專利名稱：一種新型凸輪軸總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于凸輪軸技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型凸輪軸總成。
背景技術(shù)：
凸輪軸總成是通用汽油機(jī)的關(guān)鍵零件之一，專門負(fù)責(zé)驅(qū)動氣門按時開啟和關(guān)閉，其加工精度對發(fā)動機(jī)性能起決定性作用。凸輪軸一直在高轉(zhuǎn)速、高溫、高磨損的工作狀態(tài)下進(jìn)行工作，同時凸輪具有形狀復(fù)雜、剛性差，加工精度要求高的特點(diǎn)，一直是汽油機(jī)零部件制造的難點(diǎn)，而且制造成本較高，目前通用汽油機(jī)凸輪軸總成99%以上均采用合金鑄鐵，單位制造成本在20元/只以上。老式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低，凸輪端面接觸比壓低，所以對凸輪軸的材料一般采用中碳鋼淬硬，就能滿足凸輪的滑動速度和接觸應(yīng)力的要求。隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提高，氣門彈簧彈性的加強(qiáng)，凸輪負(fù)荷發(fā)生很大的變化，所以目前大都采用球墨鑄鐵，生產(chǎn)成本過高，且重量重。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的凸輪軸總成所存在的上述問題，而提出了一種成本低、重量輕的新型凸輪軸總成。本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種新型凸輪軸總成，包括凸輪軸，凸輪軸上設(shè)有進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪和齒輪，齒輪與凸輪軸之間設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的凸輪軸與齒輪固 定連接且兩者呈分體設(shè)置。改變了現(xiàn)行凸輪軸制造行業(yè)采用鑄鐵整體鑄造的工藝方法，并且據(jù)研究凸輪軸高耐磨、高磨損、耐高溫、高轉(zhuǎn)速部位均集中在凸輪部位，因此可以讓工作負(fù)荷較小的齒輪部分采用其他材料進(jìn)行制作。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的齒輪采用聚酰胺纖維材料制作而成。聚酰胺纖維的耐磨性較好、成本低。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的凸輪軸與齒輪之間設(shè)有卡接機(jī)構(gòu)，該卡接機(jī)構(gòu)為開設(shè)在凸輪軸表面的卡口，上述齒輪在凸輪軸的卡口位置采用注塑工藝一次成型。齒輪注塑成型的過程中，材料滲進(jìn)卡口內(nèi)，冷卻后，使凸輪軸與齒輪牢固連接在一起，提高兩者的集合度。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的卡口包括環(huán)形卡槽和設(shè)置在卡槽底部的卡孑L。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的減壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在齒輪面向排氣凸輪這一側(cè)的甩塊擺動體、撥塊和復(fù)位機(jī)構(gòu)，甩塊擺動體上設(shè)有一撥叉，所述的撥塊可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在凸輪軸上，撥塊上具有工作端和以及卡設(shè)在上述撥叉內(nèi)的驅(qū)動端，所述的甩塊擺動體與齒輪之間還設(shè)有可供甩塊擺動體在離心力作用下直線運(yùn)動的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在甩塊擺動體上的至少一個直線型條形通槽，條形通槽內(nèi)設(shè)有與齒輪固定連接的導(dǎo)向銷。改變了現(xiàn)有技術(shù)中甩塊擺動體的運(yùn)動方向，減小磨損面。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的一端與甩塊擺動體連接，另一端與齒輪連接。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的甩塊擺動體呈“T”形。在上述的一種新型凸輪軸總成中，所述的凸輪軸、進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪均為一體式結(jié)構(gòu)，采用鑄鐵材料鑄造而成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本新型凸輪軸總成具有以下優(yōu)點(diǎn):1、實(shí)現(xiàn)了凸輪軸和齒輪的分體設(shè)計(jì)，經(jīng)過精加工后進(jìn)行總裝集成改變了現(xiàn)行凸輪軸制造行業(yè)整體采用鑄鐵整體鑄造的工藝方法，成本低、重量輕，不但提高了加工效率，同時通過改變材質(zhì)和機(jī)械機(jī)構(gòu)提高凸輪性能。2、自主研發(fā)創(chuàng)新在凸輪軸段設(shè)置環(huán)形三爪外圈，利用環(huán)形三爪外圈總裝集成，提高凸輪軸與齒輪的集合度，以免兩者的分離造成凸輪軸機(jī)械性能和使用壽命的降低。3、改變原有減壓機(jī)構(gòu)中甩塊擺動體與齒輪環(huán)形大面積接觸的工作原理，甩塊擺動體與齒輪改為直線水平移動接觸，減少了兩者的接觸面，降低了摩擦系數(shù)，并提高摩擦副硬度差，減少機(jī)械磨損。

