一种可变气门正时及直喷汽油发动机凸轮轴的制作方法
【专利摘要】一种可变气门正时及直喷汽油发动机凸轮轴，包括可变气门正时油路、换气凸轮和高压油泵驱动凸轮。可变气门正时油路布置在靠凸轮轴前端的第一段和第二段凸轮轴轴颈上，包含相位提前油路和相位滞后油路；换气凸轮共三对，在凸轮轴中段相隔一定的距离布置，三对换气凸轮成120℃夹角均匀布置，高压油泵驱动凸轮布置在凸轮轴后端，凸轮上均匀布置有三个桃尖，其宽度大于进气凸轮。本发明结构合理、简单，加工方便，可以解决凸轮轴的布置空间不足及结构强度难以保证的问题，不需要对气缸盖、气缸盖罩等关键零部件做大的更改，提高了零部件通用化程度，非常适用于结构紧凑型的小排量发动机。
【专利说明】一种可变气门正时及直喷汽油发动机凸轮轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽油发动机凸轮轴，更具体的说涉及用于可变气门正时及缸内直喷发动机凸轮轴。
【背景技术】
[0002]可变气门正时技术是通过电控技术改变气门的开启及关闭时刻，提高某些转速段内发动机进气效率，从而提高发动机转矩和功率。直喷技术就是利用稀薄气体燃烧原理，将高压汽油直接以雾状喷射在气缸内燃烧，极高的燃油压力和气缸压力保证了稀薄气体，将会极大地提高发动机的经济性和动力性。发动机开发要综合运用以上新技术，凸轮轴需布置可变气门正时的控制油路及高压油泵的驱动凸轮，特别是针对结构紧凑型的小排量发动机，凸轮轴的布置空间不足及结构强度难以保证。
[0003]在凸轮轴上设计可变气门正时控制油路时，为保证机油流量，油孔可以做大或增加数量，但又要考虑凸轮轴轴颈的强度，只有增大凸轮轴轴颈，势必造成凸轮轴制造工艺复杂、空间布置困难及重量增加。
[0004]在凸轮轴上设计高压油泵驱动凸轮时，布置在凸轮轴中段，将造成发动机整体高度增加，发动机总布置受限。而且，对于自然吸气的发动机来说，气缸盖、气缸盖罩等关键零部件需要更改，零部件通用化降低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决上述技术问题，提出一种可变气门正时及直喷汽油发动机凸轮轴。
[0006]本发明的具体技术方案是:
提供一种钢制凸轮轴结构，适用于三缸发动机，包含若干换气凸轮、轴颈、可变气门正时控制油路、高压油泵凸轮。
[0007]本发明采用的材料为中碳钢，凸轮表面只需感应淬火，就能满足机械强度，无需渗碳调质等复杂热处理工艺。
[0008]可变气门正时油路布置在凸轮轴前端，包含相位提前和滞后两种油路。其中，是从凸轮轴前端围绕轴中心加工有数条轴向油孔，与第二段轴颈处的第一环形油槽通过径向油孔贯通；相位滞后油路，是从凸轮前端从中心沿轴向加工螺栓过孔，与轴颈处的第二环形油槽通过径向油孔贯通，通过螺栓过孔与螺栓光杆的间隙过油。此种布置减少了油孔加工数量，结构及工艺简单，且保证了加工及检测基准面的完整性，对后续精加工及检测无影响，使得凸轮轴的结构设计更为合理。
[0009]换气凸轮共三对，分别为第一缸凸轮、第二缸凸轮和第三缸凸轮，在凸轮轴中段在相隔一定的距离布置，三对换气凸轮成120°C夹角均匀布置。
[0010]高压油泵驱动凸轮布置在凸轮轴后端，凸轮径向有3个桃尖，均匀布置，高压油泵驱动凸轮的宽度较进气凸轮稍大。[0011]靠近高压油泵凸轮处的凸轮轴颈，较换气凸轮间的轴颈大，主要是保证后端油泵凸轮段的支撑强度。另外，气缸盖的变化较小，气缸盖罩等零部件在同一发动机平台可以通用，发动机整体高度降低了，利于总布置设计。
[0012]还有，在第二缸凸轮和第三缸凸轮之间的轴颈为外六方结构，在装配时用于凸轮轴的盘转及定位；且在六方棱角上加工有一平面，与凸轮轴颈外圆相切，并在平面上加工有圆孔，作为装配定向标记。
[0013]本发明结构合理、简单，加工方便，可以解决凸轮轴的布置空间不足及结构强度难以保证的问题。而且不需要对气缸盖、气缸盖罩等关键零部件做大的更改，提高了零部件通用化程度。本发明非常适用于结构紧凑型的小排量发动机。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图
图2是本发明的可变气门正时油路结构 图3是本发明的油泵驱动凸轮结构 图4是本发明的六方结构
