CN112780378A - 组合式凸轮轴及包括该凸轮轴的发动机、汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及组合式凸轮轴及包括该凸轮轴的发动机、汽车，属于发动机结构技术领域，该组合式凸轮轴包括连接轴，沿着连接轴轴线方向上依次设有排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段，排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段均为中空套在连接轴上、且可围绕连接轴轴线转动，所述连接轴靠近供油凸轮轴段的端部可拆卸地连接用于紧固排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段的固定段。该组合式凸轮轴可以快速的拆卸、调整和组装，实现凸轮轴上进排气门型线角度的改变，同时结构坚固预紧牢靠的特点。

Description

组合式凸轮轴及包括该凸轮轴的发动机、汽车

技术领域

本公开属于发动机结构技术领域，具体是涉及组合式凸轮轴及包括该凸轮轴的发动机、汽车。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在发动机研发过程中，有时需要对发动机的进排气门的开启角度进行调整，因此通常需要重新加工新的凸轮轴，费时费事。组合式凸轮轴是解决气门开启角度调整的一种可行的结构。

发明人发现：现有的组合式凸轮轴多为整体轴体上嵌套凸轮的形式，多数采用过盈配合，难以加工和拆卸。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了组合式凸轮轴及包括该凸轮轴的发动机、汽车。该组合式凸轮轴可以快速的拆卸、调整和组装，实现凸轮轴上进排气门型线角度的改变，同时结构坚固预紧牢靠的特点。

本公开至少一实施例提出了组合式凸轮轴,该组合式凸轮轴包括连接轴，沿着连接轴轴线方向上依次设有排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段，排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段均为中空套在连接轴上、且可围绕连接轴轴线转动，所述连接轴靠近供油凸轮轴段的端部可拆卸地连接用于紧固排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段的固定段。

进一步地，固定段为圆柱体，圆柱体的一端端面上设有凹槽，另一端端面上设有台阶孔，凹槽的底部与所述台阶孔相连通，连接轴穿过所述连接段的台阶孔在所述凹槽内通过螺母固定。

进一步地，位于凹槽内的连接轴的端面上沿着其轴线方向上设有光孔，连接轴的壁面上设有与所述光孔相联通的顶紧销孔，所述顶紧销孔内设有顶紧销，顶紧销的长度大于顶紧销孔的深度，在所述光孔内设有限制顶紧销在顶紧销孔内移动的压块，顶紧销的一端与压块通过一对滑动的倾斜面相接触，另一端与螺母内的无纹面相接触。

进一步地，压块包括相互连接的第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的端面与光孔的底面相接触，其中第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径，第二圆柱段的端面与光孔的底面设有同轴的螺纹孔，所述螺纹孔内设有压紧螺纹。

进一步地，连接轴靠近排气凸轮轴段的端部设有法兰盘，所述法兰盘在圆周方向设有多个第一螺栓孔，固定段在圆周方向设有与所述第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔。

进一步地，供油凸轮轴段、进气凸轮轴段以及排气凸轮轴段沿着连接轴轴线方向上相同的一侧设有同一倾斜度的外斜面，另一侧设有同一倾斜度的内斜面，所述内斜面可与外斜面相配合。

进一步地，所述连接轴上设有确定连接轴与固定段、供油凸轮轴段、进去凸轮轴段和进气凸轮轴段相对位置的定位标记。

进一步地，定位标记上形成与排气凸轮轴段内斜面相配合外斜面。

本公开至少一实施例提出了一种发动机，该发动机包括上述任一项所述的组合式凸轮轴。

本公开至少一实施例提出了一种汽车,该汽车包括上述任一项所述的组合式凸轮轴。

本公开的有益效果如下：

(1)、本公开的组合式凸轮轴采用模块化设计，将供油段、进排气段分割开来，采用嵌套组合式的结构，且可围绕连接轴的轴线旋转变化位置，形成一个可以根据需要实现供油型线、进气型线角度可调的组合式凸轮轴段。

(2)、本公开的组合式凸轮轴中连接轴通过螺母可拆卸地固定在固定段上，通过在连接轴的一端内部压紧块用于限制顶紧销轴的移动，所述顶紧销轴的另一端顶住螺母，防止螺母的松动，保证了组合式凸轮轴运行的可靠性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施提供的一种可以调节进排气门开闭角度的组合式凸轮轴段整体结构剖视图；

