CN117703557A - 一种试验用插弹式组合配气凸轮轴及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种试验用插弹式组合配气凸轮轴及其调节方法，包括基础轴，基础轴的轴颈处与凸轮活块插弹式卡接，基础轴的轴头设有传动花键，用于配气凸轮轴与传动齿轮的连接。本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴及其调节方法，通过凸轮活块与基础轴间的“齿槽插接、钢珠定位”方式，实现配气凸轮轴凸轮与轴系的分解，进而达到配气凸轮轴凸轮型线和相位的灵活调换，针对不同凸轮型线及相位只需要加工不同的活动凸轮即可，减少了性能试验过程中的时间成本与经济成本。

Description

一种试验用插弹式组合配气凸轮轴及其调节方法

技术领域

本发明属于发动机试验技术领域，尤其是涉及一种试验用插弹式组合配气凸轮轴及其调节方法。

背景技术

传统发动机配气凸轮轴的轴体与凸轮为一体结构，结构集成、可靠性强，但一体式配气凸轮轴最大的缺点是凸轮型线固定，而在发动机前期开发过程中，必须要针对不同凸轮型线进行换气过程试验，因此换新的配气凸轮型线时，就需再次投加工配气凸轮轴，而配气凸轮轴的加工过程工序复杂，除了机加外还有热处理等一些列复杂工序，造成试验经济成本与时间成本的大幅增加。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，以解决一体结构不能改变凸轮型线与配气相位角的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，包括基础轴，基础轴的轴颈处与凸轮活块插弹式卡接，基础轴的轴头设有传动花键，用于配气凸轮轴与传动齿轮的连接。

进一步的，所述基础轴的轴颈处插入凸轮活块后，通过防松弹簧和钢珠卡接。

进一步的，所述基础轴的中间轴颈外部套接凸轮活块，两者采用公差配合，公差为+0.02mm～+0.05mm。

进一步的，所述：基础轴包括本体，本体上设有一号支撑轴颈和二号支撑轴颈，一号支撑轴颈和二号支撑轴颈之间设有两个凸轮花键，每个凸轮花键外部套接一个凸轮活块。

进一步的，所述凸轮花键上设有用于安装防松弹簧和钢珠的弹簧安装孔，两个弹簧安装孔的中心位置与配气凸轮中心线重合；凸轮花键的中心线位置圆周均布若干凸齿，为实现钢珠的安装，弹簧安装孔处的两个凸齿去除。

进一步的，所述弹簧安装孔的深度大于防松弹簧并圈高度加上钢珠外径，安装孔与防松弹簧采用间隙配合，防松弹簧的横截面直径大于钢珠的外径且防松弹簧的内径等于钢珠外径尺寸的3/4。

进一步的，所述凸轮活块中心设有与凸轮弹簧安装孔对应的半球形钢珠安装槽，钢珠安装槽用于安装钢珠，钢珠安装槽的槽径向上设有拆卸通孔。

进一步的，所述凸轮活块中心安装孔上圆周均布若干凸轮键槽，凸轮键槽与凸轮花键的凸齿相对应。

进一步的，所述凸轮活块内孔边缘设有导向段，导向段的深度为3mm、夹角为36°，斜边与中心线夹角18°。

相对于现有技术，本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴具有以下优势：

(1)本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴，通过凸轮活块与基础轴间的“齿槽插接、钢珠定位”方式，实现配气凸轮轴凸轮与轴系的分解，进而达到配气凸轮轴凸轮型线和相位的灵活调换，针对不同凸轮型线及相位只需要加工不同的活动凸轮即可，减少了性能试验过程中的时间成本与经济成本。

(2)本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴，具有设计简单、工艺可行性好、加工精度高等特点。

(3)本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴，凸轮活块灵活可变、更换简单，针对不同型线和相位只需更换成相应的凸轮活块即可。

(4)本发明所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴，基础轴与凸轮活块匹配性好，提升了配气凸轮轴的兼容性。

本发明的另一目的在于提出一种试验用插弹式组合配气凸轮轴的调节方法，以解决一体结构不能改变凸轮型线与配气相位角的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种试验用插弹式组合配气凸轮轴的调节方法，包括如下步骤：

S1、将润滑油挤到凸轮花键、弹簧安装孔、凸轮键槽与钢珠安装槽内；

S2、将防松弹簧放入到基础轴靠近二号支撑轴颈侧的弹簧安装孔内，转动防松弹簧，将钢珠放到防松弹簧的顶面，用手按压钢珠，钢珠应能随着手指加压沉入到基础轴的弹簧安装孔内部，而不凸出；

