装端及止推机构为相互连接、同轴设置的部件，并且在此基础上优选的设计是，所述安装段2、所述凸轮轴安装端、所述止推机构1轴向一体成型。

其中需要说明的是，凸轮轴连接装置本身呈回转体轴状，采用的结构排布方式是其一端设置止推机构，另一端设置凸轮轴安装端，安装段与凸轮轴安装端相邻，可通过与凸轮轴安装端与凸轮轴的连接位置定位安装的可变凸轮轴相位调节器。

除此之外，该设计最大的好处在于，一对轴肩凸出的结构的设计加工方便，并且轴向定位止推的效果稳定，不易出现错位或者失效的情况将止推机构的功能进一步提升；

通过轴肩结构之间的轴体设计，令其不仅能够通过轴肩凸出结构有效实现止推，具有轴向的止推定位功能，轴体配合发动机的机壳等结构的支撑，能够有效地对轴端连接装置及其连接的凸轮轴实现径向的支撑，进一步提升了轴端连接装置对凸轮轴支撑效果，以及避免轴长度过长带来的径向易变性的影响，由于该能够实现径向支撑的止推机构，位于凸轮轴端连接装置距离凸轮轴的最远端，因此该支撑效果能够最大化的实现对凸轮轴的支撑效果，有效防止径向的变形。

本实施例中凸轮轴端连接装置的设计专门提供了一种将可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴连接一体的设计，并且其本身具有止推机构，该凸轮轴端连接装置为单独设置的装置，其不与凸轮轴一体，其外部尺寸不会受限于凸轮轴本体的结构；且由于其与凸轮轴本体分体设置，二者的加工成型互不影响，简化了止推结构或者进一步的相关油路的加工，并可以有效避免由于加工工件轴向长度大，造成加工变形的情况，此外将止推功能、连接凸轮轴相位调节器的功能集成于同一工件，该设计提高了发动机内的集成度，并令设备具有便于拆装维修更换的优点。综上所述，本发明提供的凸轮轴端连接装置有效地解决了现有的发动机凸轮轴连接可变凸轮轴相位调节器的位置设计和加工困难等的技术问题。

为进一步优化上述技术方案，为了优化润滑与止推机构的集成性，在上述实施例的基础上优选的，所述止推机构1的轴体1-2表面设置有油孔4，所述油孔4内连接有油路。

本实施例提供的技术方案中，将油路也集成设置于止推机构的位置，止推机构的表面设置油孔4，油孔4内部连通油路；为此方案，可以进一步在所述安装段2表面也设置有油孔4，所述油孔4连通有油路，通过在安装段2表面也设置油孔4及连通的油路，可以令安装段2上套装的可变凸轮轴相位调节器内的油路与凸轮轴端连接装置的油路连通起来，优化并简化了发动机内的润滑油供给。设计进一步提高了装置的集成性，简化了装配。

为优化上述技术方案中与凸轮轴连接的同轴度，在上述实施例的基础上优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述凸轮轴安装端具体为与所述安装段2及止推机构1同轴设置的连接柱3。

其中，优选设计是采用符合与凸轮轴端部对接长度要求的螺柱设计，凸轮轴安装端的设计为与安装段2及止推机构一体铸造成型的连接螺柱，螺柱与安装段及止推机构同轴，与之对应的凸轮轴端部设置于此连接螺柱配合的螺纹孔，通过螺纹装配实现凸轮轴端连接装置与凸轮轴的安装固定。为了拆装的方便优选可以在凸轮轴端连接装置背离连接螺柱的一端设置旋转装配孔，以便辅助转动凸轮轴端连接装置实现与凸轮轴的螺纹安装。

该设计相对于传统设计中，采用法兰结构将可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴装配的结构，其安装更加简便，并且在安装完成的同时也保证了可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴的轴向对正，提高了装置的同轴度，安装结构相对法兰占据的空间更小，便于发动机内的其他工件的设置。

为优化上述技术方案中可变凸轮轴相位调节器的轴向定位，在上述实施例的基础上优选的，上述凸轮轴端连接装置中，所述安装段2与所述连接螺柱3的基部相邻，所述安装段2的直径小于所述止推机构1的最大直径、也小于所述凸轮轴本体6的直径，以固定可变凸轮轴相位调节器的轴向位置。

本实施例提供的技术方案中，将安装段与连接螺柱的位置相邻设置，通过这样的结构既方便令通过发动机壳体或罩盖上的辅助结构对可变凸轮轴相位调节器进行有效地轴向定位，显然通过这种安装段直径较小两侧结构直径较大的设计能够有效对可变凸轮轴相位调节器进行轴向的定位，其中此处所提及的止推机构的最大直径指的是其上轴肩凸出结构的直径；在此基础上，将可变凸轮轴相位调节器与凸轮轴之间连接位置的距离缩短，令可变凸轮轴相位调节器的结构伸出的距离更短，在长期使用中，结构不易由于转动造成轴变形，装置同轴度下降的问题。

