一種雙缸發動機用凸輪軸的製作方法

2023-05-19 15:48:36 1

一種雙缸發動機用凸輪軸的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙缸發動機用凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；進氣凸輪軸包括第一軸以及依次套裝在第一軸上的進氣凸輪軸第一軸頸、第一缸進氣凸輪和第二缸進氣凸輪，還包括進氣凸輪軸第二軸頸和進氣凸輪軸第三軸頸；排氣凸輪軸包括第二軸以及依次套裝在第二軸上的排氣凸輪軸第一軸頸、第一缸排氣凸輪和第二缸排氣凸輪，還包括排氣凸輪軸第二軸頸和排氣凸輪軸第三軸頸；所述第一缸進氣凸輪與第二缸進氣凸輪相錯90°設置，第一缸排氣凸輪與第二缸排氣凸輪相錯90°設置。本實用新型的凸輪軸為雙頂置設計，結構緊湊，傳動效率高，特別適合於雙缸發動機。
【專利說明】—種雙缸發動機用凸輪軸

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車發動機零部件，具體涉及一種雙缸發動機用凸輪軸。

【背景技術】
[0002]當今世界，能源問題不僅是世界性的大課題，也是切實關係到我們老百姓生活的重要因素。油價上漲帶動了新能源汽車的發展，目前混合動力技術已經越來越貼近我們的生活了。混合動力汽車有電動馬達作為發動機的輔助，所以對發動機的排量以及額定功率及扭矩的要求就會降低。因此，雙缸四衝程汽油發動機以排量小，體積小，能耗低的優勢，特別適合混合動力汽車用。
[0003]凸輪軸是活塞發動機的一個部件，它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。在四衝程發動機中，凸輪的轉速是曲軸的一半，轉速依然很高，且需要承受巨大的扭矩。雙缸發動機在傳統汽車中並沒有得到廣泛應用，但因為近年來新能源汽車的異軍突起，雙缸發動機以其得天獨厚的優勢，勢必會得到廣泛的應用。雙缸發動機凸輪軸作為雙缸發動機配氣機構的重要零部件，需要更深入的研究及探討。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種雙缸四衝程發動機曲軸，結構緊湊，傳動效率高，特別適合於雙缸發動機。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是:
[0006]一種雙缸發動機用凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；所述進氣凸輪軸包括第一軸以及依次套裝在第一軸上的進氣凸輪軸第一軸頸、第一缸進氣凸輪和第二缸進氣凸輪；第一缸進氣凸輪和第二缸進氣凸輪各由一對凸輪組成，並且第一缸進氣凸輪的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第二軸頸，第二缸進氣凸輪的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第三軸頸；所述排氣凸輪軸包括第二軸以及依次套裝在第二軸上的排氣凸輪軸第一軸頸、第一缸排氣凸輪和第二缸排氣凸輪；第一缸排氣凸輪和第二缸排氣凸輪各由一對凸輪組成，並且第一缸排氣凸輪的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第二軸頸，第二缸排氣凸輪的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第三軸頸；所述第一缸進氣凸輪與第二缸進氣凸輪相錯90°設置，第一缸排氣凸輪與第二缸排氣凸輪相錯90°設置。
