[实用新型]组合式凸轮轴的凸轮、组合式凸轮轴和内燃机

说明书

本实用新型公开了一种用于组合式凸轮轴的凸轮、组合式凸轮轴和内燃机，其中，组合式凸轮轴具有芯轴(1)和凸轮(2)，其中，芯轴(1)穿过凸轮(2)的位于中央的通孔(21)且凸轮(2)被固定在芯轴(1)上，芯轴带动凸轮(2)旋转以打开或关闭内燃机的气门，其中，在打开内燃机气门的过程中，凸轮与内燃机的气门系统相接触的部段被设为第一部段(A，B，C)，在关闭内燃机气门的过程中，凸轮与内燃机的气门系统相接触的部段被设为第二部段(D)。为了减少凸轮的重量，第二部段的轴向宽度小于第一部段(A，B，C)的轴向宽度，并且在第一部段(A，B，C)上的垂直于轴向的径向端面内设置凹陷结构(22)。

技术领域

本实用新型涉及汽车的内燃机领域，尤其涉及一种组合式凸轮轴，特别是组合式凸轮轴的凸轮。

背景技术

凸轮轴是汽车发动机的核心部件之一，传统的汽车发动机凸轮轴是通过整体铸锻制造，这种凸轮轴上的相关功能部件，例如凸轮、泵凸轮、信号盘等基本都是切削加工产生。在实际工作中，对凸轮轴的各个功能件的性能要求时不同的。例如对于凸轮，要求耐磨损、耐点蚀；对于芯轴要求刚性、弯曲、扭转性能好。传统的凸轮轴由单一金属铸造而成，使得材料利用不太合理，后续加工复杂，这种结构组合性差，重量大，不便于快速更改发动机性能设计。

因此，组合式凸轮轴越来越受到重视。组合式凸轮轴的优点主要体现在：(1)可实现柔性设计、柔性生产与快速制造；(2)有利于材料分体优化与凸轮轴结构形式选择；(3)可针对不同零件采用更适宜的热处理技术与表面强化技术；(4)大幅提高凸轮轴生产的自动化及集约化程度，大幅降低制造成本。组合式凸轮轴的全部功能部件都是被单独设计和单独加工制成，然后再装配到凸轮轴的芯轴上，如果对这些功能部件分别进行优化设计，则能够使得凸轮轴的整体性能得到进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，在组合式凸轮轴基础上，通过对凸轮轴的功能部件，尤其凸轮进行优化设计，进一步减轻凸轮轴整体重量并提高凸轮轴的整体性能。

所述技术问题被一种用于组合式凸轮轴的凸轮所解决，其中，组合式凸轮轴具有芯轴和凸轮，其中，芯轴穿过凸轮的位于中央的通孔且凸轮被固定在芯轴上，芯轴带动凸轮旋转以打开或关闭内燃机的气门，其中，在打开内燃机气门的过程中，凸轮与内燃机的气门系统相接触的部段被设为第一部段；在关闭内燃机气门的过程中，凸轮与内燃机的气门系统相接触的部段被设为第二部段。为了减少凸轮的重量，使得第二部段的轴向宽度小于第一部段的轴向宽度，并且在第一部段上的垂直于轴向的至少一个径向端面内设置凹陷结构。因此与根据现有技术的具有相同大小的凸轮相比，根据本实用新型的凸轮的重量被大大减少，进而降低了整个凸轮轴的重量。优选的是，在凸轮的两个径向端面上都设有凹陷结构，能够使得凸轮的重量被进一步降低。

根据本实用新型的一个优选实施方式，第一部段包括凸轮的顶部，并且第一部段的径向厚度从该顶部开始朝向第二部段逐渐减小。由于在凸轮工作时，第一部段的顶部受到的载荷最大，从该顶部开始朝向第二部段延伸，凸轮所受到的载荷越来越小，因此能够减少受到较小载荷部段的材料，从而达到减轻凸轮重量的目的。同理，有利的是，第一部段的轴向厚度从顶部开始朝向第二部段逐渐减小。

根据本实用新型的另外的优选实施方式，凸轮的材料与芯轴的材料不同。根据需要来设置凸轮的材料，这是与传统的集成式凸轮相比，这种单独制造的凸轮的优点之一。另外优选的是，在凸轮的径向端面上的凹陷结构具有镂空结构，从而进一步降低了凸轮的重量。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，芯轴与凸轮是过盈配合，通过简单的机械连接将凸轮固定在芯轴上。此外有利的是，在芯轴上设有外花键，在凸轮的通孔内设有内花键，从而通过花键连接使得芯轴与凸轮的共同转动更顺畅。

所述技术问题还能够通过一种组合式凸轮轴所解决，这种组合式凸轮轴具有根据上面所述的凸轮。此外，本实用新型还涉及一种内燃机，该内燃机具有根据上面所述的组合式凸轮轴。

附图说明