CN218760059U - 一种凸轮轴、定位机构及正时装配系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种凸轮轴、定位机构及正时装配系统和车辆，属于正时装配技术领域，其中，凸轮轴的轴颈上构造有有至少一个切削平面，切削平面适于与定位机构卡接配合。本实施例中的凸轮轴，通过在轴颈设置切削平面，切削平面能够和定位机构卡接配合，从而限制凸轮轴的转动，将定位用结构集成在凸轮轴本体的轴颈上，避免设计额外的定位用子零件，有利于降低凸轮轴的制作成本。

Description

一种凸轮轴、定位机构及正时装配系统和车辆

技术领域

本申请涉及车辆正时装配技术领域，尤其涉及一种凸轮轴、定位机构及正时装配系统和车辆。

背景技术

发动机正时是发动机配气系统的重要组成部分，通过正时系统，凸轮轴与曲轴连接并配合一定的传动比来保证进气、排气时间的准确。

目前，凸轮轴和曲轴连接并配合形成一定的传动比是通过正时链轮传动实现的，在装配时，为了避免在凸轮轴和曲轴上设置定位销孔或定位键槽，一般会采用工装固定凸轮轴和曲轴，在预设好曲轴和凸轮轴的相对相位关系后，再装配正时链轮，以形成曲轴和凸轮轴的同步传动，具体的，需要根据凸轮轴的轴颈设计定位专用的子零件，通过夹紧固定子零件，来实现对凸轮轴的固定。

然而，在采用上述装配工艺时，定位专用的子零件设计复杂，装配繁琐，增加了凸轮轴的制作成本；因此，目前亟需解决凸轮轴在装配正时链轮时定位不便、制作成本较高的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种凸轮轴、定位机构及正时装配系统和车辆，以解决上述问题。

基于上述目的，本申请提供了一种凸轮轴，所述凸轮轴的轴颈的周向构造有至少一个切削平面，所述切削平面在所述轴颈截面上的长度小于所述轴颈的直径，所述切削平面适于与定位机构定位配合，以使所述定位机构限制所述凸轮轴转动。

进一步地，所述切削平面具有对称设置的两个。

进一步地，两所述切削平面关于参考面对称设置，任一所述切削平面与所述参考面之间夹角为0°-8°。

本申请还提供了一种定位机构，适于与如上任一项所述的凸轮轴配合卡接固定，包括：

卡板，能够与发动机气缸盖固定连接，所述卡板具有卡口，所述卡口用于与所述轴颈卡接，所述卡口与所述切削平面定位配合，以使所述卡板限制所述凸轮轴转动。

进一步地，所述卡板的两侧分别构造有用以连接所述发动机气缸盖的安装部，两所述安装部之间设有避让所述凸轮轴的间隙。

进一步地，所述安装部靠近所述间隙的一端内凹形成凹槽。

此外，本申请还提供了一种正时装配系统，其特征在于，包括如上所述的凸轮轴，以及如上所述的定位机构，所述定位机构的卡板与所述切削平面定位配合。

进一步地，至少设置有两个间隔设于所述发动机气缸盖上的所述凸轮轴，所述定位机构适配所述凸轮轴设置。

进一步地，相邻的所述定位机构的相向端至少部分层叠，以使两所述定位机构的层叠部分共同经定位件固连于所述发动机气缸盖上。

另外，本申请还提供了一种车辆，包括如上所述的凸轮轴或正时装配系统。

本实用新型提供的凸轮轴，通过在凸轮轴的轴颈上设置切削平面，切削平面能够与定位机构卡接配合，从而使凸轮轴被定位机构固定，避免凸轮轴在装配正时链轮校验相位关系时发生转动；此外，切削平面成型于凸轮轴的轴颈上，使得定位用的设计特征可以直接集成在凸轮轴本身，避免设计额外的定位专用的子零件，制作成型简单便捷，有利于降低凸轮轴的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中凸轮轴的部分结构示意图；

图2为图1中切削平面的剖视图；

图3为本申请实施例中凸轮轴和定位机构的装配示意图；

图4为本申请实施例中第一定位机构的结构示意图；

图5为本申请实施例中第二定位机构的结构示意图。

附图标记

10、进气凸轮轴；11、排气凸轮轴；101、切削平面；102、参考面；

20、第一定位机构；21、第二定位机构；211、避让空间；

201、卡板；202、卡口；203、安装部；204、安装点；205、间隙；206、凹槽；

3、发动机气缸盖。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

以下结合附图来详细说明本申请的实施例。

本实施例提供了一种凸轮轴，该凸轮轴应用于上置式配气机构中，在上置式配气机构中，凸轮轴设于发动机气缸盖3上，用于控制气门的开启和闭合动作；在一些实施例中，凸轮轴也可以用于中置式配气机构或下置式配气机构中。

