CN204175350U - 凸轮轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种凸轮轴，包括轴体，轴体上设有进气凸轮、排气凸轮、轴承支撑段及法兰盘，轴承支撑段的半径大于轴体的半径且小于凸轮的基圆半径；本实用新型的凸轮轴设计了加大的法兰盘结构、更加纤细的轴承支撑段结构、进气凸轮与排气凸轮之间的轴体加固段结构、凸轮根部的轴体过渡圆角及加固段过渡圆角过渡结构、带凹部的进气凸轮结构、具有排气再循环外轮廓的异型排气凸轮结构，本实用新型的凸轮轴应用到发动机上后，可以极大地提升发动机的整体性能，达到更高级别的排放标准如欧六排放标准的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机零部件技术领域，具体地说，涉及发动机用的凸轮轴。
背景技术
凸轮轴在发动机中通常与气门摇臂配对控制发动机气门的开关，是配气系统中最重要的零件，也是发动机上负荷最大的摩擦件。按凸轮轴在发动机中数目的多少，分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)。传统单顶置凸轮轴的结构包括凸轮轴主体，凸轮轴主体是一根与气缸组长度相当的圆柱形轴体，在圆柱形轴体上设有用于驱动气门的进气凸轮和排气凸轮以及用于与机体安装的轴承支撑段，凸轮轴的一端设有法兰盘用于与驱动轮相连接。该传统凸轮轴的轴承支撑段的半径较大，甚至大于凸轮的最大回转半径(即桃尖到基圆圆心的距离)，导致轴承支撑段与机体间的摩擦面积大，产生的热量多，不易散发；法兰盘尺寸较小，其半径小于轴承支撑段的半径，不能满足传递更大的驱动轮转矩的需要；进气凸轮与排气凸轮之间未有任何加固结构，凸轮轴的强度难以适应更大爆压的发动机；排气凸轮为常规的凸轮结构，不能满足排气再循环的要求。
随着环保条件的提高，对发动机尾气排放标准的要求随之提高。欧六排放标准要求柴油发动机需要有特殊的配气机构，作为配气系统中最重要的零件，上述传统的凸轮轴结构显然无法满足要求，为此，迫切需要对传统的凸轮轴进行结构上的优化与改进。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种优化改进的凸轮轴，以减小凸轮轴与机体间的摩擦，提升发动机的性能。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种凸轮轴，包括轴体，所述轴体上设有进气凸轮、排气凸轮及用于与机体安装的轴承支撑段，所述轴体的一端设有用于与驱动装置相连接的法兰盘，所述轴承支撑段的半径大于所述轴体的半径且小于所述进气凸轮的基圆半径及所述排气凸轮的基圆半径。相比于传统结构的凸轮轴，在保证能够承担足够转矩的前提下，本实用新型的凸轮轴设计更加纤细的轴承支撑段结构，具有纤细轴承支撑段结构的凸轮轴应用于顶置凸轮轴式发动机，轴承支撑段与机体间的接触面积小，摩擦面积小，产生的热量少，易散发，有利于提升发动机的性能。
作为一种改进，所述法兰盘的半径大于所述进气凸轮的最大回转半径及所述排气凸轮的最大回转半径。相比于传统结构的凸轮轴，本实用新型的凸轮轴设计大尺寸的法兰盘结构，给螺栓孔留出足够空间，便于与驱动装置的传动齿轮连接，传递更大的齿轮转矩。
作为进一步改进，所述法兰盘上一体设有挡圈。设计挡圈结构，便于后续装配信号盘零件。
作为另一种改进，所述进气凸轮与所述排气凸轮之间为轴体加固段，所述轴体加固段的半径大于所述轴体的半径。相比于传统结构的凸轮轴，本实用新型的凸轮轴在进气凸轮与排气凸轮之间设计加固结构，凸轮轴的强度得以提高，可以适应更大爆压的发动机。
作为进一步改进，所述进气凸轮、所述排气凸轮与所述轴体加固段之间皆设置有加固段过渡圆角，所述进气凸轮、所述排气凸轮与所述轴体之间皆设置有轴体过渡圆角，所述轴体过渡圆角大于所述加固段过渡圆角。本实用新型的凸轮轴，其轴体过渡圆角及加固段过渡圆角的设置，尤其是凸轮根部轴体过渡圆角的大圆角过渡，可以有效缓解应力集中。