[0007]其中，所述第一缸進氣凸輪的一對凸輪與進氣凸輪軸第二軸頸為一體式結構，第二缸進氣凸輪的一對凸輪與進氣凸輪軸第三軸頸為一體式結構；第一缸排氣凸輪的一對凸輪與排氣凸輪軸第二軸頸為一體式結構，第二缸排氣凸輪的一對凸輪與排氣凸輪軸第三軸頸為一體式結構。
[0008]其中，所述第一軸和第二軸中分別設有貫穿所在軸軸線方向的主潤滑油道，在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的各軸頸處分別開設有軸頸潤滑油道；並且主潤滑油道的直徑與軸頸潤滑油道的直徑的比值為4:1。
[0009]其中，所述主潤滑油道的前端設有鏈輪緊固螺栓孔，主潤滑油道的後端中設有封堵用的鋼球。
[0010]其中，所述進氣凸輪軸的前端設有進氣凸輪軸正時銷，其後端設有進氣凸輪軸信號輪；所述排氣凸輪軸的前端設有排氣凸輪軸正時銷。
[0011]其中，所述第一缸進氣凸輪和第二缸進氣凸輪之間以及排氣凸輪軸的後端各設有一個六方形塊，並且兩個六方形塊分別對應套裝在第一軸和第二軸上。
[0012]其中，所述進氣凸輪軸第二軸頸的直徑、進氣凸輪軸第三軸頸的直徑、排氣凸輪軸第二軸頸的直徑和排氣凸輪軸第三軸頸的直徑一致且與進氣凸輪軸第一軸頸的直徑、排氣凸輪軸第一軸頸的直徑的比值為23:34:26 ;所述進氣凸輪軸與排氣凸輪軸的軸心間距與進氣凸輪軸第一軸頸的直徑的比值為96:34。
[0013]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:
[0014]本實用新型的凸輪軸為雙頂置設計，結構緊湊，傳動機構少，傳動效率高，這種凸輪軸的布置模式特別適合於雙缸發動機。
[0015]進氣凸輪軸凸輪、排氣凸輪軸凸輪，以及進氣凸輪軸正時銷、排氣凸輪軸正時銷之間有確定的相位關係。發動機正是通過進排氣凸輪軸的組合精確控制各個氣缸在各個衝程裡進氣門和排氣門的開閉，實現發動機的良好運轉。本實用新型在梳理雙缸發動機工作原理後，在凸輪軸的設計上提出了新的凸輪布置形式，配合特定的曲軸形式，形成活塞在運轉過程中一上一下的工作模式，進一步明確了此工作模式，以及配合此工作模式的凸輪軸的優勢，形成雙缸發動機用凸輪軸。
[0016]第一缸進氣凸輪的一對凸輪與進氣凸輪軸第二軸頸為一體式結構，第二缸進氣凸輪的一對凸輪與進氣凸輪軸第三軸頸為一體式結構；第一缸排氣凸輪的一對凸輪與排氣凸輪軸第二軸頸為一體式結構，第二缸排氣凸輪的一對凸輪與排氣凸輪軸第三軸頸為一體式結構。前兩種一體式結構通過緊配合裝配在第一軸上，後兩種一體式結構通過緊配合裝配在第二軸上。相比於現有技術中的凸輪、軸頸和軸的一體式設計，本實用新型採用凸輪和軸頸與軸的獨立分開設計，克服了由於某一組件的加工缺陷而導致凸輪軸的整體報廢，降低了凸輪軸生產次品率，最重要的是，採用凸輪與軸頸的一體式結構，不僅便於一對凸輪的同步裝配，並且提高了兩個凸輪在軸上的裝配精度。
[0017]第一缸進氣凸輪與第二缸進氣凸輪相錯90°設置，第一缸排氣凸輪與第二缸排氣凸輪相錯90°設置。凸輪相位的設計是要符合整個發動的運轉模式來設計的，最主要的是發動機的點火時刻與點火順序。對於雙缸發動機而言，考慮到平衡塊的對稱布置有利於曲軸旋轉過程中的動態平衡，本實用新型選用0° -180°這種點火模式，相對應的曲軸設計就要求曲拐成對稱布置，與此相對應的活塞的運動形式就是一上一下的設計。
[0018]進氣凸輪軸的後端設有進氣凸輪軸信號輪。在氣缸蓋上設有相位傳感器的安裝孔，相位傳感器通過檢測進氣凸輪軸信號輪的位置，來判定一缸上止點的位置，最終將信號反饋給ECU，作為啟動點火時刻的信號。這種通過凸輪軸判缸的方式比壓力判缸等其他啟動點火判缸方式更精確，發動機啟動時間相對更短。
