用於同心凸輪軸的正時輪總成的製作方法

2023-10-11 18:03:44

本發明提供了涉及提供用於同心凸輪軸系統的正時反饋信號。

背景技術：

允許改變相對於曲軸的一組或多組凸輪凸角(cam lobes)的正時的任何移相系統需要位置反饋信號，從而在發動機運轉的同時允許發動機管理系統(EMS)知道所述凸輪凸角的瞬間的正時。這種反饋一般通過使用霍爾效應傳感器和與凸輪凸角同步旋轉的有齒的正時輪實現，從而提供脈衝列，該脈衝列可以與來自曲軸角度傳感器的相似脈衝列結合從而確定瞬間的凸輪凸角的角度。

在傳統的一件式或實心凸輪軸系統中，使凸輪軸移相器相對於所述曲軸同步地旋轉所有凸輪凸角，存在兩個用於安裝所述有齒的正時輪的方案，即：

1.如US 7,305,949所描述的，所述正時輪可以裝配於所述凸輪軸移相器，以使得在定子被曲軸驅動的同時，所述正時輪隨移相器的轉子旋轉。

2.所述正時輪可以裝配至所述凸輪軸，或者裝配在一端，或者裝配在兩個凸輪凸角之間。

在同心的凸輪軸系統的情況下，重要的是能夠測量連接於凸輪軸的內驅動軸的凸輪凸角的相位。這還可以通過安裝於所述凸輪軸移相器的正時部件來實現，如GB 2479291所示。可替代地，正時輪可以被裝配於所述凸輪軸。然而在後一種情況下，要求正時輪被連接於內驅動軸以隨內驅動軸旋轉，被連接於外管以隨外管旋轉的正時輪是不能為連接於所述驅動軸的凸輪凸角提供正時信息的。

已知存在用於將正時輪連接至同心凸輪軸的內驅動軸的許多不同選擇，即：

·將所述正時輪固定在所述軸的與移相器相對的一端。

·將滑動正時輪裝配於所述凸輪軸管的外側並經由驅動銷將其連接於內驅動軸。

·將正時輪部件加到被連接於內驅動軸且隨其轉動的所述凸輪凸角中的一個上。

大多數情況下，將正時輪部件加到被連接至所述內驅動軸的所述凸輪凸角中的一個上是在同心凸輪軸上設置正時輪的最好方法，因為它提供了以下的優點，即：

·不需要額外的固定螺栓或連接銷，

·具有更大的定位靈活性，從而使得在氣缸蓋中有合適的方便的傳感器位置，

·在所述凸輪軸上不需要額外的帶有其相關摩擦力的滑動組件，以及，

·所述凸輪凸角角度和正時輪角度之間的容差被最小化。

然而，也存在一些缺點，即：

·一個凸輪凸角是獨有的並具有更複雜的設計。

·將正時輪部件機械加工到凸輪凸角組件上是昂貴的，並且，

·可適用於凸輪凸角的有成本效益的製造加工(例如坯件的燒結或鍛造)不能容易地適用於被組合的凸輪凸角和正時輪的組件。

技術實現要素：

根據本發明，提供一種凸輪軸總成，其包括內軸、圍繞所述內軸並相對於該內軸可旋轉的外管和安裝於所述外管上的兩組凸輪凸角，第一組凸輪凸角在外管緊固並隨所述外管旋轉，而第二組凸輪凸角可旋轉地安裝在所述外管的外表面上並被連接於所述內軸以隨其旋轉，以及正時輪，該正時輪被連接於所述內軸以隨其旋轉從而向傳感器提供位置信息，其中，所述正時輪形成為單獨的零件，其被組裝到第二組中的所述凸輪凸角中的一個上。

