一种改进的发动机配气机构的摇臂及其制备方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种发动机配气机构的摇臂，特别是一种改进的发动机配气机构的摇臂及其制备方法。
[0002]【背景技术】:
发动机配气机构是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。
[0003]发动机的配气机构由气门传动组和气门组组成，气门传动组的作用是定时驱动气门使其开闭，气门组的主要作用是维持气门的关闭。
[0004]气门传动组，包含从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，摇臂也是组成零件之一。其中摇臂的功能是将推杆或凸轮轴传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。
[0005]发动机中，通常摇臂装配在摇臂轴，摇臂以摇臂轴为轴心，摇臂受到推杆或凸轮轴传来的运动和作用力，围绕摇臂轴轴心做有规律的摆动，从而推动气门的开启与关闭，实现发动机的做功冲程。
[0006]发动机工作时，曲轴通过定时齿轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮的上升段顶起挺柱时，经推杆和气门间隙调整螺钉推动摇臂绕摇臂轴摆动，压缩气门弹簧使气门开启。四冲程发动机每完成一个工作循环，每个气缸进、排气一次。这时曲轴转两周，而凸轮轴只旋转一周，所以曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2: I。
[0007]考虑发动机，特别是柴油发动机，其转速一般在800-2500rpm之间，则摇臂的摆动频率也可以达到400-1250rpm。由于摇臂摆动过程中，需要克服气门弹簧，或者同时克服气门弹簧和气缸内气体压力打开气门，其会对摇臂产生径向压力。摇臂在径向压力下，以摇臂轴为轴心进行摆动，此时与摇臂轴会产生很大的摩擦力，在400-1250rpm摆动频率下，摇臂会快速磨损，导致发动机燃烧效率降低等不良影响。
[0008]现有摇臂的设计，一般采用在摇臂安装孔内表面镶嵌双金属卷制或铜基合金的摇臂衬套(JB 7292.2和JB7292.3)来降低摩擦，减少磨损。但是，在摇臂安装孔内表面镶嵌铜基合金的摇臂衬套，其一增加了摇臂衬套的成本；其二装配摇臂衬套也会增加工序，提高了质量风险，也会增加生产成本；其三摇臂衬套装配不良，或者使用过程中也会磨损，造成摇臂安装孔内表面失圆，导致发动机燃烧效率降低。
[0009]
【发明内容】
:
本发明的目的在于提供一种改进的发动机配气机构的摇臂，所述的这种改进的发动机配气机构的摇臂要解决现有技术中在摇臂安装孔内表面镶嵌双金属卷制或铜基合金的摇臂衬套，所带来的成本增加，质量风险以及衬套磨损的技术问题。
[0010]本发明一种改进的发动机配气机构的摇臂，包括一个摇臂本体，所述的摇臂本体中设置有一个轴座，所述的轴座中设置有一个摇臂安装孔，所述的摇臂安装孔的内表面上设置有一个耐磨硬化层。
[0011]本发明还提供了上述的一种改进的发动机配气机构的摇臂的制备方法，包括一个制造摇臂本体的步骤，在所述的制造摇臂本体的步骤完成后，在摇臂安装孔内表面进行高频淬火，高频淬火中采用的交流电频率在10KHZ以上，淬火后的耐磨硬化层的硬度在40?60HRC之间，厚度在0.1?1.5mm之间，然后在大于或者等于150° C的温度条件下回火0.5?1.5小时，并随炉冷却，在高频淬火后，对耐磨硬化层进行珩磨加工，珩磨后，耐磨硬化层的粗糙度控制在Ra0.8以内。
[0012]进一步的，摇臂安装孔内表面的淬火范围为30° -360°。
[0013]本发明的工作原理是:摇臂安装孔内表面淬火，内表面硬度要求HRC40-60的摇臂，并且淬火后内表面进行珩磨，内表面有良好的粗糙度。由于内表面硬度高，可以形成光滑内表面，降低摩擦系数，进而减少磨损。
[0014]本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明的改进的发动机配气机构的摇臂，安装孔内表面硬度高，可以形成光滑内表面，降低摩擦系数，进而减少磨损。摇臂安装孔内表面淬火，首先不需要装配摇臂衬套，节省了摇臂衬套的成本；其次省去了装配步骤，减少了质量风险；再次光滑内表面可以降低摩擦系数减少磨损。本发明结构简单，制造方便，成本低，可使用于不同的发动机配气机构，解决了摇臂成本高和容易磨损的技术问题。
[0015]【附图说明】:
图1是现有技术中的装配摇臂衬套的摇臂与摇臂轴装配的示意图。
[0016]图2是现有技术中的装配摇臂衬套的发动机配气机构的摇臂的示意图。
[0017]图3是采用本发明的高频淬火后的摇臂与摇臂轴装配的示意图。
[0018]图4是本发明的实施例1 一种发动机配气机构的摇臂(30度区域淬火处理)。
[0019]图5是摇臂安装孔内表面硬化层示意图。
[0020]图6是本发明的实施例2 —种发动机配气机构的摇臂(180度区域淬火处理)。
[0021]图7是本发明的实施例3 —种发动机配气机构的摇臂(360度区域淬火处理)。
[0022]【具体实施方式】:
如图1所示，现有技术中，摇臂(100)装配在摇臂轴(110)内，摇臂(100)通过摇臂衬套
(130)以摇臂轴(110)为轴心，摇臂(100)受到推杆或凸轮轴传来的运动和作用力，围绕摇臂轴(110)轴心做有规律的摆动，从而推动气门的开启与关闭，实现发动机的做功冲程。
