CN215633196U - 一种凸轮轴组件以及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种凸轮轴组件及具有其的发动机，包括凸轮轴和凸轮轴配合装置，所述凸轮轴的一端与所述凸轮轴配合装置接触，所述凸轮轴包括第一限位部，所述凸轮轴配合装置包括第二限位部，所述第一限位部位于所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置连接的一端，所述第二限位部位于所述凸轮轴配合装置的一表面上，所述第一限位部和所述第二限位部的其中之一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凸起，所述第一限位部和所述第二限位部的其中另一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凹槽，所述第一限位部与所述第二限位部使所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置配合后，能在设定角度范围内相互转动。

Description

一种凸轮轴组件以及具有其的发动机

技术领域

本实用新型具体涉及一种凸轮轴组件以及具有其的发动机。

背景技术

使用链条或皮带驱动配气的系统在装配过程中需要严格按照设计的相位关系来连接曲轴和凸轮轴，以保证气门开启时刻和活塞位置匹配，从而保证发动机的性能，这一过程称为正时装配。错误的正时装配会导致气门和活塞相撞而损坏发动机，过大的正时装配公差会导致发动机的性能一致性差，影响到后续标定匹配，以及油耗和排放的调校。

在相关技术中，曲轴和凸轮轴之间通过链条或皮带进行传动。由于凸轮轴及曲轴都有周期性的扭矩波动，所以链或皮带受力也是周期性波动的；为了降低链或带的驱动力波动范围，从而降低NVH并提升链或带的寿命，本领域技术人员对凸轮轴正时轮进行了异形设计，即凸轮轴正时轮的节圆按照一定的型线设计，不同相位角对应不同的半径，而不是简单的圆形。这种异形状是配合凸轮轴和曲轴上周期性的力矩波动特性来设计的，因此凸轮轴正时轮、曲轴及凸轮轴三者之间需要按照设计要求的相位来进行装配。

相关技术中，通常先将凸轮轴正时轮(链轮或带轮)与凸轮轴装配，曲轴正时轮组与曲轴装配，再使凸轮轴正时轮与曲轴正时轮组装配。当凸轮轴正时轮与曲轴正时轮组装配完成后，凸轮轴与曲轴之间存在凸轮轴与凸轮轴正时轮、凸轮轴正时轮与曲轴正时轮组、曲轴正时轮组与凸轮轴，以及皮带或链条与张紧装置之间的配合等若干装配公差带，并存在无法避免的发动机零部件加工误差导致的正时误差，这使得用于驱动的链条或皮带在所有零件装配完成后，并不处于最佳的拉紧状态，造成传动误差。

综上，这些偏差将影响发动机的性能；在此基础上，本实用新型发明人发现，相较于凸轮轴与曲轴之间的相位精度，凸轮轴正时轮与凸轮轴和曲轴之间的相位敏感性不高，若凸轮轴正时轮与凸轮轴或曲轴之间的装配偏差在公差范围内，对发动机性能造成的影响将较凸轮轴与曲轴之间的装配存在偏差来得小得多。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种凸轮轴组件，能尽量消除上述偏差，并确保凸轮轴与凸轮轴配合装置之间的相位关系合格。

本实用新型提供的凸轮轴组件包括凸轮轴和凸轮轴配合装置，所述凸轮轴的一端与所述凸轮轴配合装置接触，所述凸轮轴包括第一限位部，所述凸轮轴配合装置包括第二限位部，所述第一限位部位于所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置连接的一端，所述第二限位部位于所述凸轮轴配合装置的一表面上，所述第一限位部和所述第二限位部的其中之一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凸起，所述第一限位部和所述第二限位部的其中另一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凹槽，所述第一限位部与所述第二限位部使所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置配合后，能在设定角度范围内相互转动。

可选地，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴上的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴配合装置上的凸起，所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置配合时，所述凸起沿轴向或径向伸入所述凹槽中，并能沿所述凹槽周向运动，所述设定角度为所述凸起沿所述凹槽周向运动能使所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置相互转动的角度。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时链轮，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴正时链轮一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时链轮，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的轴向凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴正时链轮一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时带轮，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴正时带轮一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时带轮，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴正时带轮一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴相位器，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置所述凸轮轴相位器一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴相位器，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的轴向凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴相位器一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