圖1是本新型凸輪軸總成的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是凸輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是甩塊擺動體與齒輪配合連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、凸輪軸；la、卡槽；lb、卡孔；2、進(jìn)氣凸輪；3、排氣凸輪；4、齒輪；5、甩塊擺動體；51、撥叉；52、條形通槽；6、復(fù)位彈簧；7、撥塊；71、工作端；72、驅(qū)動端；8、撥塊鉚釘；9、導(dǎo)向銷；10、彈黃柳釘；11、排氣門挺柱。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，本新型凸輪軸總成包括凸輪軸1，凸輪軸I上至上而下依次設(shè)有進(jìn)氣凸輪2、排氣凸輪3和齒輪4，齒輪4與凸輪軸I之間設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，凸輪軸I與齒輪4兩者呈分體設(shè)置，經(jīng)過精加工后進(jìn)行總裝集成。其中凸輪軸1、進(jìn)氣凸輪2和排氣凸輪3為一體式結(jié)構(gòu)，采用鑄鐵材料鑄造而成，而齒輪4采用聚酰胺纖維材料一次性注塑而成。聚酰胺纖維的耐磨性較高，制造成本低，在成本上具有極大優(yōu)勢，可以降低通用汽油機(jī)整體制造3%以上的成本，同時機(jī)械性能完全沒有降低，完全能滿足通用汽油機(jī)的工作需求，提高了我國通用汽油機(jī)出口的整體競爭力。如圖2所示，凸輪軸I與齒輪4連接處的表面開設(shè)有卡口，卡口包括環(huán)形卡槽Ia和設(shè)置在卡槽Ia底部的卡孔lb。齒輪4注塑過程中,材料滲進(jìn)卡槽Ia及卡孔Ib內(nèi)，冷卻后，使凸輪軸I與齒輪4牢固連接在一起，提高兩者的集合度。如圖3所示，減壓機(jī)構(gòu)包括甩塊擺動體5、撥塊7和復(fù)位機(jī)構(gòu)，甩塊擺動體5設(shè)置在齒輪4面向排氣凸輪3的這一側(cè)，甩塊擺動體5上設(shè)有一撥叉51。撥塊7通過一撥塊鉚釘8轉(zhuǎn)動連接在齒輪4和排氣凸輪3之間的凸輪軸I上，所述的撥塊7具有工作端71和驅(qū)動端72，驅(qū)動端72卡設(shè)在上述甩塊擺動體5的撥叉51內(nèi)。甩塊擺動體5呈“T”形，上面開設(shè)有兩個直線型的條形通槽52，每個條形通槽52內(nèi)均垂直設(shè)有與齒輪4固定連接的導(dǎo)向銷9 ;復(fù)位機(jī)構(gòu)為復(fù)位彈簧6，復(fù)位彈簧6的一端通過一個彈簧鉚釘10與齒輪4固定連接，另一端與甩塊擺動體5連接。發(fā)動機(jī)啟動前，撥塊7處于如圖1所示狀態(tài)，此時撥塊7的工作端71高于凸輪基圓，卡在排氣凸輪3和排氣門挺柱11之間，排氣門挺柱11不能完全回位，以此讓排氣門在發(fā)動機(jī)靜止時處于打開狀態(tài)。發(fā)動機(jī)啟動后，凸輪軸I和齒輪4快速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時,甩塊擺動體5在離心力作用下向如圖3所示的右方水平移動，并通過撥叉51撥動撥塊7，使撥塊7如圖1所示進(jìn)行逆時針轉(zhuǎn)動，撥塊7的工作端71做圓弧運(yùn)動，遠(yuǎn)離排氣門挺柱11，使排氣門挺柱11能夠完全回位，因此發(fā)動機(jī)啟動至正常工作時，本減壓裝置并不干擾發(fā)動機(jī)正常工作時的狀態(tài)，此時復(fù)位彈簧6被拉伸。當(dāng)發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)時,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速慢慢降低,甩塊擺動體5所受離心力減小。此時由于復(fù)位彈簧6的復(fù)位作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到一定程度時，甩塊擺動體5復(fù)位，通過撥叉51推動撥塊7沿圖1所示的順時針轉(zhuǎn)動復(fù)位，使其工作端71重新位于高出凸輪基圓位置，卡在排氣門挺柱11和排氣凸輪3之間，使排氣門打開，放出空氣，減小空氣壓縮比繼而達(dá)到便于啟動的目的。甩塊擺動體5在工作過程中水平來回運(yùn)動，減少了其與齒輪4之間的接觸面，降低了摩擦系數(shù)，并提高摩擦副硬度差，并且齒輪4采用超耐磨聚酰胺纖維制作而成，能減少機(jī)械磨損，延長使用壽命。
