汽車發動機凸輪軸的製作方法

2023-07-24 03:21:31

專利名稱：汽車發動機凸輪軸的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車發動機凸輪軸。
背景技術：
通常小排氣量的汽車發動機採用頂置帶氣門搖臂的單凸輪軸結構。每個氣缸都具有一個進氣門和一個排氣門，由單凸輪軸驅動兩個氣門搖臂按照一定相位關係開啟和關閉。雖然目前的單凸輪軸結構可以實現進氣門和排氣門的控制，但這種控制往往存在著配氣一致性差、振動與衝擊噪聲較大等問題。
因此，如何解決在汽車發動機中採用單凸輪軸結構存在的配氣一致性差、振動與衝擊噪聲較大等問題是目前需要解決的問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種汽車發動機凸輪軸，採用雙凸輪軸結構，解決了由於採用單凸輪軸結構而存在的配氣一致性差、振動與衝擊噪聲較大等問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種汽車發動機凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；所述進氣凸輪軸上設置驅動齒輪；所述排氣凸輪軸上設置傳動齒輪；所述驅動齒輪和傳動齒輪相配合。
所述驅動齒輪和傳動齒輪均採用斜齒輪。
所述進氣凸輪軸上設置與傳動齒輪相配合的輔助斜齒輪。
所述進氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸相平行。
所述進氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸的截面均為帶有桃形和一定升程的凸輪狀。
所述進氣凸輪軸截面桃尖高度為42.665，所述進氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm。
所述進氣凸輪軸全升程包角為167度。
所述進氣凸輪軸關閉氣門升程包角為85度。
所述排氣凸輪軸截面桃尖高度為42.01，所述排氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm。
所述排氣凸輪軸全升程包角為168度。
所述排氣凸輪軸關閉氣門升程包角為85度。
由於本發明實施例採用進氣凸輪軸和排氣凸輪軸雙凸輪軸結構，並且省掉了氣門搖臂調節螺栓，在所述進氣凸輪軸上設置了驅動齒輪，所述排氣凸輪軸上設置與所述驅動齒輪相配合的傳動齒輪，通過驅動齒輪和傳統齒輪之間的運動關係，保證了進氣凸輪軸和排氣凸輪軸運動的一致性。因此，本發明實施例採用齒輪傳動的方式，相對現有採用氣門搖臂的發動機凸輪軸在振動與衝擊噪聲等方面均有改善。


圖1為本發明一種實施例雙凸輪軸結構圖；圖2為本發明一種實施例發動機橫向剖視圖；圖3為本發明一種實施例進氣凸輪軸橫截面圖；圖4為本發明一種實施例進氣凸輪軸結構圖；圖5為本發明一種實施例排氣凸輪軸橫截面圖。
具體實施例方式
本發明提供一種汽車發動機凸輪軸，採用雙凸輪軸齒輪傳統方式，避免了由於採用單凸輪軸結構而存在的配氣一致性差、振動與衝擊噪聲較大等問題。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
參見圖1，該圖為本發明一種實施例雙凸輪軸結構圖。
本發明的第一實施方式排氣凸輪軸3上設置傳動齒輪13。進氣凸輪軸2上設置驅動齒輪11。
排氣凸輪軸3是通過設置在其上的傳動齒輪13，帶動安裝在進氣凸輪軸2上的驅動齒輪11轉動。具體傳動過程如下所述。
首先，與排氣凸輪軸3其相連的曲軸(圖1中未示出)帶動轉動該排氣凸輪軸3。
由於傳動齒輪13與該排氣凸輪軸3相聯動，因此帶動傳動齒輪13運動。
而且，傳動齒輪13是與驅動齒輪11相嚙合，當傳動齒輪13轉動，可以帶動驅動齒輪11運動。
由於驅動齒輪11與進氣凸輪軸2聯動，因此驅動齒輪11的轉動也帶動進氣凸輪軸2的轉動。
