专利名称：凸轮轴支架及凸轮轴支架单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种凸轮轴支架及凸轮轴支架单元，尤其涉及各排量的汽、柴油发动机中使用的凸轮轴支架及凸轮轴支架单元。
背景技术：
现代发动机的设计趋势，一方面在于不断提高产品的动力性能，燃油经济性以及产品可靠性和耐久性；另一方面强调面向制造的设计开发理念，降低零部件的制造和装配难度，提高子系统零件的集成度，缩短制造和装配生产线的长度，降低制造和物流环节的费用，从而降低零件的制造成本，提高产品制造质量的稳定性。如图5所示，现有的双顶置凸轮轴发动机缸盖主要由缸盖本体A和凸轮轴轴承盖 B两大部分组成。上述缸盖的加工工艺如下a)利用球面铣刀半精加工缸盖的凸轮轴半圆孔；b)精加工凸轮轴轴承盖定位销孔及螺纹孔；c)装配凸轮轴轴承盖，并拧紧到装配力矩；d)在凸轮轴轴承盖打上方向和序号标识；e)利用整体硬质合金刀镗依次进、排各5个凸轮轴轴承孔。上述缸盖的装配工艺如下a)拆卸凸轮轴轴承盖，依次在托盘上放好凸轮轴轴承盖，并使方向标识向前；b)缸盖和凸轮轴轴承盖同托盘运输至下个工位；c)将缸盖从托盘取下并放入装配机中，装配油封、气门、气门弹簧及挺柱等；d)将凸轮轴放入缸盖内的半圆孔处，并将凸轮轴轴承盖按序号和方向放在凸轮轴轴颈处，同时拧紧轴承盖螺栓。然而，传统的缸盖的局限在于凸轮轴轴承盖和缸盖是分体元件，装配后再镗孔， 镗孔精度要求高，但是在装配凸轮轴时又必须拆卸轴承盖，这样再次装配轴承盖时的同轴度必然比独立的凸轮轴孔的精度低。另外，加工完成后的凸轮轴轴承盖不能再用别的凸轮轴轴承盖替换，因而只要其中有一个轴承盖不合格，那么整个缸盖单元也不合格，无法返工。装配时，如果损坏或丢失其中一个轴承盖，整个缸盖也随之报废，造成加工工时和物料的损失。此外，为了形成密闭的气门室空间，实现含油气体的分离和润滑油回流，此种缸盖的应用还需要配合带油气分离功能的气门室罩盖。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可降低缸盖机加工零件的制造难度，简化缸盖整体结构的凸轮轴支架及凸轮轴支架单元。本实用新型的凸轮轴支架包括罩壳状的凸轮轴支架本体；以及形成于凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔。根据上述结构，在本实用新型的凸轮轴支架的加工工序中，可将凸轮轴轴承的加工工序从缸盖的加工工序中剥离，使该凸轮轴轴承孔的加工直接在凸轮轴支架毛坯上完成，省去了凸轮轴瓦盖的装配/加工环节。简化了缸盖的加工工序，有利于节省缸盖机加工线的投资，避免因为瓦盖缺陷导致物料和加工工时损失的风险。另外，在凸轮轴支架本体的最靠近前端(即发动机前盖C 一侧)的、用于安装第1 轴承的第1轴承孔的内表面和外表面形成内止推面和外止推面，用于限制凸轮轴的轴向窜动。而且，第1轴承孔的内侧布置有电磁阀安装孔及其工作油通道，用于辅助实现凸轮轴相位的调节。而且，凸轮轴支架本体的中部布置有点火线圈安装孔，用于安装笔型点火线圈。另外，凸轮轴支架本体的上部设有油气分离器安装面，分离和回收油气中的润滑油。凸轮轴支架本体的尾端(与前端相对)上部设有凸轮轴位置传感器安装孔，凸轮轴位置传感器用于采集凸轮轴位置信号，并输入给ECU，辅助完成凸轮轴相位调节。凸轮轴支架本体的前端形成前端法兰面，通过紧固螺栓与发动机前盖配合，构成部分正时链箱。