基于上述实施例中提供的凸轮轴端连接装置，本发明还提供了一种凸轮轴，该发动机包括凸轮轴本体，还包括上述任一种凸轮轴端连接装置。由于上述的凸轮轴端连接装置具有上述技术效果，具有该凸轮轴端连接装置的凸轮轴也应具有相应的技术效果。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的发动机的局部结构示意图。

基于上述实施例中提供的凸轮轴端连接装置，本发明还提供了一种发动机，该发动机包括凸轮轴本体6及可变凸轮轴相位调节器5，还包括上述实施例中任意一种凸轮轴端连接装置。由于该发动机采用了上述实施例中的凸轮轴端连接装置，所以该发动机的有益效果请参考上述实施例。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述发动机中，还包括气缸盖8，所述气缸盖8上安装连接有用于支撑所述凸轮轴端连接装置的轴承桥7，所述轴承桥7)上设置有与所述止推机构1的轴体1-2配合的圆弧承重面，以及与所述轴肩凸出结构1-1配合的止推端面。

本实施例提供的技术方案中，在气缸盖上安装了轴承桥，通过轴承桥的结构支撑凸轮轴端连接装置、以及其上安装的可变凸轮轴相位调节器，结合上述实施例中所提出的安装段与连接螺杆相邻，而止推结构设置于凸轮轴端连接装置远端的设计，彻底的取代了现有技术中采用悬臂的布置方式安置可变凸轮轴相位调节器的设计，令可变凸轮轴相位调节器得到有效地支撑，并防止其造成轴体变形，同轴度下降；此外轴承桥与气缸盖采用可拆卸的安装连接，便于装置设置降低了气缸盖的加工难度，并且优化了可变正时系统的传动设计。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述发动机中，所述轴承桥7的圆弧承重面与所述止推机构1上均设置有相互连通配合的油孔4及油路，以此将可变凸轮轴相位调节器5内的油路与所述气缸盖8内的油路连通。

本实施例提供的技术方案中，进一步优化了可变正时系统的油路设计，将可变凸轮轴相位调节器内的油路通过轴承桥上的油路与气缸盖内的油路连通，形成独立且完整的可变正时系统的油路。

基于上述实施例中提供的发动机，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中任意一种发动机。由于该车辆采用了上述实施例中的发动机，所以该车辆的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种凸轮轴端连接装置，其特征在于，包括

安装段(2)，用于与可变凸轮轴相位调节器(5)套装连接，

凸轮轴安装端，用于与凸轮轴本体(6)端部连接，

止推机构(1)，包括从径向承重的轴体(1-2)、及设置于所述轴体两端用于止推的轴肩凸出结构(1-1)；

所述安装段(2)的轴向位置位于所述止推机构(1)与所述凸轮轴安装端之间；

所述安装段(2)、所述凸轮轴安装端、所述止推机构(1)轴向一体成型；

所述凸轮轴安装端具体为与所述安装段(2)及止推机构(1)同轴设置的连接螺柱(3)，通过螺纹装配实现凸轮轴端连接装置与凸轮轴的安装固定；

所述安装段(2)与所述连接螺柱(3)的基部相邻，所述安装段(2)的直径小于所述止推机构(1)的最大直径、也小于所述凸轮轴本体(6)的直径，以固定可变凸轮轴相位调节器(5)的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴端连接装置，其特征在于，所述止推机构(1)的轴体(1-2)表面设置有油孔(4)，所述油孔(4)内连接有油路。

3.根据权利要求2所述的凸轮轴端连接装置，其特征在于，所述安装段(2)表面也设置有油孔(4)，所述油孔(4)连通有油路。

4.一种凸轮轴，包括凸轮轴本体(6)，其特征在于，还包括如权利要求1至3任一项所述的凸轮轴端连接装置。

5.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求4所述的凸轮轴。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，还包括气缸盖(8)，所述气缸盖(8)上安装连接有用于支撑所述凸轮轴端连接装置的轴承桥(7)，所述轴承桥(7)上设置有与所述止推机构(1)的轴体(1-2)配合的圆弧承重面，以及与所述轴肩凸出结构(1-1)配合的止推端面。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述轴承桥(7)的圆弧承重面与所述止推机构(1)上均设置有相互连通配合的油孔(4)及油路，以此将可变凸轮轴相位调节器(5)内的油路与所述气缸盖(8)内的油路连通。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求5至7任一项所述的发动机。

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