作为另一种改进，所述进气凸轮开启侧的爬升段外轮廓上设置有开启侧凹部，所述进气凸轮关闭侧设有与所述开启侧凹部对称的关闭侧凹部。本实用新型的凸轮轴，设计有开启侧凹部及关闭侧凹部，便于在发动机上使用滚轮式挺柱，使滚轮式挺柱的外周面与进气凸轮的开启侧凹部及关闭侧凹部更好地配合。
作为另一种改进，所述排气凸轮设计有排气再循环外轮廓。本实用新型的凸轮轴，其排气凸轮的排气再循环外轮廓，可以使上次排气冲程中的部分气体返回发动机气缸，稀释气缸内氧含量，以减少燃烧做功冲程中产生的氮氧化物和碳氧化物，减少有害气体的排放，达到更高级别的排放标准要求。
综上所述，相比于传统结构的凸轮轴，本实用新型的凸轮轴设计加大的法兰盘结构、更加纤细的轴承支撑段结构、进气凸轮与排气凸轮之间的轴体加固段结构、凸轮根部的轴体过渡圆角及加固段过渡圆角过渡结构、带凹部的进气凸轮结构、具有排气再循环外轮廓的异型排气凸轮结构，本实用新型的凸轮轴应用到发动机上后，可以极大地提升发动机的整体性能，达到更高级别的排放标准如欧六排放标准的要求。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是图1中的R向视图；
图3是图2的A-A剖视示意图；
图4是图1中的I处放大结构示意图；
图5是图1中的进气凸轮结构示意图；
图6是图1中的排气凸轮结构示意图；
图中：10-法兰盘；101-挡圈；102-螺栓孔；20-轴承支撑段；30-进气凸轮；301-开启侧凹部；302-关闭侧凹部；40-排气凸轮；401-排气再循环外轮廓；50-轴体加固段；60-轴体；Ra-加固段过渡圆角；Rb-轴体过渡圆角。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，为本实用新型一个实施例的凸轮轴结构示意图，本实施例的凸轮轴包括轴体60，在轴体60上设有进气凸轮30、排气凸轮40及用于与机体安装的轴承支撑段20，在轴体60的一端设有用于与驱动装置相连接的法兰盘10，其中，轴承支撑段20的半径大于轴体60的半径并且小于进气凸轮30的基圆半径，也小于排气凸轮40的基圆半径。相比于传统结构的凸轮轴，在保证能够承担足够转矩的前提下，本实施例的凸轮轴设计更加纤细的轴承支撑段结构，具有纤细轴承支撑段结构的凸轮轴应用于顶置凸轮轴式发动机后，轴承支撑段20与机体间的接触面积小，摩擦面积小，产生的热量少，易散发，有利于提升发动机的性能。
以下为对本实施例的凸轮轴所进行的多处进一步的改进与优化，不同改进之处可以相互组合，得到更多的实施例：
如图2和图3所示，其中，法兰盘10的半径大于进气凸轮30的最大回转半径，也大于排气凸轮40的最大回转半径。相比于传统结构的凸轮轴，新设计的凸轮轴具有大尺寸的法兰盘结构，给螺栓孔102留出足够空间，便于与驱动装置的传动齿轮连接，传递更大的齿轮转矩。在法兰盘10上还一体设置有挡圈101，挡圈结构的设置，便于后续装配信号盘零件。
如图1和图4所示，其中，进气凸轮30与排气凸轮40之间为轴体加固段50，该轴体加固段50的半径大于轴体60的半径。相比于传统结构的凸轮轴，新设计的凸轮轴在进气凸轮30与排气凸轮40之间设计加固结构，凸轮轴的强度得以提高，可以适应更大爆压的发动机。
如图1和图4所示，其中，进气凸轮30、排气凸轮40与轴体加固段50之间皆设置有加固段过渡圆角Ra，进气凸轮30、排气凸轮40与轴体60之间皆设置有轴体过渡圆角Rb，其中，轴体过渡圆角Rb大于加固段过渡圆角Ra，例如Ra可以为R2，Rb可以为R6。本新设计的凸轮轴，其轴体过渡圆角Rb及加固段过渡圆角Ra的设置，尤其是凸轮根部轴体过渡圆角Rb的大圆角过渡，可以有效缓解应力集中。