S3、将凸轮活块插入到基础轴上，安装人员一手推动凸轮活块，另一手按住钢珠，随着凸轮活块移动使钢珠滑入到凸轮活块的内孔中，继续推动活块直至听到钢珠落座到钢珠安装槽中；

S4、按S2和S3将另一个凸轮活块也安装到基础轴上，到此即完成一种试验用插弹式组合配气凸轮轴的安装；

S5、如需更换凸轮活块，只需利用圆柱杆插入到基础轴上凸轮活块拆卸通孔中，向下按钢珠同时反向推动凸轮活块即可将活块推出，完成拆卸；

S6、按S5完成两个凸轮活块的拆卸，并重复S2～S4，完成新凸轮活块的安装即可。

所述试验用插弹式组合配气凸轮轴的调节方法与上述试验用插弹式组合配气凸轮轴相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴的剖视图一；

图2为本发明实施例所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴的测剖图二；

图3为本发明实施例所述的基础轴的示意图；

图4为本发明实施例所述的钢珠的示意图；

图5为本发明实施例所述的防松弹簧的示意图；

图6为本发明实施例所述的凸轮活块。

附图标记说明：

1-基础轴；11-一号支撑轴颈；12-凸轮花键；13-二号支撑轴颈；14-传动花键；15-弹簧安装孔；2-钢珠；3-防松弹簧；4-凸轮活块；41-钢珠安装槽；42-凸轮键槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，如图1至图6所示，包括基础轴1，基础轴1的轴颈处与凸轮活块4插弹式卡接。

基础轴1的轴颈处插入凸轮活块4后，通过防松弹簧3和钢珠2卡接。

基础轴1包括本体、一号支撑轴颈11、凸轮花键12、二号支撑轴颈13、传动花键14和弹簧安装孔15，本体上设有一号支撑轴颈11和二号支撑轴颈13。

在一个实施例中，基础轴1的中间轴颈外部套接凸轮活块4，具体的，中间轴颈外径尺寸与凸轮活块4内孔尺寸相同，采用公差配合，推荐公差为+0.02mm～+0.05mm。

在一个实施例中，一号支撑轴颈11和二号支撑轴颈13之间设有两个凸轮花键12，每个凸轮花键12外部套接一个凸轮活块4。

优选的，每个凸轮花键12上还设有用于安装防松弹簧3和钢珠2的弹簧安装孔15，两个弹簧安装孔15的中心位置与配气凸轮中心线重合。

弹簧安装孔15的深度大于防松弹簧3并圈高度加上钢珠2直径，安装孔与防松弹簧3采用间隙配合，公差推荐+0.05mm～+0.1mm。

凸轮花键12的中心线位置设有20个圆周均布凸齿。为实现钢珠2的安装，弹簧安装孔15处的两个凸齿去除。

基础轴1的轴头设有传动花键14，用于配气凸轮轴与传动齿轮的连接。

钢珠2为标准件，钢珠2的直径尺寸需小于防松弹簧3的横截面直径，即钢珠2不能被基础轴1的弹簧安装孔15卡住，考虑到钢珠2的止动摩擦力，钢珠2标准件选择时对表面硬度有所要求，经验证推荐钢珠2表面硬度28～32HRC，直径推荐为Ф4；

所述防松弹簧3为标准件，弹簧外径小于基础轴1的弹簧安装孔15内径，防松弹簧3的内径等于钢珠2外径尺寸的3/4，经验证，推荐防松弹簧3屈服力矩不小于10Nm。

所述凸轮活块4为独立凸轮单元，中心孔与基础轴1的中间轴颈处直径尺寸相同，采用公差配合，推荐公差为+0.02mm～+0.05mm。

凸轮活块4中心设有与凸轮弹簧安装孔对应的半球形钢珠安装槽41，凸轮活块4的钢珠安装槽41尺寸与钢珠2相同，采用加公差设计，公差范围推荐+0.02mm～+0.05mm，钢珠安装槽41的槽径向上设有拆卸通孔。

凸轮活块4中心安装孔上设有20个圆周均布凸轮键槽42，位置与尺寸与基础轴1上凸轮花键12的凸齿相对应。为便于钢珠2的进出，凸轮活块4内孔边缘设有导向段，导向段的深度为3mm、夹角为36°斜边与中心线夹角18°。