組裝了所述正時輪的所述凸輪凸角可以與所述第二組中的至少一個其它凸輪凸角是完全相同的。

在一些實施方式中，所述正時輪可以是衝壓板金屬組件，而在另一些實施方式中，所述正時輪可以是燒結組件。

所述正時輪可以通過焊接加工接合到所述凸輪凸角上，例如電阻焊接、摩擦焊接或雷射焊接。

可替換地，所述正時輪可以被壓入配合到所述凸輪凸角的圓筒形部件。

在一些實施方式中，正時輪可以被同心放置在所述凸輪凸角上，並且其角位置由連接銷限定，該連接銷連接所述凸輪凸角以使所述凸輪凸角隨所述內驅動軸旋轉。

可替換地，所述正時輪可以被組裝到所述凸輪凸角，然後變形從而將其保持在相對於所述凸輪凸角的正確位置。

已知的是，衝壓板金屬和燒結是生產正時輪的非常精確且成本有效的方法。通過將衝壓或燒結正時輪接合到機械加工凸輪凸角，本發明提供了一種被組合的凸輪凸角和正時輪。在這種方式中，在所述同心凸輪軸總成上的所有的滑動凸輪凸角可以完全相同，直到所述正時輪被組裝到所述凸輪凸角中的一個上的時候。

附圖說明

現在本發明將進一步通過舉例的方式參考下列附圖進行說明，其中：

圖1和2分別是本發明第一實施方式的凸輪軸總成的部分的截面圖和立體圖；

圖3是本發明第二實施方式的凸輪軸總成的部分的類似於圖1的視圖；

圖4是圖4所示的實施方式的正時輪的立體圖；

圖5和圖6是本發明第三實施方式的凸輪軸總成的部分的類似於圖1和2的視圖；

圖7和圖8是本發明第四實施方式的凸輪軸總成的部分的類似於圖1和2的視圖。

具體實施方式

第一實施方式

「同心凸輪軸」是一種總成，該總成包括內軸、圍繞內軸並相對於內軸可旋轉的外管，和安裝於所述外管上的兩組凸輪凸角。第一組凸輪凸角在外管緊固並隨所述外管旋轉，而第二組，這裡稱之為滑動凸輪凸角，可旋轉地安裝在所述管的外表面上並被連接於所述內軸以隨其旋轉。

在圖1和2中，示出了滑動凸輪凸角10之一可旋轉地支承在同心凸輪軸的外管12上並被銷16連接於所述同心凸輪軸的內軸14以隨其旋轉，所述銷16穿過形成於外管12中的切向拉長的槽(未示出)。與所述凸輪凸角分體、形成為衝壓板金屬組件的正時輪18具有許多小部件20用於允許凸焊到所述凸輪凸角的端部上。

第二實施方式

在圖3和4中所示的第二實施方式類似於第一實施方式並且相同的部分已經被指定為相同的附圖標記。與第一實施方式的本質區別在於所述正時輪28被燒結並且形成有小突出物30從而允許其被凸焊在所述凸輪凸角10上適當的地方。

第三實施方式

圖5和6所示的第三實施方式，具有卡合在所述凸輪凸角10的所述圓柱形套管(cylindrical collar)10a上的正時輪38，並且優選通過設置穿過凸輪凸角套管10a和正時輪38的連接銷16來保證正時輪38正確的角位置。也可以只依靠過盈配合(interference fit)來維持所述正時輪的角度，並提供連接銷可以裝配通過的隙孔。

第四實施方式

如圖7和8所示的第四實施方式類似於第三實施方式在於，具有卡合在凸輪凸角10的圓柱形套管10a上的正時輪48。然而，代替使用所述連接銷16將所述正時輪48固定在適當位置，而是使用鉚合(staking)操作，在圖7和8中在50處示出。在該鉚合操作中,為了鎖定所述正時輪48的位置,在所述正時輪48已經裝配至所述套管10a以後,該正時輪48變形從而與在所述凸輪凸角中的一個或多個槽或孔部件卡合。或者所述正時輪48可以具有隙孔從而使所述凸輪凸角連接銷16穿過，或者在所述連接銷16已經被裝配通過所述凸輪凸角10和所述內軸14後，所述正時輪48可以鉚合至所述凸輪凸角10。