如图5所示，其中，在进气凸轮30开启侧的爬升段外轮廓上设置有开启侧凹部301，在进气凸轮30关闭侧设有与开启侧凹部301对称的关闭侧凹部302。新设计的凸轮轴，其进气凸轮30设计有开启侧凹部301及关闭侧凹部302，便于在发动机上使用滚轮式挺柱，使滚轮式挺柱的外周面与进气凸轮的开启侧凹部301及关闭侧凹部302更好地配合。
如图6所示，其中，排气凸轮40设计有排气再循环外轮廓401。新设计的凸轮轴，其排气凸轮40为异型凸轮，排气凸轮40的排气再循环外轮廓401可以使上次排气冲程中的部分气体返回发动机气缸，稀释气缸内氧含量，以减少燃烧做功冲程中产生的氮氧化物和碳氧化物，减少有害气体的排放，达到更高级别的排放标准要求。
综上所述，相比于传统结构的凸轮轴，本实用新型的凸轮轴设计加大的法兰盘结构、更加纤细的轴承支撑段结构、进气凸轮与排气凸轮之间的轴体加固段结构、凸轮根部的轴体过渡圆角及加固段过渡圆角过渡结构、带凹部的进气凸轮结构、具有排气再循环外轮廓的异型排气凸轮结构，本实用新型的凸轮轴应用到发动机上后，可以极大地提升发动机的整体性能，达到更高级别的排放标准如欧六排放标准的要求。
Claims (7)
1.凸轮轴，包括轴体，所述轴体上设有进气凸轮、排气凸轮及用于与机体安装的轴承支撑段，所述轴体的一端设有用于与驱动装置相连接的法兰盘，其特征在于，所述轴承支撑段的半径大于所述轴体的半径且小于所述进气凸轮的基圆半径及所述排气凸轮的基圆半径。
2.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于：所述法兰盘的半径大于所述进气凸轮的最大回转半径及所述排气凸轮的最大回转半径。
3.如权利要求2所述的凸轮轴，其特征在于：所述法兰盘上一体设有挡圈。
4.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于：所述进气凸轮与所述排气凸轮之间为轴体加固段，所述轴体加固段的半径大于所述轴体的半径。
5.如权利要求4所述的凸轮轴，其特征在于：所述进气凸轮、所述排气凸轮与所述轴体加固段之间皆设置有加固段过渡圆角，所述进气凸轮、所述排气凸轮与所述轴体之间皆设置有轴体过渡圆角，所述轴体过渡圆角大于所述加固段过渡圆角。
6.如权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于：所述进气凸轮开启侧的爬升段外轮廓上设置有开启侧凹部，所述进气凸轮关闭侧设有与所述开启侧凹部对称的关闭侧凹部。
7.如权利要求1至6任一项所述的凸轮轴，其特征在于：所述排气凸轮设计有排气再循环外轮廓。
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| CN111089005A (zh) * | 2018-10-23 | 2020-05-01 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 凸轮轴组件及操作该凸轮轴组件的方法 |
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2014
- 2014-10-24 CN CN201420618786.9U patent/CN204175350U/zh active Active
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| CN111089005B (zh) * | 2018-10-23 | 2021-09-21 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 凸轮轴组件及操作该凸轮轴组件的方法 |
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