通過上述的運動關係，就能夠實現排氣凸輪軸3和進氣凸輪軸2的準確聯動。
安裝在排氣凸輪軸3的傳動齒輪13可以為直齒輪、斜齒輪或其他齒輪。安裝在進氣凸輪軸2的驅動齒輪11與排氣凸輪軸3的傳動齒輪13隻要滿足能夠相互嚙合實現傳動就可以了。具體其他齒輪結構也屬於本發明的保護範圍，在此不再贅述。
本發明的第二實施方式相對與第一種實施方式在進氣凸輪軸2上增加了輔助齒輪12。輔助齒輪12與安裝在排氣凸輪軸3上的傳動齒輪13配合傳動。輔助齒輪12輔助傳動齒輪13驅動驅動齒輪11，(內有齒輪彈簧減振器)這樣就進一步增加了傳動同步的準確性。輔助齒輪可實現傳動齒輪和驅動齒輪的無間隙嚙合，減少振動，降低噪音，延長使用壽命。
同樣安裝在進氣凸輪軸2上增加了輔助齒輪12可以為直齒輪、斜齒輪或其他齒輪。安裝在進氣凸輪軸2的驅動齒輪11和輔助齒輪12與安裝在排氣凸輪軸3上的傳動齒輪13，需要滿足能夠相互嚙合實現傳動。輔助齒輪12採用其他具體齒輪結構也屬於本發明的保護範圍，在此不再贅述。
本發明的第三實施方式相對第二實施方式限定了進氣凸輪軸2和排氣凸輪軸3的位置關係。本發明的第三實施方式進氣凸輪軸2和排氣凸輪軸3為平行位置關係。
由於進氣凸輪軸2和排氣凸輪軸3相平行，可以有效的減小發動機的空間，降低成本。
參見圖2，該圖為本發明一種實施例發動機橫向剖視圖。
圖2中標號對應零部件名稱
1為氣缸蓋罩，2為進氣凸輪軸，3為排氣凸輪軸，4為氣門挺杆，5為進氣門，6為排氣門，7為氣缸蓋，8為氣缸體，9為活塞連杆組件，10為曲軸。
下面結合圖2具體說明本發明工作過程。
在發動機上，排氣凸輪軸3的頭部裝有一個凸輪軸正時皮帶輪(參見圖1)，並通過正時皮帶與曲軸10皮帶輪相連接。
當發動機工作時，曲軸10將帶動排氣凸輪軸3旋轉，現以排氣凸輪軸3相對圖2所示位置關係沿順時針方向旋轉為例進行說明。
而排氣凸輪軸3又通過傳動齒輪13、及與其相嚙合的驅動齒輪11和輔助齒輪12帶動進氣凸輪軸2作逆時針旋轉。
進氣門的工作過程當進氣凸輪軸2的凸輪桃旋轉到氣門挺杆4頂部時，進氣凸輪軸2的凸輪桃擠壓氣門挺杆4向下壓縮進氣門彈簧運動，進氣門5開始慢慢地開啟。
進氣凸輪軸2的凸輪桃轉過後，進氣門彈簧在自身的伸長力作用下，需恢復原始位置，迫使氣門挺杆4向上運動，進氣門5又慢慢地關閉。
排氣門的工作過程當排氣凸輪軸3的凸輪桃旋轉到氣門挺杆4頂部時，排氣凸輪軸3的凸輪桃擠壓氣門挺杆4向下壓縮排氣門彈簧運動，排氣門6開始慢慢地開啟。
排氣凸輪軸3的凸輪桃轉過後，排氣門彈簧在自身的伸長力作用下，需恢復原始位置，迫使氣門挺杆4向上運動，排氣門6又慢慢地關閉。
排氣門彈簧與排氣門6是通過彈簧座、氣門鎖片一起構成的一種鎖緊裝置緊固在一起的，本發明裝置結構緊湊，質量較小，合理的彈簧剛度，慣性力小，從而始終保證氣門跟蹤凸輪型線升程規律正常工作。當排氣門彈簧受壓縮時，排氣門6開啟；當排氣門彈簧恢復原位時，排氣門6關閉。
進氣門彈簧與進氣門5是通過一種鎖緊裝置緊固在一起的，即進氣門彈簧受壓縮時，進氣門5開啟；進氣門彈簧恢復原位時，進氣門5關閉。
參見圖3，該圖為本發明一種實施例進氣凸輪軸橫截面圖。
本發明優選實施方式進氣凸輪軸採用含Cr、含Mo合金鑄鐵材料，採用冷激或表面淬硬工藝，頂部HRC≥50，芯部HBS220～250。
採用含Cr、含Mo合金鑄鐵材料，這樣就可以解決普通灰鑄鐵材質凸輪軸抗拉強度低、硬度偏低帶來的容易脆斷及不耐磨的問題而產生型線誤差大、壽命及可靠性不良的現象。
進氣凸輪軸截面桃尖高度為42.665，進氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm。進氣凸輪軸全升程包角為167度，關閉氣門升程包角為85度。
為了便於本領域技術人員更好的理解本發明的技術方案，參見圖4，該圖為本發明一種實施例進氣凸輪軸結構圖。
本發明優選實施方式進氣凸輪軸主要尺寸及公差(mm)表

參見圖5，該圖為本發明一種實施例排氣凸輪軸橫截面圖。