如图1和图2所示，本实施例中所述的凸轮轴的轴颈上构造有至少一个切削平面101，切削平面101适于与定位机构定位配合。在此，本实施例通过在凸轮轴的轴颈上设置切削平面101，切削平面101能够与定位机构定位配合，从而使凸轮轴被定位机构固定，避免凸轮轴在装配正时链轮校验相位关系时发生转动；此外，切削平面101成型与凸轮轴的轴颈上，使得原本设计的定位特征可以直接集成在凸轮轴本身，避免设计额外的定位专用的子零件，制作成型简单便捷，有利于降低凸轮轴的制作成本。

如图2所示，在一些实施例中，切削平面101具有对称布置的两个，切削平面101可以采用机加工形成，两切削平面101的误差控制可以参考对称度、平面度及各切削平面101的角度公差等各测量参数进行校准，设置两镜像布置的切削平面101能够进一步增强凸轮轴与定位机构的卡接固定效果，有效避免凸轮轴发生相对转动。作为一种可替换的实施方式，切削平面101也可以仅设置一个。利用机加工来制作切削平面101能够简化加工步骤，避免设置多余的定位用子零部件，有效降低了凸轮轴的制作成本。

进一步地，两切削平面101关于参考面102对称设置，切削平面与参考面102之间的夹角为0°-8°，参考面102为过凸轮轴轴线的平面，切削平面101朝向参考面102倾斜，该倾斜的夹角即为切削平面101与参考面102之间的夹角，具体的，切削平面101与参考面102之间的夹角可以是0°，也就是两切削平面101相对平行设置；或者，切削平面101与参考面102之间的夹角可以是1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°或8°等，切削平面101与参考面102之间的夹角越大，凸轮轴越不容易受装配时扭矩的影响而发生变形，但过大的夹角会导致凸轮轴的整体强度降低，不利于保证凸轮轴的正常工作性能，因此，可以根据实际装配强度考虑，选用不同的夹角。

在此，需要说明的是，切削平面101的长度应小于凸轮轴的直径，切削平面101距离凸轮轴的轴线最短距离不宜过小，例如，切削平面101距离凸轮轴的轴线最短距离为凸轮轴的轴半径长度的三分之二，或者切削平面101距离凸轮轴的轴线最短距离为凸轮轴的轴半径长度的四分之三等等，此设置能够避免切削平面101过多侵入凸轮轴内部空间，从而避免影响凸轮轴本身的结构强度。

在一些实施例中，切削平面101设于凸轮轴靠近需要装配正时链轮的一端，由于凸轮轴的长度较长，相比凸轮轴的中端和远离正时链轮的一端，凸轮轴和正时链轮在装配时容易产生较大的旋转变形，影响正时精度，因此，切削平面101设于凸轮轴靠近正时链轮的一端能够有效降低大扭矩对凸轮轴的形变影响。作为一种可替换的实施方式，切削平面101也可以设于设于凸轮轴的其他位置，例如凸轮轴的中端，或者凸轮轴远离正时链轮的一端。

本实施例还提供了一种定位机构，适于与如上所述的凸轮轴配合卡接固定，该定位机构包括卡板201，卡板201能够与发动机气缸盖3固定连接，卡板201上具有卡口202，卡口202用于与轴颈卡接，卡口202与切削平面101定位配合，以使卡板201限制凸轮轴转动。

在一些实施例中，卡板201上构成卡口202的两侧壁倾斜度应与上述的切削平面101的倾斜度一致，卡口202的具体精度误差可以参考两侧壁的对称度、平面度和两侧壁相对参考面102的角度公差来确定，卡口202在与切削平面101定位配合时，能够保持紧密的贴合配合状态，从而避免二者之间出现空隙而导致凸轮轴晃动影响精度。

如图4和图5所示，在一些实施例中，卡板201的两侧分别构造有用以连接发动机气缸盖3的安装部203，两安装部203之间设有避让凸轮轴的间隙205，在此，安装部203为与卡板201固连的板状件，安装部203相对卡板201折弯，且优选的安装部203与卡板201相互垂直设置；垂直设置的安装部203和卡板201能够避免占用凸轮轴轴向方向空间，并有利于合理布置卡板201的受力传递路径。

进一步的，安装部203上具有用于与发动机气缸盖3连接的安装点204，具体的，安装部203与发动机气缸盖3之间通过螺纹件紧固连接，安装点204为间隔设于安装部203上的若干通孔，螺纹件穿设通孔和发动机气缸盖3后构成安装部203与发动机气缸盖3的连接。作为一种可替换的实施方式，安装部203和发动机气缸盖3之间也可以通过其他方式固定连接，例如穿设螺栓件紧固连接。