一种试验用插弹组合配气凸轮轴的安装和调节步骤如下：

1、将干净润滑油挤到基础轴1的凸轮花键12和弹簧安装孔15内，涂抹均匀，同理，将凸轮活块4内孔的凸轮键槽42与钢珠安装槽41内也涂抹干净润滑油；

2、将防松弹簧3放入到基础轴1靠近二号支撑轴颈13侧的弹簧安装孔内，用手转动防松弹簧3应转动灵活，然后将钢珠2放到防松弹簧3的顶面，用手按压钢珠2，钢珠2应能随着手指加压沉入到基础轴1的弹簧安装孔15内部，而不凸出；

3、将涂抹好润滑油的凸轮活块4插入到基础轴1上，按设计要求将齿槽对齐，安装人员一手推动凸轮活块4，另一手按住钢珠2，随着凸轮活块4移动使钢珠2滑入到凸轮活块4的内孔中，继续推动活块直至听到钢珠2落座到凸轮活块4的钢珠安装槽41中；

4、按步骤2和步骤3将另一个凸轮活块4也安装到基础轴1上，到此即完成一种试验用插弹式组合配气凸轮轴的安装；

5、如需更换凸轮活块4，只需利用合适的圆柱杆插入到基础轴1上凸轮活块4拆卸通孔中，向下按钢珠2同时反向推动凸轮活块4即可将活块推出，完成拆卸；

6、按步骤5完成两个凸轮活块4的拆卸，并重复步骤2～步骤4，完成新凸轮活块4的安装即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：包括基础轴，基础轴的轴颈处与凸轮活块插弹式卡接，基础轴的轴头设有传动花键，用于配气凸轮轴与传动齿轮的连接。

2.根据权利要求1所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：基础轴的轴颈处插入凸轮活块后，通过防松弹簧和钢珠卡接。

3.根据权利要求2所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：基础轴的中间轴颈外部套接凸轮活块，两者采用公差配合，公差为+0.02mm～+0.05mm。

4.根据权利要求3所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：基础轴包括本体，本体上设有一号支撑轴颈和二号支撑轴颈，一号支撑轴颈和二号支撑轴颈之间设有两个凸轮花键，每个凸轮花键外部套接一个凸轮活块。

5.根据权利要求4所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：凸轮花键上设有用于安装防松弹簧和钢珠的弹簧安装孔，两个弹簧安装孔的中心位置与配气凸轮中心线重合；凸轮花键的中心线位置圆周均布若干凸齿，为实现钢珠的安装，弹簧安装孔处的两个凸齿去除。

6.根据权利要求5所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：弹簧安装孔的深度大于防松弹簧并圈高度加上钢珠外径，安装孔与防松弹簧采用间隙配合，防松弹簧的横截面直径大于钢珠的外径且防松弹簧的内径等于钢珠外径尺寸的3/4。

7.根据权利要求1所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：凸轮活块中心设有与凸轮弹簧安装孔对应的半球形钢珠安装槽，钢珠安装槽用于安装钢珠，钢珠安装槽的槽径向上设有拆卸通孔。

8.根据权利要求4所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：凸轮活块中心安装孔上圆周均布若干凸轮键槽，凸轮键槽与凸轮花键的凸齿相对应。

9.根据权利要求1所述的一种试验用插弹式组合配气凸轮轴，其特征在于：凸轮活块内孔边缘设有导向段，导向段的深度为3mm、夹角为36°，斜边与中心线夹角18°。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的试验用插弹式组合配气凸轮轴的调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将润滑油挤到凸轮花键、弹簧安装孔、凸轮键槽与钢珠安装槽内；

S2、将防松弹簧放入到基础轴靠近二号支撑轴颈侧的弹簧安装孔内，转动防松弹簧，将钢珠放到防松弹簧的顶面，用手按压钢珠，钢珠应能随着手指加压沉入到基础轴的弹簧安装孔内部，而不凸出；

S3、将凸轮活块插入到基础轴上，安装人员一手推动凸轮活块，另一手按住钢珠，随着凸轮活块移动使钢珠滑入到凸轮活块的内孔中，继续推动活块直至听到钢珠落座到钢珠安装槽中；

S4、按S2和S3将另一个凸轮活块也安装到基础轴上，到此即完成一种试验用插弹式组合配气凸轮轴的安装；

S5、如需更换凸轮活块，只需利用圆柱杆插入到基础轴上凸轮活块拆卸通孔中，向下按钢珠同时反向推动凸轮活块即可将活块推出，完成拆卸；

S6、按S5完成两个凸轮活块的拆卸，并重复S2～S4，完成新凸轮活块的安装即可。