CN1542261A - 凸轮轴结构 - Google Patents

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Abstract

一种凸轮轴结构，其包括凸轮角探测元件，该元件面向一凸轮角传感器布置，并以悬臂梁的形式通过一凸轮轴颈支撑在该凸轮轴颈的外侧。在该凸轮轴颈和该凸轮角探测元件之间的扩展轴颈朝着该凸轮轴颈的方向增大，使得该凸轮轴颈侧的外径可以大于该凸轮角探测元件侧的外径。

Description

凸轮轴结构
技术领域
本发明涉及一种用于凸轮轴的结构，其可以应用于内燃机的进气凸轮轴、排气凸轮轴等。
背景技术
在用于内燃机的进气凸轮轴或排气凸轮轴中，轴颈的强度或刚度被加强，用于抵抗作用在凸轮或凸轮尖端上的弯曲载荷或扭矩，并用于抵抗作用在可变阀门正时机构(variable valve timing mechanism)上的扭矩。其中一种加强方式公开在JP-A-9-228812中。
在JP-A-9-228812公开的现有技术中，凸轮轴具有通过一凸轮轴颈以悬臂梁的形式支撑在该凸轮轴颈的外侧的可变阀门正时机构。多个凸轮轴颈为锥形，使得它们处于可变阀门正时机构侧的外径最大，并随着远离可变阀门正时机构而变小。
发明内容
鉴于该现有技术，本发明的目的是提供一种凸轮轴，其具有一凸轮角传感器，且其中面向该凸轮角传感器布置的一凸轮角探测元件通过一凸轮轴颈以悬臂梁的形式支撑在该凸轮轴颈的外侧，以使该凸轮角探测元件的凸轮轴颈作用在该悬臂梁支承部分的应力减小，提高强度而不用增加重量。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于凸轮轴的结构，包括一凸轮角探测元件，其面向一凸轮角传感器布置并通过一凸轮轴颈以悬臂梁的形式支撑在该凸轮轴颈的外侧，其中，位于该凸轮轴颈和该凸轮角探测元件之间的一扩展轴颈朝着该凸轮轴颈方向增大，使得该凸轮轴颈侧的外径可以大于该凸轮角探测元件侧的外径。在本发明中，该扩展轴颈优选为锥形。
附图说明
本发明的这些及其他目的以及优点通过下面参照附图的详细说明将会变得更加清楚，其中：
图1是本发明的一个实施例的凸轮轴的凸轮角探测元件附近的主要部分的侧视图；
图2是进气凸轮轴以及排气凸轮轴的俯视图；以及
图3对应于图1，但显示的是作为比较示例的现有技术的凸轮轴。
具体实施方式
下面将参照附图并结合本发明的实施例对本发明进行详细说明。但是，只要没有特殊的说明，实施例中所描述部件的大小、材料、形状、相对布置等等并不是为了限制本发明的范围，而仅仅是为了说明举例而已。
图1是本发明的一个实施例的凸轮轴的凸轮角探测元件附近的主要部分的侧视图，而图2是进气凸轮轴以及排气凸轮轴的俯视图。图3对应于图1，但显示的是作为比较示例的现有技术的凸轮轴。
在图1和2中，附图标记1表示凸轮轴。本发明的该实施例表示的是图2中的进气凸轮轴1。
在凸轮轴1中，数字3表示凸轮轴颈，其形成在凸轮轴1的轴线方向上的多个位置处。凸轮轴1在每个凸轮轴颈3的位置处通过安装在汽缸盖100上的凸轮轴承(未示出)被支撑，并围绕凸轮轴承6被可转动地支撑。数字2表示凸轮(或进气凸轮)，其在每个汽缸的每个凸轮轴颈3之间形成有两个。
数字10表示凸轮角传感器，用于探测进气凸轮轴1的凸轮角。数字11表示可变阀门正时机构(其在本领域是公知的，因此省略其详细结构说明)。数字5表示凸轮角探测元件5。探测元件5形成在扩展轴颈4的顶端，该扩展轴颈以悬臂梁支承的形式从位于与可变阀门正时机构11相对的端部的凸轮轴颈3a通过端侧凸轮2a伸出。
该扩展轴颈4形成为朝着凸轮轴颈3a的方向增大的锥形轴颈，使得该凸轮轴颈3a侧的外径D1大于该凸轮角探测元件5侧的外径D2。优选是该扩展部分的外径D1不大于该凸轮2的基圆，但是大于该凸轮轴颈3a的外径D3，并且该增大的部分平滑地归并到基圆中。
此外，端侧凸轮2a的近端部分7为增大部分，并且凸轮角探测元件5的近端部分8为缩小部分，二者分别平滑地归并到凸轮2a和凸轮角探测元件5中，并具有半径R1和R2，从而将应力集中抑制为最小。