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图进一步说明本发明的结构:
如图1所示的凸轮轴包含:第一、第二、第三、第四和第五段凸轮轴轴颈1、2、4、5、7，换气凸轮3，油泵驱动凸轮6，外六方结构8和环形凸台9。
[0016]其中，第一段凸轮轴轴颈I在凸轮轴前端，装配时与相位器紧密配合，对凸轮轴前端局部油路进行密封。
[0017]第二段凸轮轴轴颈2布置于第一段凸轮轴轴颈I之后，加工有可变气门正时所需的环形油槽及径向油孔，因此轴颈径向尺寸较大，并在轴颈两侧分别设有环形凸台9，用于凸轮轴轴向窜动限位。
[0018]换气凸轮3共3对，相隔一定的距离，并成120°C夹角均匀布置。
[0019]第三段凸轮轴轴颈4布置在换气凸轮3之间，共3个，大小及宽度相同。
[0020]第四段凸轮轴轴颈5布置在高压油泵驱动凸轮6之前，轴颈宽度较大。
[0021]高压油泵驱动凸轮6布置在凸轮轴后端，其宽度较换气凸轮3较大，凸轮桃尖数量有3个,也成120°C夹角均勻布置。第五段凸轮轴轴颈7布置在凸轮轴末端,加工后用于信号盘的压装。
[0022]如图2为本发明可变气门正时油路结构示意图，包含相位提前油路A和相位滞后油路B。其中，凸轮轴前端加工有第一环形油槽和3条轴向直油孔，通过U形油槽贯通，且轴向直油孔与凸轮轴轴颈2的径向油孔、环形油槽连通，形成相位提前油路A。凸轮轴前端中心加工有深孔，为螺栓过孔，与相位器连接螺栓10形成环形间隙，并与凸轮轴轴颈2的另一处径向油孔以及第二环形油槽连通，形成相位滞后油路B。
[0023]如图3为本发明油泵驱动凸轮结构示意图，油泵驱动凸轮6安装于油泵底座11内，通过油泵驱动凸轮6的旋转，带动油泵挺柱12上下往复运动，促使高压油泵13产生高压油。[0024]如图4为本发明外六方结构8的结构示意图，布置于第二、第三缸凸轮之间的轴颈上，加工成型。在外六方结构8上设置有定位面16，共两处，且相对并平行；在外六方结构8的棱角上加工有一平面14，与凸轮轴轴颈外圆相切，并在平面14上加工有半圆孔15，作为装配定向标记。
【权利要求】
1.一种可变气门正时及直喷汽油发动机凸轮轴，包括可变气门正时油路、换气凸轮和高压油泵驱动凸轮；其特征在于: 所述可变气门正时油路布置在靠凸轮轴前端的第一段和第二段凸轮轴轴颈上，包含相位提前油路和相位滞后油路；其中，相位提前油路，是从凸轮轴前端围绕轴中心加工有数条轴向油孔，与第二段轴颈处的第一环形油槽通过径向油孔贯通；相位滞后油路，是从凸轮前端从中心沿轴向加工螺栓过孔，与第二段轴颈处的第二环形油槽通过径向油孔贯通，通过螺栓过孔与螺栓光杆的间隙过油； 所述凸轮轴前端的第一段凸轮轴轴颈是装配时与相位器紧密配合的部位； 所述换气凸轮(3)共三对，在凸轮轴中段相隔一定的距离布置，三对换气凸轮成120°C夹角均匀布置，分别为第一缸凸轮、第二缸凸轮和第三缸凸轮； 所述高压油泵驱动凸轮布置在凸轮轴后端，凸轮上均匀布置有三个桃尖，其宽度大于进气凸轮。
2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴，其特征在于:凸轮轴前端的第二段凸轮轴轴颈两侧分别设有环形凸台。
3.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴，其特征在于:所述相位提前油路的轴向油孔数量为三个，均匀分布。
4.根据权利要求1、2或3所述的发动机凸轮轴，其特征在于:在靠近高压油泵凸轮处的第四段凸轮轴颈较换气凸轮间的第三段凸轮轴颈大。
5.根据权利要求3所述的发动机凸轮轴，其特征在于:在第二缸凸轮和第三缸凸轮之间的轴颈为外六方结构。
6.根据权利要求5所述的发动机凸轮轴，其特征在于:在外六方轴颈的一个棱角上加工有一平面，与凸轮轴颈外圆相切，并在该平面上加工有圆孔，作为装配定向标记。
7.根据权利要求4所述的发动机凸轮轴，其特征在于:所述凸轮轴的材料为中碳钢。
【文档编号】F01L1/047GK103711536SQ201210373258
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2012年9月29日
【发明者】张云富, 李春, 何海珠, 余训, 蒋树徽, 朱玉明 申请人:重庆长安汽车股份有限公司