本發明優選實施方式為排氣凸輪軸截面桃尖高度為42.01，排氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm。排氣凸輪軸全升程包角為168度，關閉氣門升程包角為85度。
本發明優選實施方式進氣凸輪軸、排氣凸輪軸合金鑄鐵材料優選方式含Cr0.4％至0.6％，Mo0.2％至0.4％，Ni0.3％至0.5％。
由於本發明優選實施方式進氣凸輪軸2、排氣凸輪軸3採用含Cr、含Mo合金鑄鐵製造，提高了凸輪軸抗拉強度，增加了硬度。本發明優選實施方式解決了現有凸輪軸採用普通灰鑄鐵材質的凸輪軸抗拉強度低、硬度偏低帶來的容易脆斷及不耐磨的問題。
該進氣凸輪軸、排氣凸輪軸為冷激合金鑄鐵或進行表面淬硬，保證其凸輪軸頂部HRC≥50，芯部HBS為220至250。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；所述進氣凸輪軸上設置驅動齒輪；所述排氣凸輪軸上設置傳動齒輪；所述驅動齒輪和傳動齒輪相配合。
2.根據權利要求1所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述驅動齒輪和所述傳動齒輪均採用斜齒輪。
3.根據權利要求2所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述進氣凸輪軸上設置與所述傳動齒輪相配合的輔助斜齒輪。
4.根據權利要求3所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述進氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸相平行。
5.根據權利要求1至4任一所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述進氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸的截面均為帶有桃形和一定升程的凸輪狀。
6.根據權利要求5所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述進氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm，所述進氣凸輪軸的桃尖高度為42.665，所述進氣凸輪軸全升程包角為167度。
7.根據權利要求6所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述進氣凸輪軸關閉氣門升程包角為85度。
8.根據權利要求5任一所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述排氣凸輪軸的基圓半徑為R17±0.02mm，所述排氣凸輪軸截面桃尖高度為42.01。
9.根據權利要求8所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述排氣凸輪軸全升程包角為168度。
10.根據權利要求9所述的汽車發動機凸輪軸，其特徵在於，所述排氣凸輪軸關閉氣門升程包角為85度。
全文摘要
本發明公開一種汽車發動機凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；所述進氣凸輪軸上設置驅動齒輪；所述排氣凸輪軸上設置傳動齒輪；所述驅動齒輪和傳動齒輪相配合。本發明提供一種汽車發動機凸輪軸，採用雙凸輪軸結構，用於解決現有汽車發動機採用單凸輪軸結構存在的配氣一致性差、振動與衝擊噪聲較大等問題。
文檔編號F01L1/04GK101016851SQ20071003781
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月2日 優先權日2007年3月2日
發明者朱超 申請人:上海華普發動機有限公司