[0019]所述第一軸和第二軸中分別設有貫穿所在軸軸線方向的主潤滑油道，在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的各軸頸處分別開設有軸頸潤滑油道。在發動機運轉過程中，曲軸轉兩圈，凸輪軸轉一圈，也是處於高速運轉的狀態當中，因此凸輪軸的潤滑就是一個比較重要的問題，因此貫穿式的油道孔非常有利於凸輪軸與瓦蓋之間的潤滑。並且主潤滑油道的直徑與軸頸潤滑油道的直徑的比值為4:1，更加有利於潤滑油的輸送，對單個瓦蓋與軸頸之間進行潤滑，並使得凸輪軸與瓦蓋之間的潤滑效果達到最佳。
[0020]第一缸進氣凸輪和第二缸進氣凸輪之間以及排氣凸輪軸的後端各設有一個六方形塊，並且兩個六方形塊分別對應套裝在第一軸和第二軸上。藉助於六方形塊，使用扳手可以快速的旋轉單個凸輪軸，以利於發動機的裝配。
[0021 ] 進氣凸輪軸的前端設有進氣凸輪軸正時銷，排氣凸輪軸的前端設有排氣凸輪軸正時銷，以方便發動機正時位置的確定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的主視圖；
[0023]圖2是圖1的左視圖；
[0024]圖3是圖1的右視圖；
[0025]圖4是本實用新型的立體圖；
[0026]圖中:1、進氣凸輪軸正時銷，2、鏈輪緊固螺栓孔，3、進氣凸輪軸第一軸頸，4、第一缸進氣凸輪，5、進氣凸輪軸第二軸頸,6、六方形塊,7、第二缸進氣凸輪,8、進氣凸輪軸第三軸頸，9、進氣凸輪軸信號輪，10、主潤滑油道，11、軸頸潤滑油道，12、鋼球，13、排氣凸輪軸正時銷，14、鏈輪緊固螺栓孔，15、排氣凸輪軸第一軸頸，16、第一缸排氣凸輪，17、排氣凸輪軸第二軸頸，18、第二缸排氣凸輪，19、排氣凸輪軸第三軸頸,20、六方形塊,21、主潤滑油道，22、軸頸潤滑油道，23、鋼球。

【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0028]如圖1至圖4所示，本實用新型公開了一種雙缸發動機用凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；所述進氣凸輪軸包括第一軸以及依次套裝在第一軸上的進氣凸輪軸第一軸頸3、第一缸進氣凸輪4和第二缸進氣凸輪7 ;第一缸進氣凸輪4和第二缸進氣凸輪7各由一對凸輪組成，並且第一缸進氣凸輪4的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第二軸頸5，第二缸進氣凸輪7的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第三軸頸8 ;所述排氣凸輪軸包括第二軸以及依次套裝在第二軸上的排氣凸輪軸第一軸頸15、第一缸排氣凸輪16和第二缸排氣凸輪18 ；第一缸排氣凸輪16和第二缸排氣凸輪18各由一對凸輪組成，並且第一缸排氣凸輪16的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第二軸頸17，第二缸排氣凸輪18的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第三軸頸19 ;本實用新型的第一缸進氣凸輪4的一對凸輪與進氣凸輪軸第二軸頸5為一體式結構，第二缸進氣凸輪7的一對凸輪與進氣凸輪軸第三軸頸8為一體式結構；第一缸排氣凸輪16的一對凸輪與排氣凸輪軸第二軸頸17為一體式結構，第二缸排氣凸輪18的一對凸輪與排氣凸輪軸第三軸頸19為一體式結構。前兩種一體式結構通過緊配合裝配在第一軸上，後兩種一體式結構通過緊配合裝配在第二軸上。