可选地，还包括固定件，所述固定件能固定所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置，以固定此二者的相对位置。

本实用新型还提供一种发动机，包括上述任一项所述的凸轮轴组件。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例中进行固定凸轮轴与凸轮轴正时带轮之间相对位置的步骤时的示意图。

图2为本实用新型实施例中排气轴与排气轮的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中排气轴与排气轮的装配示意图。

图4为本实用新型实施例中排气轴与排气轮装配后的局部放大图。

图5为本实用新型一可能实施例中第一限位部与第二限位部的示意图。

图6为本实用新型实施例中进行确保凸轮轴和曲轴之间相对位置的步骤时的示意图。

图7为本实用新型实施例中进行将凸轮轴正时带轮与凸轮轴装配的步骤时的示意图。

图8为本实用新型实施例中进行皮带与凸轮轴正时带轮装配的步骤时的示意图。

附图标记说明

1-凸轮轴，11-进气轴，111-第一限位部，12-排气轴，

2-曲轴，3-曲轴正时轮组，4-张紧轮，5-皮带，6-固定件，7-凸轮轴正时带轮，71-第二限位部，72-第一正时带轮，73-第二正时带轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1所示，本实施例提供的凸轮轴组件用于发动机的正时同步带传动机构，该装配结构包括凸轮轴1以及作为凸轮轴配合装置的带轮，该正时同步带传动机构为双顶置凸轮轴结构，除凸轮轴1与凸轮轴配合装置外，还包括曲轴2、安装在曲轴2一端并用于传动的曲轴正时轮组3、张紧轮4、皮带5、以及固定件6。

在本实用新型中，凸轮轴1包括进气轴11与排气轴12，凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时带轮7，凸轮轴正时带轮7包括能与进气轴11配合的第一正时带轮72和能与排气轴12配合的第二正时带轮73，凸轮轴正时带轮7为异形状，其节圆按照一定的型线设计，不同的相位角对应不同的半径；如图2和图3所示，进气轴11上设有第一限位部111，第一限位部111为开设在进气轴11一端表面边缘的凹槽；在与进气轴11配合的第一正时带轮72上，设有第二限位部71，第二限位部71为自第一正时带轮72的对应表面沿轴向向外延伸形成的圆柱形凸起，进气轴11与第一正时带轮72配合时，进气轴11设有第一限位部111的一端与第一正时带轮72设有第二限位部71的表面接触，第二限位部71伸入第一限位部111中，并能沿第一限位部111沿周向在第一限位部111中运动，以使进气轴11与第一正时带轮72配合后，二者能在设定角度范围内相互转动。在本实施例中，第二限位部71能在第一限位部111中运动的行程使得进气轴11与第一正时带轮72之间可转动的设定角度范围α(见图3)为0～10°。

可选地，第二限位部71也可以为销件，通过将销件固定在第一正时带轮72的表面上，同样可以形成能伸入第一限位部111中并在第一限位部111中运动的凸起。

在一可能的实施例中，如图5所示，第二限位部71也可不在第一正时带轮72上沿轴向向外延伸形成，而是在第一正时带轮72上(例如第一正时带轮72上的某一周向表面)沿径向朝第一正时带轮72的内部延伸而成，使得当第二限位部71伸入第一限位部111时，第二限位部71是沿径向伸入第一限位部111中的。

可选地，第一限位部111与第二限位部71的形态可以交换，即第一限位部111为设在凸轮轴1端部的凸起，第二限位部71为设置在凸轮轴正时带轮7表面的凹槽。

在本实施例中，排气轴12上同样设有类似第一限位部111的第三限位部，与其配合的第二正时带轮73上同样设有类似第二限位部71的第四限位部，排气轴12的设置方案与进气轴11设置方案相同，在此不再赘述。

可以理解的是，本领域技术人员能根据需要，将上述设置灵活运用于具有双顶置凸轮轴结构的正时链条传动机构，此时，凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时链轮，排气轴12与进气轴11的设置方案与本实施例提供的方案相同，在此不再赘述。