图2为本公开实施提供的一种可以调节进排气门开闭角度的组合式凸轮轴段整体结构；

图3为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中轴承端的整体结构图；

图4为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中轴承端的剖视结构图；

图5为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中供油段的整体结构图；

图6为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中供油段的剖视结构图；

图7为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中进气段的第一角度结构图；

图8为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中进气段的第二角度结构图；

图9为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中进气段的剖视结构图；

图10为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中排气段的第一角度结构图；

图11为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中排气段的第二角度结构图；

图12为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中排气段的剖视结构图；

图13为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中连接轴的整体结构图；

图14为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中连接轴的半剖结构图；

图15为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中压块的第一角度结构图；

图16为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中压块的第二角度结构图；

图17为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中顶紧销轴的整体结构图；

图18为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中紧固螺母的整体结构图；

图19为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中紧固螺母的剖视结构图；

图20为本公开实施提供的组合式凸轮轴段中压紧螺栓的半剖结构图。

图中：1、轴承端，110、平面，111、内孔，113、内斜面，114、内孔，2、供油段，202、内斜面，203、供油型线，204、内孔，205、外斜面，3、进气段，301、内斜面，302、外斜面，303、内孔，304、进气型线，4、排气段，401、内斜面，402、外斜面，403、内孔，404、排气型线，5、连接轴，500、光杆部，501、外斜面，502、法兰盘，503、内螺纹孔，504、弹簧孔，505、顶紧销孔，506、外螺纹，507、光孔，508、外斜面，509、螺纹孔，510、定位标记，6、压紧螺栓，601、外螺纹，602、内六角凹槽，603、底面，7、紧固螺母，701、内螺纹，702、无纹面，703、压紧面，8、压块，801、第一圆周段，802、第二圆周段，803、小端面，804、倾斜面，805、弹簧孔，9、顶紧销，901、第一轴体，902、第二轴体，903、倾斜面，904、小径端面，10、弹簧。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1-图2所示，本公开实施例提供了一种可以调节进排气门开闭角度的组合式凸轮轴段，该轴段主要包括轴承端1、供油段2、进气段3、排气段4、连接轴5,压紧螺栓6、紧固螺母7、压块8、顶紧销9和弹簧10。

所述供油段2、进气段3以及排气段5均为凸轮段，且内部为中空，所述连接轴5穿过所述供油段2、进气段3以及排气段5的中心孔固定在轴承端1上，所述供油段2、进气段3以及排气段5相互嵌套连接，且可围绕连接轴的轴线旋转变化位置，所以本申请中组合凸轮轴段采用模块化安装结构，可以方便地拆卸和随意地改变进气段型线、排气段型线以及供油段型线在凸轮轴上的角度，解决了目前的组合式凸轮轴上进气段型线、排气段型线以及供油段型线在凸轮轴上的确定角度难以改变，制作成本较大、加工时间长的问题。

如图3-图4所示，本实施例中的轴承端1主要是用于起到压紧供油段2、进气段3以及排气段4的固定作用。

所述轴承端1为圆柱形，所述轴承端的一端设有圆形的凹槽用于放置紧固螺母7，所述紧固螺母7与凹槽内的平面110相贴合，使紧固螺母7固定组合式凸轮轴段。另一端设有台阶孔，所述台阶孔与另一侧的凹槽相连通，所述台阶孔的内斜面113与供油段2的内斜面、进气段3的内斜面、排气段4的内斜面以及连接轴5的外斜面具有相同的斜面角。

所述台阶孔中的内孔114用于穿过所述连接轴。

所述轴承端的端面上在圆周方向上均匀设有若干个螺纹孔111，该螺纹孔21与其他凸轮轴段的连接轴5的法兰盘502的螺栓孔509相配合螺栓连接。

如图5-图6所示，本实施例中的供油段2主要包括用于连接的内斜面202和外斜面205、内孔204和供油型线203。

其中，内斜面202与进气段的外斜面相配合，起到连接与定位的作用；外斜面205与轴承端1的内斜面113相配合，起到定位与连接的作用；内孔204与连接轴5的光杆部500相配合。

进一步地，供油段外表面的供油型线203与连接轴5上的定位标记形成角度配合，决定供油段2和连接轴5的相对位置。

如图7-图9所示，本实施例中的进气段3的结构主要包括用于连接的内斜面301和外斜面302、内孔303和进气型线304。

其中，内斜面301主要与排气段的外斜面相配合，起到连接与定位的作用；外斜面302主要与供油段的内斜面202相配合，起到定位与连接的作用；内孔303与连接轴5的光杆部500相配合。