[0029]明確發動機的點火時刻以及發動機的點火順序。對於雙缸發動機而言，每個缸的點火時刻對應的曲軸轉角為0° -180°和0° -360°兩種，考慮到平衡塊的對稱布置有利於平衡曲軸旋轉引起的震動，本實用新型選用0° -180°這種點火模式。所述第一缸進氣凸輪4與第二缸進氣凸輪7相錯90°設置，第一缸排氣凸輪16與第二缸排氣凸輪18相錯90°設置，並且第一缸進氣凸輪4的桃尖與第一缸排氣凸輪16的桃尖相對設置，第二缸進氣凸輪7的桃尖與第二缸排氣凸輪18的桃尖反向設置，如圖1所示。進氣凸輪軸和排氣凸輪軸依靠正時銷與正時鏈條確定的裝配關係來保證兩種之間確定的相位關係。由於一個氣缸具有兩個進氣門和兩個排氣門，因此本實用新型的一缸進排氣凸輪和二缸進排氣凸輪均設有兩個凸輪，且進氣凸輪軸上所有的進氣凸輪都相同，具有一定的轉角和升程關係，以適應發動機進氣門的運動規律；排氣凸輪軸上所有的排氣凸輪都相同，具有一定的轉角和升程關係，以適應發動機排氣門的運動規律。
[0030]如圖1所示，第一軸和第二軸中分別設有貫穿所在軸軸線方向的主潤滑油道10、21，在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的各軸頸處分別開設有軸頸潤滑油道11、22 ;並且主潤滑油道10、21的直徑與軸頸潤滑油道11、22的直徑的比值為4:1。主潤滑油道10、21和軸頸潤滑油道11、22共同組成凸輪軸的潤滑系統，以減小高速旋轉時的摩擦。主潤滑油道10、21的前端設有鏈輪緊固螺栓孔2、14，用以安裝驅動鏈輪，主潤滑油道10、21的後端中設有封堵用的鋼球12、23。
[0031]進氣凸輪軸的前端設有進氣凸輪軸正時銷1，如圖2所示，其後端設有進氣凸輪軸信號輪9，進氣凸輪軸信號輪9上具有缺齒，如圖1、3所示，以便發動機啟動時，凸輪軸位置傳感器能檢測到凸輪軸的所在位置，順利點火。排氣凸輪軸的前端設有排氣凸輪軸正時銷13，如圖2所示。
[0032]第一缸進氣凸輪4和第二缸進氣凸輪7之間以及排氣凸輪軸的後端各設有一個六方形塊6、20，並且兩個六方形塊6、20分別對應套裝在第一軸和第二軸上，如圖1所示。六方形塊6、20用於預緊凸輪軸鏈輪時特定工裝的夾持，以防止凸輪軸轉動。
[0033]本實用新型的進氣凸輪軸第二軸頸5的直徑、進氣凸輪軸第三軸頸8的直徑、排氣凸輪軸第二軸頸17的直徑和排氣凸輪軸第三軸頸19的直徑一致且與進氣凸輪軸第一軸頸3的直徑、排氣凸輪軸第一軸頸15的直徑的比值為23:34:26 ;所述進氣凸輪軸與排氣凸輪軸的軸心間距與進氣凸輪軸第一軸頸3的直徑的比值為96:34。在鏈傳動機構中，進排氣凸輪軸前端要傳動較大的扭矩，因此進排氣凸輪軸第一軸頸相比其他軸頸直徑要大，以承受載荷。具體的，本實用新型的進氣凸輪軸與排氣凸輪軸的軸心間距為96mm，以保證進排氣凸輪軸互不幹涉的情況下，凸輪軸鏈輪的間隙保證2mm，並且相比於之前的類似產品，提高了鏈傳動的平穩性，降低了噪音，有利於鏈傳動的張緊，提高了鏈傳動的效率；進氣凸輪軸第一軸頸3的直徑為34_ ;進氣凸輪軸第二軸頸5的直徑、進氣凸輪軸第三軸頸8的直徑、排氣凸輪軸第二軸頸17的直徑和排氣凸輪軸第三軸頸19的直徑均為23mm，排氣凸輪軸第一軸頸15的直徑為26mm。所述第一缸進氣凸輪4的一對凸輪之間的間距、第二缸進氣凸輪7的一對凸輪之間的間距、第一缸排氣凸輪16的一對凸輪之間的間距以及第二缸排氣凸輪18的一對凸輪之間的間距均為24mm。主潤滑油道10、21的直徑為8mm，軸頸潤滑油道11、22的直徑為2mm。這種設計凸輪軸結構緊湊，傳動效率高，潤滑順暢，特別適合於雙缸發動機。
【權利要求】