可以理解的是，本领域技术人员能根据需要，将上述设置灵活运用于具有单顶置凸轮轴结构(即只有一条安放在汽缸盖上方的凸轮轴)的发动机中。

可以理解的是，本领域技术人员能根据需要，将上述设置灵活运用于安装了相位器的凸轮轴1上；此时，凸轮轴配合装置包括凸轮轴相位器，第一限位部111开设在凸轮轴1端部，第二限位部71设置在凸轮轴相位器上，第一限位部111与第二限位部71的设置方案与本实施例提供的方案相同，如此，同样能达到与本实施例一样的技术效果，使凸轮轴与凸轮轴配合装置配合后，能在设定角度范围内相互转动，在此不再赘述。

基于此，本实施例的正时同步带传动机构的装配步骤包括：

如图6所示，先将凸轮轴1和安装了曲轴正时轮组3的曲轴2按设计的相对相位关系用工装(图未示)锁定，确保二者的相对位置；

如图3所示，对准进气轴11上第一限位部111所在的位置，使第二限位部71伸入第一限位部111中，并以同样的方法安装排气轴12，完成凸轮轴正时带轮7与进气轴11和排气轴12配合，得到如图7所示的安装状态；

如图8所示，将皮带5挂上凸轮轴正时带轮7，并将皮带5与张紧轮4组装好，然后转动凸轮轴正时带轮7，实现皮带5的拉紧；

如图1所示，使用固定件6将凸轮轴正时带轮7固定在凸轮轴1上，以固定凸轮轴1与凸轮轴正时带轮7之间的相对位置；

完成上述装配步骤后，借由皮带5，动力即可在凸轮轴1与曲轴2之间传递；更为详细的描述是，当曲轴2转动时，其转动的力将通道皮带5传递给凸轮轴正时带轮7，凸轮轴正时带轮7再带动凸轮轴1转动。

综上所述，第一限位部111和第二限位部71能指引安装者装配，并使凸轮轴1与凸轮轴配合装置能在配合后相互转动与张紧皮带5，在确保凸轮轴1与凸轮轴配合装置之间的相位关系合格的同时减小正时误差，基于此，本实用新型能提高凸轮轴1与凸轮轴配合装置的装配效率，减少发动机的正时误差。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种凸轮轴组件，其特征在于，包括凸轮轴和凸轮轴配合装置，所述凸轮轴的一端与所述凸轮轴配合装置接触，所述凸轮轴包括第一限位部，所述凸轮轴配合装置包括第二限位部，所述第一限位部位于所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置连接的一端，所述第二限位部位于所述凸轮轴配合装置的一表面上，所述第一限位部和所述第二限位部的其中之一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凸起，所述第一限位部和所述第二限位部的其中另一为设于所述凸轮轴或所述凸轮轴配合装置上的凹槽，所述第一限位部与所述第二限位部使所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置配合后，能在设定角度范围内相互转动。

2.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴上的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴配合装置上的凸起，所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置配合时，所述凸起沿轴向或径向伸入所述凹槽中，并能沿所述凹槽周向运动，所述设定角度为所述凸起沿所述凹槽周向运动能使所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置相互转动的角度。

3.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时链轮，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴正时链轮一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

4.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时链轮，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的轴向凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴正时链轮一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

5.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时带轮，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置在所述凸轮轴正时带轮一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

6.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴正时带轮，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴正时带轮一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

7.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴相位器，所述第一限位部为开设在所述凸轮轴末端的凹槽，所述第二限位部为设置所述凸轮轴相位器一表面的轴向凸起，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

8.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述凸轮轴配合装置包括凸轮轴相位器，所述第一限位部为设置在所述凸轮轴末端的轴向凸起，所述第二限位部为开设在所述凸轮轴相位器一表面上的凹槽，所述凸起能伸入所述凹槽中，并沿所述凹槽周向运动。

9.如权利要求1所述的凸轮轴组件，其特征在于，还包括固定件，所述固定件能固定所述凸轮轴与所述凸轮轴配合装置，以固定此二者的相对位置。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的凸轮轴组件。

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