在图2中数字01表示排气凸轮轴。数字03表示凸轮轴颈，其形成在排气凸轮轴01的轴线方向上的多个位置处。该排气凸轮轴01在每个凸轮轴颈03的位置处通过固定在汽缸盖100上的凸轮轴承(未示出)被支撑，并围绕凸轮轴06可转动地支撑。数字02表示排气凸轮，其在每个汽缸的每个凸轮轴颈03之间形成有两个。数字11表示可变阀门正时机构。
此处，凸轮角探测元件5可以形成在排气凸轮轴01上，而不是形成在进气凸轮轴1上，并且凸轮角传感器10也可以布置成面向凸轮角探测元件5。
在具有凸轮轴1的发动机工作的时候，因为扩展轴颈4的结构是使凸轮角探测元件5以悬臂梁的方式通过凸轮轴颈3a支撑在端部上，凸轮角探测元件5可以与在端侧上的凸轮2a向上推进阀门时所产生的振动发生共振。
当共振发生时，扩展轴颈4的近端部分7受到由于凸轮角探测元件5的惯性力所引起的共振而导致的最大的反复弯曲应力，该凸轮角探测元件5在凸轮轴1的远端部分形成了较大的惯性重量。
然而根据本实施例，构成悬臂梁的扩展轴颈4通过使在凸轮轴颈3a侧的近端部分7的外径D1大于凸轮角探测元件5侧的外径D2而形成为锥形轴颈，因而使得扩展轴颈4具有类似于基本上等强度梁的结构。
结果，扩展轴颈4在每个轴向截面处的弯曲应力可以基本上相等，并且使得在应力集中可能会很高的凸轮轴颈3a侧的近端部分7处的弯曲应力受到了抑制。
如本发明的图3所示，在现有技术的凸轮轴1A上，扩展轴颈04构成为具有相同的直径。当凸轮轴颈3a侧的扩展轴颈04的近端部分07处的最大反复弯曲应力抑制到与本发明的实施例的大小一样时，扩展轴颈04的外径D0必须等于本实施例的外径D1，因此扩展轴颈04的直径在整体上增大了，从而增加了凸轮轴1A的重量。相反地，在本实施例中，扩展轴颈4具有类似于基本上等强度梁的结构。因此与现有技术中的凸轮轴1A不同，在凸轮轴颈3a侧的近端部分7处的最大弯曲应力可以减小，而不会增加凸轮轴1的重量。
根据上述发明，在凸轮轴上，其中面向凸轮角传感器布置的凸轮角探测元件通过凸轮轴颈以悬臂梁的形式支撑在发动机的进气或排气凸轮轴的凸轮轴颈的外侧，通过凸轮轴颈以悬臂梁的形式被支撑的扩展轴颈具有类似于基本上等强度梁的结构，并且轴线方向上的每个截面处的弯曲应力基本上相等。结果，应力可能会高度集中的轴颈侧的近端部分处的弯曲应力可以得到抑制。
因此，相较于现有技术中的凸轮轴扩展轴颈直径相同的情况，轴颈侧的近端部分处的最大弯曲应力可以减小得更多，而不会增加凸轮轴的重量。
此外，当本发明应用到凸轮角探测元件以悬臂梁的方式通过凸轮轴颈支撑在与可变阀门正时机构相对的端部上的凸轮轴上的时候可以获得类似的效果。
对本发明的优选实施例的上述说明是用于示例和说明。并非为了穷举或将本发明限制到所公开的具体形式，并且在上述启示之下或通过实施本发明可以对本发明进行改变以及变化。所选择和描述的实施例是为了解释本发明的原理，并且其实际应用可以使本领域技术人员根据适合于实际应用中的具体需要以各种实施例及其各种变形的形式来利用本发明。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同形式所确定。

Claims (3)

1、一种凸轮轴结构，包括：
一凸轮轴颈；
一凸轮角探测元件，其布置成面向凸轮角传感器，该凸轮角探测元件以悬臂梁的形式通过该凸轮轴颈支撑在该凸轮轴颈的外侧；以及
一轴颈，其布置在该凸轮轴颈以及该凸轮角探测元件之间，并且形成为朝着该凸轮轴颈的方向增大，使得凸轮轴颈侧的外径大于凸轮角探测元件侧的外径。
2、根据权利要求1的凸轮轴结构，其特征在于，该轴颈形成为锥形轴颈。
3、一种凸轮轴结构，包括：
一凸轮轴颈；
一凸轮角探测元件，其布置成面向凸轮角传感器，该凸轮角探测元件以悬臂梁的形式通过该凸轮轴颈支撑在与可变阀门正时机构相对的一侧上；以及
一轴颈，其布置在该凸轮轴颈与该凸轮角探测元件之间，并且形成为朝着该凸轮轴颈的方向增大，使得凸轮轴颈侧的外径大于凸轮角探测元件侧的外径。
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