1.一種雙缸發動機用凸輪軸，包括進氣凸輪軸和排氣凸輪軸；其特徵在於: 所述進氣凸輪軸包括第一軸以及依次套裝在第一軸上的進氣凸輪軸第一軸頸(3)、第一缸進氣凸輪(4)和第二缸進氣凸輪(7);第一缸進氣凸輪(4)和第二缸進氣凸輪(7)各由一對凸輪組成，並且第一缸進氣凸輪(4)的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第二軸頸(5)，第二缸進氣凸輪(7)的一對凸輪之間設有進氣凸輪軸第三軸頸(8)； 所述排氣凸輪軸包括第二軸以及依次套裝在第二軸上的排氣凸輪軸第一軸頸(15)、第一缸排氣凸輪(16)和第二缸排氣凸輪(18);第一缸排氣凸輪(16)和第二缸排氣凸輪(18)各由一對凸輪組成，並且第一缸排氣凸輪(16)的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第二軸頸(17)，第二缸排氣凸輪(18)的一對凸輪之間設有排氣凸輪軸第三軸頸(19)； 所述第一缸進氣凸輪(4)與第二缸進氣凸輪(7)相錯90°設置，第一缸排氣凸輪(16)與第二缸排氣凸輪(18)相錯90°設置。
2.根據權利要求1所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述第一缸進氣凸輪(4)的一對凸輪與進氣凸輪軸第二軸頸(5)為一體式結構，第二缸進氣凸輪(7)的一對凸輪與進氣凸輪軸第三軸頸(8)為一體式結構；第一缸排氣凸輪(16)的一對凸輪與排氣凸輪軸第二軸頸(17)為一體式結構，第二缸排氣凸輪(18)的一對凸輪與排氣凸輪軸第三軸頸(19)為一體式結構。
3.根據權利要求1所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述第一軸和第二軸中分別設有貫穿所在軸軸線方向的主潤滑油道(10、21)，在進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的各軸頸處分別開設有軸頸潤滑油道(11、22);並且主潤滑油道(10、21)的直徑與軸頸潤滑油道(11、22)的直徑的比值為4:1。
4.根據權利要求3所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述主潤滑油道(10、21)的前端設有鏈輪緊固螺栓孔(2、14)，主潤滑油道(10、21)的後端中設有封堵用的鋼球(12、23)。
5.根據權利要求1所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述進氣凸輪軸的前端設有進氣凸輪軸正時銷(I)，其後端設有進氣凸輪軸信號輪(9);所述排氣凸輪軸的前端設有排氣凸輪軸正時銷(13)。
6.根據權利要求1所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述第一缸進氣凸輪(4)和第二缸進氣凸輪(7)之間以及排氣凸輪軸的後端各設有一個六方形塊(6、20)，並且兩個六方形塊(；6、20)分別對應套裝在第一軸和第二軸上。
7.根據權利要求1所述的雙缸發動機用凸輪軸，其特徵在於:所述進氣凸輪軸第二軸頸(5)的直徑、進氣凸輪軸第三軸頸(8)的直徑、排氣凸輪軸第二軸頸(17)的直徑和排氣凸輪軸第三軸頸(19)的直徑一致且與進氣凸輪軸第一軸頸(3)的直徑、排氣凸輪軸第一軸頸(15)的直徑的比值為23:34:26 ;所述進氣凸輪軸與排氣凸輪軸的軸心間距與進氣凸輪軸第一軸頸⑶的直徑的比值為96:34。
【文檔編號】F01L1/047GK204024738SQ201420507454
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】張立平, 林雲, 肖榮光, 韓龍昆 申請人:河北御捷車業有限公司