應(yīng)該理解，在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書、說明書中，所有“包括……”均應(yīng)理解為開放式的含義，也就是其含義等同于“至少含有……”，而不應(yīng)理解為封閉式的含義，即其含義不應(yīng)該理解為“僅包含……”。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種新型凸輪軸總成，包括凸輪軸(1)，凸輪軸(I)上設(shè)有進(jìn)氣凸輪(2)、排氣凸輪(3)和齒輪(4)，齒輪(4)與凸輪軸(I)之間設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的凸輪軸(I)與齒輪(4)固定連接且兩者呈分體設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的齒輪(4)采用聚酰胺纖維材料制作而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的凸輪軸(I)與齒輪(4 )之間設(shè)有卡接機(jī)構(gòu)，該卡接機(jī)構(gòu)為開設(shè)在凸輪軸(I)表面的卡口，上述齒輪(4 )在凸輪軸(I)的卡口位置采用注塑工藝一次成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的卡口包括環(huán)形卡槽(Ia)和設(shè)置在卡槽(Ia)底部的卡孔(lb)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的減壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在齒輪(4 )面向排氣凸輪(3 )這一側(cè)的甩塊擺動體(5 )、撥塊(7 )和復(fù)位機(jī)構(gòu)，甩塊擺動體(5)上設(shè)有一撥叉(51)，所述的撥塊(7)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在凸輪軸(I)上，撥塊(7)上具有工作端(71)和以及卡設(shè)在上述撥叉(51)內(nèi)的驅(qū)動端(72)，所述的甩塊擺動體(5)與齒輪(4)之間還設(shè)有可供甩塊擺動體(5)在離心力作用下直線運(yùn)動的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在甩塊擺動體(5)上的至少一個直線型條形通槽(52)，條形通槽(52)內(nèi)設(shè)有與齒輪(4)固定連接的導(dǎo)向銷(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位彈簧(6)，復(fù)位彈簧(6)的一端與甩塊擺動體(5)連接，另一端與齒輪(4)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的甩塊擺動體(5)呈“T，，形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一 種新型凸輪軸總成，其特征在于，所述的凸輪軸(I)、進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(3)均為一體式結(jié)構(gòu)，采用鑄鐵材料鑄造而成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種新型凸輪軸總成，屬于凸輪軸技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的凸輪軸總成成本高、重量重的問題。本新型凸輪軸總成，包括凸輪軸，凸輪軸上設(shè)有進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪和齒輪，齒輪與凸輪軸之間設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，所述的凸輪軸與齒輪固定連接且兩者呈分體設(shè)置。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了凸輪軸和齒輪的分體設(shè)計(jì)，經(jīng)過精加工后進(jìn)行總裝集成改變了現(xiàn)行凸輪軸制造行業(yè)整體采用鑄鐵整體鑄造的工藝方法，成本低、重量輕，不但提高了加工效率，同時通過改變材質(zhì)和機(jī)械機(jī)構(gòu)提高凸輪性能。自主研發(fā)創(chuàng)新在凸輪軸段設(shè)置環(huán)形三爪外圈，利用環(huán)形三爪外圈總裝集成，提高凸輪軸與齒輪的集合度，以免兩者的分離造成凸輪軸機(jī)械性能和使用壽命的降低。
文檔編號F01L1/047GK203161308SQ201320146660
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者周望平, 周康康, 馬鋒亭, 徐剛強(qiáng), 姚敦登, 楊康, 康曉輝 申請人:浙江博星工貿(mào)有限公司