凸轮轴支架本体的底面形成底部法兰面，通过零件中间以及周边布置的螺栓孔与缸盖的上平面配合，平面靠近腔体一侧设有容胶槽，用于容纳配合面上挤出的硅胶。另外，凸轮轴支架本体与缸盖之间以定位销定位，定位销孔设置在凸轮轴支架本体两对角上。凸轮轴支架本体的尾端分别设置有机械真空泵安装面和闷盖安装面。在第3轴承孔下方设有油道，用于将缸盖主油道的润滑油输运至凸轮轴油道，实现各个轴承的润滑，并向气门系零件提供飞溅润滑，同时为机械真空泵提供工作油液。另外，本实用新型的凸轮轴支架单元包括凸轮轴支架，该凸轮轴支架包括罩壳状的凸轮轴支架本体、形成于所述凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔、设置于所述第1轴承孔的内侧的电磁阀安装孔及其工作油通道、 设置于凸轮轴支架本体上部的油气分离器安装面、设置于凸轮轴支架本体的尾端上部的凸轮轴位置传感器安装孔、形成于凸轮轴支架本体前端的前端法兰面、形成于凸轮轴支架本体底面的底部法兰面、分别设置于凸轮轴支架本体尾端的机械真空泵安装面和闷盖安装面、以及在用于安装自前端起排列的第3个轴承的第3轴承孔下方设置的油道；安装于所述凸轮轴支架的可变凸轮轴相位调节器；安装于所述电磁阀安装孔内的控制电磁阀；安装于所述凸轮轴位置传感器安装孔内的凸轮轴位置传感器；安装于所述油气分离器安装面上的油气分离器；安装于所述机械真空泵安装面上的机械真空泵；以及安装于闷盖安装面的闷盖。
图1是对本发明实施方式的凸轮轴支架本体局部剖切并俯视时的立体图。图2是对本发明实施方式的凸轮轴支架本体仰视时的立体图。[0033]图3是表示本发明实施方式的凸轮轴支架单元的装配过程的示意图。图4是表示将本发明实施方式的凸轮轴支架单元集成于发动机时的立体图。图5是表示现有技术的缸盖的立体图。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。以下实施方式仅仅是本实用新型技术方案的一例，不应被解释为对本实用新型保护范围的限定。(一)凸轮轴支架的结构如图1、2所示，本实施方式的凸轮轴支架D包括罩壳状的凸轮轴支架本体以及形成于凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔1。最靠近前端(即发动机前盖C 一侧)的第1轴承的安装处(仅图1的剖视图中可见)即第1轴承孔的内、外表面形成内止推面加和外止推面2b，用于限制凸轮轴的轴向窜动。第1轴承孔内侧布置有电磁阀安装孔3及其工作油通道8 (见图2)，用于辅助实现凸轮轴相位的调节。而且，凸轮轴支架本体的中部布置有点火线圈安装孔4，用于安装笔型点火线圈。 凸轮轴支架本体兼顾气门室及曲轴箱空间的密闭及含油空气的收集作用，在其上部设有油气分离器安装面5，油气分离器用于分离和回收油气中的润滑油。凸轮轴支架本体的尾端 (与前端相对)上部设有凸轮轴位置传感器安装孔6，凸轮轴位置传感器用于采集凸轮轴位置信号，并输入给ECU，辅助完成凸轮轴相位调节。凸轮轴支架本体的前端形成前端法兰面7，通过紧固螺栓与发动机前盖C (见图4)配合，构成部分正时链箱。凸轮轴支架本体的底面形成底部法兰面13，通过零件中间以及周边布置的螺栓孔与缸盖E的上平面配合，平面靠近腔体一侧设有容胶槽，用于容纳配合面上挤出的硅胶；另外，凸轮轴支架本体与缸盖之间以定位销12定位，定位销孔12设置在凸轮轴支架本体两对角—t ο凸轮轴支架本体的尾端分别设置有机械真空泵(MVP)安装面11和闷盖安装面10。 