如图4和图5所示，本实施例所述的两安装部203之间具有间隙205，该间隙205用以避让凸轮轴外露出发动机气缸盖3的部分。在此，该间隙205的宽度应适配凸轮轴的轴颈尺寸设置；安装部203靠近间隙205的一端内凹形成有凹槽206，设计凹槽206可以减轻安装部203的本身重量，有效降低安装部203的制造材料成本；另外，安装部203的远离间隙205的一端可以外扩设置，从而增大了安装部203的安装底面，便于制作加工和装配。作为一种可替换的实施方式，凹槽206可以省略。

本实施例还提供了一种正时装配系统，包括如上所述的凸轮轴，及用于卡接固定凸轮轴的如上所述的定位机构，定位机构的卡板201与切削平面101定位哦配合。

本实施例中凸轮轴具有间隔设置在发动机气缸盖3上的至少两个，具体的如图3所示，本实施例中的凸轮轴包括用以进行进气操作的进气凸轮轴10，和用以进行排气操作的排气凸轮轴11，进气凸轮轴10和排气凸轮轴11上均设置有一定位机构，分别对进气凸轮轴10和排气凸轮轴11卡接固定。在此，根据实际装配情况，凸轮轴也可以设置为其他数量。

如图3所示，在一些实施例中，相邻的定位机构的相向端的至少部分层叠，以使两定位机构的层叠部分共同经定位件固连于发动机缸盖上。具体的，进气凸轮轴10对应卡接连接有第一定位机构20，排气凸轮轴11对应卡接有第二定位机构21，第二定位机构21的安装部203堆叠在第一进位机构的上方，第一定位机构20和第二定位机构21的相向的两安装部203上设有同轴的通孔，螺纹件共同穿设第一定位机构20安装部203、第二定位机构21的安装部203以及发动机气缸盖3，从而形成第一定位机构20和第二定位机构21的共同连接。作为一种可替换的实施方式，定位件也可以采用其他部，例如螺栓件或者销轴。

如图5所示，在此，需要说明的是，第二定位机构21靠近第一定位机构20的安装部203部分内凹形成有避让空间211，该安装部203相对另一安装部203高出一定间距，设置避让空间211能够避免使第一定位机构20和第二定位机构21重叠时第二定位机构21的安装部203倾斜，从而避免影响正常的卡接效果。

此外，本申请还提供了一种车辆，包括发动机气缸，发动机气缸上设有如上所述的凸轮轴或正时装配系统。

在此，本实施例中以四冲程发动机为例进行说明，在四冲程发动机中，凸轮轴的转速为曲轴的一半，在预设曲轴和凸轮轴的相对相位关系时，可以设定位于凸轮轴上的正时链轮和曲轴链轮之间的传动比为1:2，从而有效保证曲轴和凸轮轴的相对转动状态。在一些实施例中，也可以采用二冲程发动机，或者其他现有成熟的发动机技术。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凸轮轴，其特征在于，所述凸轮轴的轴颈的周向构造有至少一个切削平面，所述切削平面在所述轴颈截面上的长度小于所述轴颈的直径，所述切削平面适于与定位机构定位配合，以使所述定位机构限制所述凸轮轴转动。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述切削平面具有对称设置的两个。

3.根据权利要求2所述的凸轮轴，其特征在于，两所述切削平面关于参考面对称设置，任一所述切削平面与所述参考面之间夹角为0°-8°。

4.一种定位机构，适于与权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴配合卡接固定，其特征在于，包括：

卡板，能够与发动机气缸盖固定连接，所述卡板具有卡口，所述卡口用于与所述轴颈卡接，所述卡口与所述切削平面定位配合，以使所述卡板限制所述凸轮轴转动。

5.根据权利要求4所述的定位机构，其特征在于，所述卡板的两侧分别构造有用以连接所述发动机气缸盖的安装部，两所述安装部之间设有避让所述凸轮轴的间隙。

6.根据权利要求5所述的定位机构，其特征在于，所述安装部靠近所述间隙的一端内凹形成凹槽。

7.一种正时装配系统，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴，以及如权利要求4-6中任一项所述的定位机构，所述定位机构的卡板与所述切削平面定位配合。

8.根据权利要求7所述的正时装配系统，其特征在于，至少设置有两个间隔设于所述发动机气缸盖上的所述凸轮轴，所述定位机构适配所述凸轮轴设置。

9.根据权利要求8所述的正时装配系统，其特征在于，相邻所述定位机构的相向端至少部分层叠，以使两所述定位机构的层叠部分共同经定位件固连于所述发动机气缸盖上。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴，或者如权利要求7-9中任一项所述的正时装配系统。

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