进一步地，进气段外表面的进气型线304与连接轴5的定位标记形成角度配合，决定进气段3和连接轴5的相对位置。

如图10-图12所示，本实施例中的排气段的结构主要包括用于连接的内斜面401和外斜面402、内孔403和排气型线404。

其中，内斜面401主要与连接轴的外斜面相配合，起到连接与定位的作用；外斜面402主要与进气段的内斜面相配合，起到定位与连接的作用；内孔403与连接轴5的光杆部500相配合。

进一步地，排气段外表面的排气型线404与连接轴5的定位标记形成角度配合，决定排气段4和连接轴5的相对位置。

如图13-图14所示，本实施例中的连接轴5包括轴体，所述轴体上主要包括光杆部500，外斜面501、法兰盘502、内螺纹孔503、弹簧孔504、顶紧销孔505、外螺纹506，光孔507、外斜面508、螺纹孔509、定位标记510、。

所述外斜面501主要用于与排气段的内斜面相配合，起到定位与连接的作用，设置在连接轴端部的法兰盘502在圆周方向上均匀设有若干个螺纹孔509，这些螺纹孔与其它凸轮轴轴承端1的螺纹孔形成角度配合，以便组成完整的、且可拆卸的凸轮轴；所述光杆部500与凸轮轴轴承端1、供油端2、进气端3、排气端4的内孔相配合，使得凸轮轴轴承端1、供油端2、进气端3和排气端4依次串装在连接轴5上。

进一步地，在连接轴端部上靠近法兰502设有定位标记510，所述定位标记510用于确定连接轴5与凸轮轴轴承端1、供油段2、进去段3和进气段4的相对位置，用于确定供油提前角、进排气角度等参数。

进一步地，在连接轴尾部的外表面上设有用于安装顶紧销9的顶紧销孔505，且该尾部的外表面上设有外螺纹506，所述外螺纹506与紧固螺母7相配合实现连接轴5的固定；在连接轴尾部的端面向内形成相互连接的内螺纹孔503和光孔507，在所述光孔的底面上中心位置上设有用于放置弹簧的弹簧孔504。

如图15-图16所示，本实施中的压块8主要包括第一圆周段801和第二圆柱段802两大部分，其中第二圆柱段802是用于放置在连接轴5的光孔507中。

其中所述第一圆柱端801的上表面为小端面803，第一圆柱段801的直径小于第二圆柱段802的直径，这样以便小端面803在受力变形后仍然可以方便地从连接轴5的光孔507中取出。

进一步地，所述压块8中的第二圆柱段802的端部设有两个相互对称的倾斜面804，该斜面与顶紧销9一端的斜面相配合，从而压紧顶紧销9促使其向顶紧销孔505外移动，这样顶紧销9的另一端与紧固螺母7内部相接触，限制紧固螺母7的转动。

进一步地，所述压块中第二圆柱段802的底面中心位置弹簧孔805，所述弹簧孔805与连接轴中的弹簧孔504相配合，共同压紧弹簧10，以便于压紧压块8的压紧螺栓6移除后，弹簧10可以将压块8从连接轴的光孔507中弹出。

如图17所示，实施例中的顶紧销轴9包括第一轴体901和第二轴体902，其中第一轴体的端部设有倾斜面903用于与压块中的倾斜面16相配合顶住顶紧销轴限制其移动；所述第二轴体902的端部设有小径端面904，该小径端面904与紧固螺母7的无纹面相接触并产生预紧效果，起到对固定螺母7防松的效果。

如图18-19所述，本实施例中的紧固螺母7的中心孔内分为两个部分，其中一部分的内壁面设有内螺纹701，另一部分的内壁面为无纹面702，其中紧固螺母7的内螺纹701与连接轴端部的外螺纹34相配合实现连接轴的固定，通过连接轴上的顶紧销轴小端面44在其内部的压块8的作用下顶出与无纹面13接触压紧，对紧固螺母7起到防松的作用。所述紧固螺母7上的压紧面703压紧凸轮轴轴承端1的凹槽内的平面20，起到固定作用。

如图20所示，本实施例中的压紧螺栓6的外圆面上设有外螺纹601，该外螺纹601与连接轴的内螺纹36相配合，压紧螺栓的顶面上设有内六角凹槽602，这样通过一个内六角扳手可将压紧螺栓拧入连接轴的内螺纹36上，底面603与压块8的顶面相接触。

