[发明专利]整修的凸轮轴和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用在内燃机中的回转式偏心轴，更具体地涉及凸轮(凸部，lobe)已磨损或损坏的整修的(refurbished)或修复的凸轮轴。

背景技术

在外表面部分上形成有偏心结构特征的回转轴通常用在各种需要周期性定时的机械动作或致动各种部件的机械中。例如，内燃机可使用回转凸轮轴来定时地致动控制空气和排气流入和流出一个或多个燃烧室的进气门和排气门。凸轮轴通常是整体式的结构，其具有从其突出的凸轮或偏心结构特征。凸轮被布置成周期性地推动与其它发动机部件相连的滚子或随动件，其中所述滚子或随动件沿循各凸轮的外周或滚道运动。

在典型的凸轮轴应用中，各凸轮都持续地与滚子或随动件接触。凸轮与随动件之间的界面持续地承受压力和摩擦，导致凸轮在长时间的使用中或在存在引起缺陷的状况时受到磨损和/或损坏。例如，在界面的润滑不充分的情况下和/或在随动件没有适当地与其相应的凸轮对齐的情况下，可能产生对凸轮的磨损和/或损坏。损坏的凸轮会直接影响随动件的运动并由此影响发动机的运转。

发明内容

一方面，本发明描述了一种整修具有至少一个缺陷凸轮的凸轮轴的方法。该方法包括从所述至少一个缺陷凸轮上除去材料以形成颈部区域。在所述颈部区域中引入对准(方位调正)结构特征(alignment feature)以表示所述缺陷凸轮先前的取向。围绕所述颈部区域安装凸轮坯件并使所述凸轮坯件相对于所述对准结构特征定向。将所述凸轮坯件精加工成符合所述缺陷凸轮的凸轮廓形。

另一方面，本发明描述了一种整修的凸轮轴。该整修的凸轮轴包括具有中心线的凸轮轴芯部。在所述凸轮轴芯部上的轴向位置处形成有颈部区域和至少一个对准结构特征。具有颈部开口的凸轮坯件围绕所述颈部区域。所述凸轮坯件的适当取向由在所述颈部区域中形成的对准结构特征来实现。所述凸轮坯件包括至少两个相互连接以围绕所述颈部区域形成刚性结构的部分。在一替换实施例中，所述整修的凸轮轴包括至少两个经单件式的凸轮坯件相互连接以形成刚性结构的部分。

附图说明

图1是根据本发明的安装在内燃机中的凸轮轴的局部剖视图。

图2是根据本发明的具有受损凸轮的凸轮轴的侧视图。

图3是根据本发明的由于除去了受损凸轮而具有颈部区域的凸轮轴的局部概略视图。

图4是形成在根据本发明的凸轮轴的颈部区域中的对准结构特征的局部概略视图。

图5是根据本发明的在安装凸轮坯件期间被分割开的凸轮轴的分解视图。

图6是根据本发明的在颈部区域上安装有凸轮坯件的分割的凸轮轴的组装视图。

图7-9A是根据本发明的具有各种对准结构特征的凸轮坯件的替换实施例。

图10-13是根据本发明的具有各种连接构型和各种对准结构特征的分割的凸轮坯件的替换实施例。

图14是根据本发明的具有凸轮形对准结构特征的凸轮坯件的替换实施例。

具体实施方式

本发明涉及用于内燃机的凸轮轴。本发明为与在再制造设备中再加工或整修具有磨损或损坏凸轮的凸轮轴以避免采用新的凸轮轴而废弃送修凸轮轴相关的装置和方法提供了各种实施形式。本文所述的凸轮轴构造成用于致动整体式喷射系统(unit injection system)的燃料喷射器。但是本文所述和所用的装置和方法具有广泛的应用范围，不仅可应用于用来操作内燃机上的其它系统的凸轮轴，而且可应用于一般凸轮轴(例如，操作往复运动的泵中的阀的凸轮轴等)的不同应用。

图1是用于操作安装在内燃机104上的整体式燃料喷射器102的凸轮轴100的局部剖视图。凸轮轴100包括通常具有圆形截面的中心轴部分或凸轮轴芯部106和沿凸轮轴芯部106相继设置的多个凸轮108。各凸轮108具有基部110和致动器部112，基部110的截面通常为圆形并且围绕凸轮轴芯部106，致动器部112从基部110偏心地伸出并在凸轮轴100转动时沿循路径114。

在该示例性应用中，凸轮轴100设置成通过周期性地致动喷射器102的顶杆116来操作喷射器102及其它喷射器。喷射器102是整体式喷射器，能够通过顶杆116的运动来压缩燃料，顶杆116用作喷射器102内的往复运动的活塞泵。随着凸轮轴100转动并且凸轮108的致动器部112沿循路径114，凸轮108与顶杆116接触，将其推向压缩方向。在喷射器102内由顶杆116的运动压缩的燃料通常作为喷雾经由形成在喷射器102的喷嘴部118内的开口离开喷射器102。