CN204941628U - 一种铸造的轻量化发动机凸轮轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种铸造的轻量化发动机凸轮轴,包括轴颈(1)和凸轮(2),其特征在于:在轴颈(1)上相对拔模中心面(3)的两侧对称设置有减重凹槽(12),以形成?“工”字形截面或类似“工”字形截面的轴颈结构。减重凹槽(12)和轴颈(1)的外圆柱面之间通过过渡圆弧面(13)过渡连接。轴颈(1)的减重凹槽(12)和相邻凸轮(2)的连接部分设置有过渡圆角(14)和棱边倒圆角(15)。本实用新型无需机加工即可实现,即通过普通的凸轮轴铸造工艺,即可满足设计要求,工艺可实现度高,可行性好,减重效果明显。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车发动机技术领域,具体涉及一种铸造的轻量化发动机凸轮轴。
背景技术
随着技术的发展,对企业能耗要求的提高,用户对发动机动力性、燃油经济型、可靠性需有更高要求。零部件小型化、轻量化一直以来是研发人员、企业一直不断追求的目标,从而对各零部件质量提出更高要求。
凸轮轴作为发动机核心零件之一,常规的凸轮轴减重方案一般为轴铸造中空、轴加工中空、凸轮基圆减薄、组合式凸轮轴等方案,这些方案,对零部件铸造工艺、加工工艺、制造工艺及零部件成本有各方面限制,一定程度上影响了零件质量,降低了产品可靠性,提高了零部件成本,增加了能耗,工艺更为复杂。如轴颈铸造中空,对铸造工艺要求高,产品质量保证难度较大,对凸轮轴后端还需增加堵头等零部件,成本上升;轴颈机加工中空,成本较高,且对总长较长的凸轮轴不适用;凸轮基圆减薄减重,对冷激铸造(灰铁或球铁材质)凸轮轴更为适用,但对球铁材质凸轮轴而言,并不完全适用;如球铁凸轮轴凸轮采用淬火工艺,在凸轮基圆与凸轮工作段过渡处易造成能量集中而产生淬火裂纹,给产品质量造成严重隐患;组合式凸轮轴,制造成本较高,且组合凸轮有松脱的风险。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题,本实用新型设计了一种铸造的轻量化发动机凸轮轴。
为了解决上述存在的技术问题,本实用新型采用了以下方案:
一种铸造的轻量化发动机凸轮轴,包括轴颈(1)和凸轮(2),其特征在于:在轴颈(1)上相对拔模中心面(3)的两侧对称设置有减重凹槽(12),以形成横截面为“工”字形或类似“工”字形的轴颈结构。
进一步,减重凹槽(12)和轴颈(1)外圆柱面的连接处通过过渡圆弧面(13)过渡连接。
进一步,轴颈(1)的减重凹槽(12)和相邻凸轮(2)的连接部分设置有过渡圆角(14)和棱边倒圆角(15)。
进一步,凸轮轴中心开有中心油孔(4)。
该铸造的轻量化发动机凸轮轴具有以下有益效果:
(1)本实用新型采用了“工”字形截面结构或类似“工”字形截面结构的轴颈,有效降低了凸轮轴重量,满足凸轮轴本身强度,在凸轮轴高速运转,还有利于降低其惯性质量和转动惯量,有助于降低轴颈与缸盖轴承间的受力,从而改善配气机构摩擦功损失,提升发动机性能。
(2)本实用新型采用了“工”字形截面结构或类似“工”字形截面结构的轴颈,凸轮轴在抗弯、抗扭性能上得到提高,凸轮轴结构强度得到提升,与现有技术相比可进一步减小凸轮轴轴颈直径,从而进一步降低凸轮轴的重量。
(3)本实用新型无需机加工即可实现,即通过普通的凸轮轴铸造工艺,即可满足设计要求,工艺可实现度高,可行性好,减重效果明显。
附图说明
图1:本实用新型铸造的轻量化发动机凸轮轴的总成结构示意图;
图2:图1的A-A剖视图;
图3:图1的俯视图。
附图标记说明:
1—轴颈;11—轴颈直径;12—减重凹槽;13—过渡圆弧面;14—过渡圆角;15—棱边倒圆角;2—凸轮;3—拔模中心面;4—中心油孔。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型做进一步说明:
图1至图3示出了一种铸造的轻量化发动机凸轮轴,包括轴颈1和凸轮2,凸轮轴中心开有中心油孔4。轴颈1的轴颈直径11如图2所示,在轴颈1上相对拔模中心面3的两侧分别设置有减重凹槽12,以形成横截面为“工”字形或类似“工”字形的轴颈结构,从而满足凸轮轴强度的同时降低凸轮轴本身重量。减重凹槽12和轴颈1上下两端的外圆柱面之间通过过渡圆弧面13过渡连接以去除局部应力集中。轴颈1的减重凹槽12和凸轮2的连接部设置有过渡圆角14和棱边倒圆角15以去除局部应力集中,如图3所示。
该减重设计无需机加工即可实现,不论是减重凹槽12,还是过渡圆弧面13、过渡圆角14和棱边倒圆角15,均是同凸轮轴一起铸造成型,即通过普通的凸轮轴铸造工艺,即可满足设计要求,工艺可实现度高,可行性好,减重效果明显。
本实用新型,有效降低了凸轮轴重量,满足凸轮轴本身强度,在凸轮轴高速运转,还有利于降低其惯性质量和转动惯量,有助于降低轴颈与缸盖轴承间的受力,从而改善配气机构摩擦功损失,提升发动机性能。
本实用新型,由于采用“工”字形截面结构,凸轮轴在抗弯、抗扭性能上得到提高,凸轮轴结构强度得到提升。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述,显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种铸造的轻量化发动机凸轮轴,包括轴颈(1)和凸轮(2),其特征在于:在轴颈(1)上相对拔模中心面(3)的两侧对称设置有减重凹槽(12),以形成横截面为“工”字形或类似“工”字形的轴颈结构。
2.根据权利要求1所述的铸造的轻量化发动机凸轮轴,其特征在于:减重凹槽(12)和轴颈(1)外圆柱面的连接处通过过渡圆弧面(13)过渡连接。
3.根据权利要求1或2所述的铸造的轻量化发动机凸轮轴,其特征在于:轴颈(1)的减重凹槽(12)和相邻凸轮(2)的连接部分设置有过渡圆角(14)和棱边倒圆角(15)。
4.根据权利要求3所述的铸造的轻量化发动机凸轮轴,其特征在于:凸轮轴中心开有中心油孔(4)。
5.根据权利要求1或2所述的铸造的轻量化发动机凸轮轴,其特征在于:凸轮轴中心开有中心油孔(4)。
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