下面详细说明一下组合轴的装配方法根据实际需要，确定凸轮轴的进排气和供油角度。根据角度确定凸轮轴轴承端、供油段、排气段和进气段相对连接轴的定位标记的相对角度。在连接轴的外斜面涂胶(如厌氧胶、螺纹锁固胶等)，将进气段的中心孔与连接轴的光干部相配合、将进气段的内斜面与连接轴的外斜面相配合、将进气型线与定位标记进行角度定位，完成进气段的装配。将排气段的内孔与连接轴的光杆部相配合，在外斜面涂胶，将内斜面和外斜面相配合，将排气型线与定位标记进行角度定位，完成排气段的装配。将供油段2的内孔与连接轴的光杆部相配合，在外斜面涂胶，将内斜面和外斜面相配合，将供油型线与定位标记进行角度定位，完成供油段的装配。

将顶紧销放入连接轴的顶紧销孔中，使其小径朝外，斜面朝里，顶紧销轴的斜面朝向连接轴的光孔方向。将轴承端的内孔与连接轴的光杆部相配合，在外斜面涂胶，将内斜面和外斜面相配合，将轴承端与定位标记进行角度定位，完成轴承端的装配。

使用紧固螺母的端面与轴承端的平面想接触，紧固紧固螺母达到要求的扭矩。将弹簧放入连接轴的弹簧孔内，放入压块，使弹簧的另一端进入压块的弹簧孔中，同时使压块的斜面和顶紧销轴的斜面相配合。将压紧螺栓与连接轴的内螺纹相配合，使压紧螺栓的平面与压块的上平面想接触，预紧压紧螺栓到要求扭矩。在压紧螺栓的压力下，压块向内侧移动，推动顶紧销轴，使其小径端面与紧固螺母的无纹面相接触并产生预紧效果，起到对固定螺母防松的效果。

另外，本公开一些实施例另外一些实施例还公开了包含该组合式凸轮轴段的发动机和汽车。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.组合式凸轮轴,其特征在于，包括连接轴，沿着连接轴轴线方向上依次设有排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段，排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段均为中空套在连接轴上、且可围绕连接轴轴线转动，所述连接轴靠近供油凸轮轴段的端部可拆卸地连接用于紧固排气凸轮轴段、进气凸轮轴段以及供油凸轮轴段的固定段。

2.如权利要求1所述组合式凸轮轴,其特征在于，固定段为圆柱体，圆柱体的一端端面上设有凹槽，另一端端面上设有台阶孔，凹槽的底部与所述台阶孔相连通，连接轴穿过所述连接段的台阶孔在所述凹槽内通过螺母固定。

3.如权利要求2所述组合式凸轮轴,其特征在于，位于凹槽内的连接轴的端面上沿着其轴线方向上设有光孔，连接轴的壁面上设有与所述光孔相联通的顶紧销孔，所述顶紧销孔内设有顶紧销，顶紧销的长度大于顶紧销孔的深度，在所述光孔内设有限制顶紧销在顶紧销孔内移动的压块，顶紧销的一端与压块通过一对滑动的倾斜面相接触，另一端与螺母内的无纹面相接触。

4.如权利要求3所述组合式凸轮轴,其特征在于，压块包括相互连接的第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的端面与光孔的底面相接触，其中第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径，第二圆柱段的端面与光孔的底面设有同轴的螺纹孔，所述螺纹孔内设有压紧螺纹。

5.如权利要求1所述组合式凸轮轴,其特征在于，连接轴靠近排气凸轮轴段的端部设有法兰盘，所述法兰盘在圆周方向设有多个第一螺栓孔，固定段在圆周方向设有与所述第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔。

6.如权利要求1所述组合式凸轮轴,其特征在于，供油凸轮轴段、进气凸轮轴段以及排气凸轮轴段沿着连接轴轴线方向上相同的一侧设有同一倾斜度的外斜面，另一侧设有同一倾斜度的内斜面，所述内斜面可与外斜面相配合。

7.如权利要求6所述组合式凸轮轴,其特征在于，所述连接轴上设有确定连接轴与固定段、供油凸轮轴段、进去凸轮轴段和进气凸轮轴段相对位置的定位标记。

8.如权利要求7所述组合式凸轮轴,其特征在于，定位标记上形成与排气凸轮轴段内斜面相配合外斜面。

9.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的组合式凸轮轴。

10.一种汽车,其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的组合式凸轮轴。

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