在第3轴承孔下方设有油道9，用于将缸盖主油道的润滑油输运至凸轮轴油道，实现各个轴承的润滑，并向气门系零件提供飞溅润滑，同时为机械真空泵提供工作油液。相对于传统缸盖本体，在本实施方式的凸轮轴支架本体的加工工序中，可将凸轮轴轴承的加工工序从缸盖上剥离，使该凸轮轴轴承孔的加工直接在凸轮轴支架毛坯上完成，省去了凸轮轴瓦盖的装配/加工环节。简化了缸盖的加工工序，有利于节省缸盖机加工线的投资，避免因为瓦盖缺陷导致物料和加工工时损失的风险。( 二)凸轮轴支架单元的装配凸轮轴支架单元的构成情况如图3所示，但是，为简化视图，相关的紧固件和非接口子零件均做了省略处理。将进气凸轮轴14和排气凸轮轴15分别从凸轮轴支架的尾端装入，直至凸轮轴第一轴颈上的止推面，与凸轮轴支架的第1轴承孔内的内止推面加接触，限制凸轮轴向前的窜动；从凸轮轴前端装配凸轮轴相位调节器16，相位调节器与凸轮轴以螺栓拧紧，其靠近凸轮轴侧设有止推面，并与第1轴承孔内的外止推面2b接触，限制凸轮轴向后的窜动.然后，在凸轮轴支架D尾部的机械真空泵安装面11上装配机械真空泵17，使排气凸轮轴15尾端的驱动头和真空泵的转子连接，驱动真空泵抽吸空气，向刹车系统提供真空度，与分体的电子真空泵相比，机械真空泵反应更快、成本更低。与机械真空泵17同样地，将闷盖18从尾部装入，安装在闷盖安装面10上，用于密封气门室空间。在凸轮轴支架D上部，在凸轮轴位置传感器安装孔6中装入凸轮轴位置传感器19， 在油气分离器安装面5上安装油气分离器20，并在电磁阀安装孔3中装入控制电磁阀21。本发明的凸轮轴支架单元将传统的缸盖单元E的一部分零件归入凸轮轴支架单元D，简化了缸盖单元装配工序，避免了物流的过度集中，有利于发动机的模块化制造，提高了效率，有利于降低成本。(三)凸轮轴支架单元的安装图4是表示本实施方式的凸轮轴支架单元在一款直列四缸发动机上的应用实例。凸轮轴支架单元D通过螺栓固定在缸盖单元E上，与缸盖单元E —同构成发动机的上端系统，凸轮轴支架单元D与缸盖单元E结合的面以硅胶密封，凸轮轴支架单元D的内腔与缸盖单元E的上腔(油套)构成气门室。凸轮轴支架单元D的前端面、缸盖单元的前端面、缸体的前端面(未图示)及油底壳内腔(未图示)与前盖C内腔构成正时链轮箱。气门室与正时链轮箱通过缸盖前端面的PCV窗口相通；气门室通过缸盖回油孔与曲轴箱相通，正时链轮箱通过油底壳与曲轴箱相通。从而发动机的三个重要腔室-曲轴箱、 正时链轮箱、气门室彼此相通，构成完整的曲轴箱通风通道，通过设置不同大小的回油孔和 PCV窗口面积，可以控制三个腔室的压力平衡状态，从而实现回油和油气的有序流动，进一步降低进入油气分离器前的润滑油的含量。综上所述，采用本实施方式的凸轮轴支架单元具有如下优点a)不同零件的功能划分更加明确清晰，b)有利于缸盖的燃烧室、气道和喷射系统的布置设计；c)减少了驱动系统的零件数量，提高系统的刚性并进一步降纸了成本。
权利要求1.一种凸轮轴支架，其特征在于，包括罩壳状的凸轮轴支架本体；以及形成于所述凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔。
2.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，在所述凸轮轴支架本体的最靠近前端的、用于安装第1轴承的第1轴承孔的内表面和外表面形成内止推面和外止推面，以限制凸轮轴的轴向窜动。
3.如权利要求2所述的凸轮轴支架，其特征在于，在所述第1轴承孔的内侧布置有电磁阀安装孔及其工作油通道。
