专利名称：凸轮轴和气门摇臂的制作方法
技术领域：
涉及发动机类内燃机分类的凸轮轴和气门摇臂。 技术背景由于内燃机的凸轮轴和气门摇臂之间作接触运动，存在着摩擦现象。使凸轮轴发展成为一种硬度高又耐磨的配件。与之相配合的气门摇臂也要求其摩擦的部位硬度高又耐磨。目前有两种类型的产品一种是摇臂的摩擦部位镶嵌或喷涂某些高硬度、高耐磨损的合金；另一种是安装滚针轴承，变滑动摩擦为滚动摩擦。总之一句话，现有的凸轮轴和气门摇臂技术总是在金属和金属之间的摩擦领域内发展着。上世纪人类最伟大的发明之一是塑料。塑料已经以其特异的性能，几乎在各个领域里逐步替代了金属，并且其应用效果优越于金属。摩擦的领域也不例外。一般的塑料都具有良好的摩擦性能，特别是尼龙66、氟塑料、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二酯、聚亚酰胺、聚苯酯、液晶塑料等具有特殊本领的摩擦性能，已经在许多摩擦系统中应用。汽车上应用塑料的地方也已经很多了。如果能将塑料引进到凸轮轴和气门摇臂中一定会取得显著的效果。 其中聚笨酯、氟塑料、或聚笨酯和氟塑料的混合为主体的塑料是应用温度高的摩擦塑料，是可以适合凸轮轴和气门摇臂的工作条件的。此外塑料本身还可以通过填加石墨、碳纤维、二硫化钼、纳米材料、液晶单独或其组合加入到其中以改变性能，使其更加适应运行的工况。需要解决的问题将塑料引进到凸轮轴和气门摇臂中应用，需要解决的首要问题是塑料以什么样的摩擦形式加入到其中。其次是选择什么样的塑料。
发明内容
本发明是凸轮轴的凸轮与气门摇臂的塑料滚轮滚动接触，塑料滚轮由小轴固定在气门摇臂的叉内。塑料滚轮是聚笨酯件，或氟塑料为主体的塑料件，或以聚笨酯塑料和氟塑料的混合为主体的塑料件。或添加了以石墨、碳纤维、二硫化钼、纳米材料、液晶材料的单独或其组合的改性剂。凸轮表面摩擦层是塑料涂层。或凸轮轴采用金属轴与塑料凸轮结合结构。。有益效果本发明的塑料滚轮与凸轮轴的摩擦形式相对来说是摩擦最小的。塑料滚轮与凸轮轴摩擦，不再需要凸轮具有高的硬度了，只需普通的球墨铸铁就足可以了。仅仅这一点就会大大降低凸轮轴的制造成本。滚轮采用聚笨酯、氟塑料、或聚笨酯和氟塑料的混合为主体的塑料件，解决了高温条件下的运行问题。塑料的成型方法适合大批量工业化生产使工艺变简单，进一步降低加工成本。特别是采用铝合金的摇臂和铝合金的凸轮轴又会减轻重量，间接的达到节能效果。
图1是凸轮轴和气门摇臂的剖视结构图。实施方法结合附图，本发明实施方法说明如下1、凸轮轴1采用普通球墨铸铁制造。凸轮表面磨光。塑料滚轮2制造成轴套的形状，套在销轴3上。销轴3可以选择45#碳钢制造，经热处理、调质、轴面表面磨光。销轴3 固定在摇臂4上。摇臂4是锻压件加工成的，安装在摇臂轴5上。塑料滚轮2和销轴3安装到摇臂4上以后，将轴销4的两端铆死，防止轴3串动。2、氟塑料滚轮的制造方法选择聚四氟乙烯塑料树脂，加入15%的石墨，混合均勻。定量装入摸具中，在压力400Kg/cm2成型。放入加热炉烧结，温度375°C左右，保温30 分钟。冷却后出炉。氟塑料的耐热3、聚笨酯和氟塑料的混合为主体的塑料滚轮制造方法选择聚四氟乙烯塑料树脂，加入20%的聚笨酯，混合均勻。定量装入摸具中压力400Kg/cm2成型。放入加热炉烧结， 温度375°C左右，保温30分钟。冷却后出炉。4、聚笨酯塑料制造方法选择聚笨酯塑料树脂。定量装入摸具中，在压力600Kg/ cm2成型。放入加热炉烧结，温度405°C左右，保温30分钟。冷却后出炉。5、聚笨酯塑料滚轮热摸压成型制造方法选择聚笨酯塑料树脂，加入15%的二硫化钼，混合均勻。定量装入摸具中压力lOOOKg/cm2成型，保压3分钟。脱摸冷却。6、聚笨酯和氟塑料的混合为主体的塑料滚轮热压注塑成型制造方法选择F4塑料树脂25%，聚笨酯60%，液晶10%混合均勻。放入热压注塑成型机的料斗中，推料前进加热360 400°C，推压力压力lOOOKg/cm2挤出成型管材。切割，机械加工成型。7、凸轮表面塑料涂层制造方法凸轮轴采用铝合金制造，经机械加工后，凸轮表面清洗干净，进行表面预处理。然后将聚苯酯粉末送入等离子喷枪中，以高速喷射到凸轮轴表面上，形成Imm厚涂层。聚苯酯可以和钢、铁、铝、钛等金属牢固结合，涂层也无需再经过烧结。喷涂后，凸轮表面塑料涂层进行抛光处理。8、复合凸轮轴制造方法凸轮轴采用金属轴与塑料凸轮结合结构。凸轮轴为六角钢管机械加工后，安装塑料凸轮。
权利要求
1.涉及发动机类内燃机分类的凸轮轴和气门摇臂，其特征是凸轮轴的凸轮与气门摇臂的塑料滚轮滚动接触，塑料滚轮由小轴固定在气门摇臂的叉内。
2.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是塑料滚轮是以聚笨酯为主体的塑料件。
3.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是塑料滚轮是以氟塑料为主体的塑料件。
4.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是塑料滚轮是以聚笨酯塑料和氟塑料的混合为主体的塑料件。
5.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是塑料滚轮中添加了以石墨、碳纤维、二硫化钼、纳米材料、液晶材料的单独或其组合的改性剂。
6.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是凸轮表面摩擦层是塑料涂层。
7.如权利要求1所述的凸轮轴和气门摇臂，其特征是凸轮轴采用金属轴与塑料凸轮结合结构。
全文摘要
涉及发动机类内燃机分类的凸轮轴和气门摇臂，解决了摩擦磨损问题。其特征是凸轮轴的凸轮与气门摇臂的塑料滚轮滚动接触，塑料滚轮由小轴固定在气门摇臂的叉内。塑料滚轮是以聚笨酯为主体的塑料件。氟塑料为主体的塑料件。聚笨酯塑料和氟塑料的混合为主体的塑料件。塑料滚轮中添加了以石墨、碳纤维、二硫化钼、纳米材料、液晶材料的单独或其组合的改性剂。凸轮表面摩擦层是塑料涂层。或凸轮轴采用金属轴与塑料凸轮结合结构。
文档编号F01L1/18GK102251820SQ20101019214
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者孙守驯, 孙晶, 张春光, 李茂盛, 邹高万 申请人:孙守驯, 孙晶, 张春光, 李茂盛, 邹高万