[0023]如图2所示，摇臂主体(120)和摇臂衬套(130)的分解图。一般摇臂，采用在摇臂安装孔210内表面镶嵌双金属卷制或铜基合金的摇臂衬套来降低摩擦，减少磨损。
[0024]图3是采用本发明的高频淬火后的摇臂与摇臂轴装配的示意图，摇臂(150)装配在摇臂轴(160)。摇臂(150)以摇臂轴(160)为轴心，摇臂(150)受到推杆或凸轮轴传来的运动和作用力，围绕摇臂轴(160)轴心做有规律的摆动，从而推动气门的开启与关闭，实现发动机的做功冲程。
[0025]图4是采用本发明的工艺制备的发动机配气机构的摇臂沿内表面孔的剖面图，所述的摇臂安装孔210内表面淬火，内表面硬度要求HRC40-60。摇臂安装孔210内的耐磨硬化层200的硬度深度(190)为0.1-1.5mm，有效硬化层深度以HRC40为准。
[0026]实施例1:
如图5，一种发动机配气机构的摇臂，摇臂安装孔210内表面淬火，摇臂安装孔210内表面淬火范围(170)为30°。一般的，30°淬火范围位于摇臂100内表面的下端，也可以是其他位置。
[0027]具体工艺为:在所述的摇臂本体150制造完成后，在所述的摇臂安装孔210内表面进行淬火，所述的淬火采用高频淬火，高频淬火采用的交流电的频率在10KHZ以上，淬火后的耐磨硬化层200的硬度在40-60HRC之间，深度在0.1-1.5mm之间，然后在不低于150° C的情况下回火0.5-1.5小时，并随炉冷却；还包括一个淬火后珩磨加工的过程，珩磨后，耐磨硬化层200的粗糙度控制在Ra0.8以内。具体的，有效硬化层深度以HRC40为准。
[0028]实施例2:
如图6，一种发动机配气机构的摇臂，摇臂安装孔210内表面淬火，摇臂安装孔210内表面淬火范围(180)为180°。一般的，180°淬火范围位于摇臂内表面的下端，也可以是其他位置。
[0029]具体工艺为:在所述的摇臂本体150制造完成后，在所述的摇臂安装孔210内表面进行淬火，所述的淬火采用高频淬火，高频淬火采用的交流电的频率在10KHZ以上，淬火后的耐磨硬化层200的硬度在40-60HRC之间，深度在0.1-1.5mm之间，然后在不低于150° C的情况下回火0.5-1.5小时，并随炉冷却；还包括一个淬火后珩磨加工的过程，珩磨后，耐磨硬化层200的粗糙度控制在Ra0.8以内。具体的，有效硬化层深度以HRC40为准。
[0030]实施例3:
如图7，一种发动机配气机构的摇臂，摇臂安装孔210210内表面淬火，摇臂安装孔210210内表面淬火范围为360°。
[0031]具体工艺为:在所述的摇臂本体150制造完成后，在所述的摇臂安装孔210内表面进行淬火，所述的淬火采用高频淬火，高频淬火采用的交流电的频率在10KHZ以上，淬火后的耐磨硬化层200的硬度在40-60HRC之间，深度在0.1-1.5mm之间，然后在不低于150° C的情况下回火0.5-1.5小时，并随炉冷却；还包括一个淬火后珩磨加工的过程，珩磨后，耐磨硬化层200的粗糙度控制在Ra0.8以内。具体的，有效硬化层深度以HRC40为准。
[0032]上述实施例的摇臂主体材料可以采用40Cr等合金钢，或者45钢等碳钢材料。
[0033]本发明结构简单，制造方便，成本低，可使用于不同的发动机配气机构，解决了摇臂成本高和容易磨损的技术问题。
[0034]需要指出的是，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的认识能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此显著本发明的范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种改进的发动机配气机构的摇臂，包括一个摇臂本体，所述的摇臂本体中设置有一个轴座，所述的轴座中设置有一个摇臂安装孔，其特征在于:所述的摇臂安装孔的内表面上设置有一个耐磨硬化层。
2.权利要求1所述的改进的发动机配气机构的摇臂的制备方法，包括一个制造摇臂本体的步骤，其特征在于:在所述的制造摇臂本体的步骤完成后，在摇臂安装孔内表面进行高频淬火，高频淬火中采用的交流电频率在1KHZ以上，淬火后的耐磨硬化层的硬度在40?60HRC之间，厚度在0.1?1.5mm之间，然后在大于或者等于150° C的温度条件下回火0.5?1.5小时，并随炉冷却，在高频淬火后，对耐磨硬化层进行珩磨加工，珩磨后，耐磨硬化层的粗糙度控制在Ra0.8以内。
3.如权利要求2所述的改进的发动机配气机构的摇臂的制备方法，其特征在于:摇臂安装孔内表面的淬火范围为30°?360°。
【专利摘要】本发明提供了一种改进的发动机配气机构的摇臂，包括一个摇臂本体，摇臂本体中设置有一个轴座，轴座中设置有一个摇臂安装孔，摇臂安装孔的内表面上设置有一个耐磨硬化层。本发明还提供了上述的摇臂的制备方法，包括一个制造摇臂本体的步骤，在摇臂本体制造完成后，在摇臂安装孔内表面进行高频淬火，淬火后的耐磨硬化层的硬度在40-60HRC之间，深度在0.1-1.5mm之间，然后在不低于150°C的情况下回火，并随炉冷却；还包括一个淬火后珩磨加工的过程。本发明的发动机配气机构的摇臂，内表面硬度高，可以形成光滑内表面，降低摩擦系数，进而减少磨损，可使用于不同的发动机配气机构，解决了摇臂成本高和容易磨损的技术问题。
【IPC分类】C21D1-10, B23P15-00, C21D9-00, F01L1-18
【公开号】CN104712383
【申请号】CN201510063818
【发明人】奚勇
【申请人】上海尤顺汽车部件有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月6日