4.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，所述凸轮轴支架本体的上部设有油气分离器安装面。
5.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，所述凸轮轴支架本体的尾端的上部设有凸轮轴位置传感器安装孔。
6.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，凸轮轴支架本体的前端形成前端法兰面，且底面形成底部法兰面。
7.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，所述凸轮轴支架本体的尾端分别设置有机械真空泵安装面和闷盖安装面。
8.如权利要求1所述的凸轮轴支架，其特征在于，在用于安装自前端起排列的第3个轴承的第3轴承孔下方设有油道，用于将缸盖主油道的润滑油输运至凸轮轴油道。
9.一种凸轮轴支架单元，其特征在于，包括凸轮轴支架，该凸轮轴支架包括罩壳状的凸轮轴支架本体、形成于所述凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔、设置于所述第1轴承孔的内侧的电磁阀安装孔及其工作油通道、设置于凸轮轴支架本体上部的油气分离器安装面、设置于凸轮轴支架本体的尾端上部的凸轮轴位置传感器安装孔、形成于凸轮轴支架本体前端的前端法兰面、形成于凸轮轴支架本体底面的底部法兰面、分别设置于凸轮轴支架本体尾端的机械真空泵安装面和闷盖安装面、 以及在用于安装自前端起排列的第3个轴承的第3轴承孔下方设置的油道；安装于所述凸轮轴支架的可变凸轮轴相位调节器；安装于所述电磁阀安装孔内的控制电磁阀；安装于所述凸轮轴位置传感器安装孔内的凸轮轴位置传感器；安装于所述油气分离器安装面上的油气分离器；安装于所述机械真空泵安装面上的机械真空泵；以及安装于闷盖安装面的闷盖。
10.如权利要求9所述的凸轮轴支架单元，其特征在于，所述凸轮轴支架与缸盖之间以定位销定位，定位销孔设置在凸轮轴支架本体的两对角上。
11.如权利要求9所述的凸轮轴支架单元，其特征在于，凸轮轴支架单元通过中间以及周边布置的螺栓孔使其底部法兰面与缸盖的上平面配合，底部法兰面靠近腔体一侧设有容胶槽，用于容纳配合面上挤出的硅胶。
12.如权利要求9所述的凸轮轴支架单元，其特征在于，凸轮轴支架单元通过紧固螺栓与发动机前盖配合。
专利摘要本实用新型涉及凸轮轴支架和凸轮轴支架单元，凸轮轴支架包括罩壳状的凸轮轴支架本体；以及形成于所述凸轮轴支架本体两侧、用于支撑凸轮轴的回转运动并形成润滑的凸轮轴轴承孔。凸轮轴支架单元具有凸轮轴支架，该凸轮轴支架包括上述支架本体、上述凸轮轴轴承孔、设置于所述第1轴承孔的内侧的电磁阀安装孔及其工作油通道、设置于凸轮轴支架本体上部的油气分离器安装面、设置于凸轮轴支架本体的尾端上部的凸轮轴位置传感器安装孔、形成于凸轮轴支架本体前端的前端法兰面、形成于凸轮轴支架本体底面的底部法兰面、分别设置于凸轮轴支架本体尾端的机械真空泵安装面和闷盖安装面、以及在用于安装自前端起排列的第3个轴承的第3轴承孔下方设置的油道。
文档编号F02B63/06GK202039911SQ20112001868
公开日2011年11月16日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者刘斐 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司