專利名稱：一種發動機凸輪軸的制作方法
技術領域：
本發明所要保護的技術方案屬于內燃機配氣機構的技術領域，具體地說，涉及到一種發動機的凸輪軸。
背景技術：
發動機的配氣機構是保證發動機在工作中定時將新鮮的可燃混合氣充入氣缸，并及時將燃燒后的廢氣排出氣缸的機構。凸輪軸是發動機的配氣機構的組成部分，各種車型發動機凸輪軸的結構大同小異，主要差別在于安裝的位置。凸輪的數目和形狀尺寸不盡相同，特別是凸輪軸的安裝位置，被列為區別發動機構造和性能的重要標志。目前發動機的凸輪安裝位置分為下置，中置，頂置三種形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸輪軸，由于氣門與凸輪軸的距離較遠需要氣門挺桿和挺柱等輔助零件，造成氣門傳動機件較多，結構復雜，發動機體積大，而且在高速運轉下還容易產生噪聲，而采用頂置式凸輪軸則可以改變這種現象。所以，現代轎車發動機一般都采用了頂置式凸輪軸。
轎車發動機按照頂置凸輪軸的數目，分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)。采用單頂置凸輪軸(SOHC)布置時，發動機的進、排氣門就用同一個凸輪軸上的不同的凸輪來確定進、排氣門的開啟與關閉定時。采用雙頂置凸輪軸(DOHC)布置時，發動機的進、排氣門用二根不同的凸輪軸驅動進、排氣門的開啟與關閉定時，由各自凸輪軸上的凸輪來確定。采用單頂置凸輪軸，發動機缸蓋布置更為緊湊，發動機自身重量輕、零件數量減少。采用雙頂置凸輪軸，會減少發動機缸蓋的布置空間，使傳動系統復雜，增加發動機自身的重量，增加發動機零件的數量，增加發動機的制造成本。
眾所周知，發動機在不同的轉速、負荷條件下，為了達到發動機的某一優化的性能或排放指標，對進氣定時和排氣定時有不同的最佳值。傳統發動機的氣門定時不能隨發動機轉速和負荷的變化而變化。為了克服這個問題，近年引入了可變氣門定時技術。具體地說，就是在凸輪軸上安裝凸輪相位驅動機構，使凸輪軸能根據發動機電子控制系統的指令相對于曲軸上止點位置轉動一個角度。
在單頂置凸輪軸發動機上采用可變氣門定時技術，盡管凸輪軸可以相對于曲軸位置而變化，但進氣定時和排氣定時的相對位置是固定的，這不利于最充分地優化發動機的性能和排放。
在雙頂置凸輪軸發動機上采用可變氣門定時技術，則可以實現凸輪軸相對于曲軸位置的變化，及進氣與排氣定時的相對位置變化。但前述的雙頂置凸輪軸的缺點也就不可避免。

發明內容
本發明是為了克服上述的技術缺陷，而提供一種能夠使發動機在變化的負荷下，進、排氣門分別獲得最佳的配氣相位角，改善發動機性能，同時增大布置空間，減輕發動機自重的發動機凸輪軸。
本發明的技術方案如下一種發動機凸輪軸，包括軸體以及分布固連在軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪，其特征在于固連在同一軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪能夠發生相對運動。
所述軸體由外軸與內軸組合而成；外軸呈管狀且軸壁上設有槽孔，外軸內腔中設置有與其同軸的內軸，內軸與外軸上分別均固連著進氣凸輪或排氣凸輪；內軸上固連著的凸輪固連位置位于外軸上的槽孔處。
同現有技術中內燃機采用的單凸輪軸和雙凸輪軸比較，本發明將二者的積極效果能夠融于一體，又能克服原有的技術所存在缺陷，即一方面減輕發動機的重量，將發動機的結構變得更加緊湊，增大了發動機周圍的布置空間；另一方面能夠使進氣凸輪軸和排氣凸輪軸之間實現相對運動，這就是說當發動機工況發生變化時，可以通過控制機構來帶動進、排氣凸輪的配氣相位發生變化，使進、排氣門分別達到最佳的進氣提前和排氣遲閉角度，使發動機的整機性能得到進一步的優化。所以本發明能夠使發動機的中、低速扭矩與最大功率輸出得以兼顧，減小磨擦損失，降低油耗，降低發動機燃燒室內有害物質的形成，減小整個發動機的質量，從而降低整車的質量，從而提高車輛的動態駕駛性能。


圖1是本發明組合式凸輪軸的縱向截面圖。
圖2是按照圖1的A-A剖視圖。
圖3是本發明驅動系統結構示意圖。
圖中1為軸體；2為進氣凸輪；3為排氣凸輪；4為內軸；5為外軸；6為弧形墊塊；7為銷鍵；8為槽孔；20凸輪相位驅動機構；21凸輪相位驅動機構；22為盤輪；23為活塞。
具體實施例方式
以下通過具體實施方式
并結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所述的發動機凸輪軸，包括軸體1以及分布固連在軸體1上的進氣凸輪2和排氣凸輪3，所述軸體1設計成這樣軸體1由相互套裝在一起的內軸4和外軸5構成；進氣凸輪2固連在內軸4上，排氣凸輪3固連在外軸5上，通過驅動機構，可以使內軸4與外軸5的發生相對轉動，從而帶動進氣凸輪2與排氣凸輪3發生相對運動，達到最佳得配氣相位。
該組合式軸體1具有與單頂置凸輪軸同樣的安裝布置方式，但是可以實現更加優于單頂置凸輪軸的技術效果，因為該組合式軸體1由外軸5與內軸6相互套裝在一起組成；外軸5上設有槽孔8，外軸5上的槽孔8寬度小于外軸5徑向圓心角90度的圓弧，外軸5上的槽孔8長度小于兩倍的凸輪厚度，槽孔8內設有弧形墊塊6，外軸5整體呈管狀；內軸4通過弧形墊塊6與凸輪3相連，內軸4和弧形墊塊6上均設有鍵槽，內軸4與弧形滑塊6通過鍵連接在一起。凸輪2與弧形墊塊6的結合可以是過盈結合，高溫燒結(如激光焊接)或兩者同時采用。
圖3是可以實現進氣凸輪和排氣凸輪相對運動的實施方法之一進、排氣凸輪分別固連在兩個相互套裝在一起的軸上。在軸的兩端分別裝有凸輪相位驅動機構。發動機曲軸通過傳動系統驅動盤輪22，從而驅動與盤輪22相連的凸輪軸。當發動機的配氣相位需要根據發動機的工作狀態作調整時，發動機電子控制系統就通過凸輪相位驅動機構20使凸輪軸外軸相對于盤輪22旋轉一個角度，從而改變排氣凸輪的相位。同樣的原理，通過凸輪相位驅動機構21，使凸輪軸內軸相對于盤輪22旋轉一個角度，從而改變進氣凸輪的相位。在此實例中，相位驅動機構是通過電磁機械力的原理來實現的，當然也可以通過液壓平衡的原理來實現。通過分別調節內軸4與外軸5，內軸4與外軸5發生相對轉動，從而帶動進、排氣凸輪的配氣相位發生變化，使進、排氣門分別達到最佳的進氣提前和排氣遲閉角度，使可變氣門正時按照負荷的變化控制氣門進、排氣定時。
權利要求
1.一種發動機凸輪軸，包括軸體以及分布固連在軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪，其特征在于固連在在同一軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪能夠發生相對運動。
2.根據權利要求1所述的發動機凸輪軸，其特征在于軸體由外軸與內軸組合而成；外軸呈管狀且軸壁上設有槽孔，外軸內腔中設置有與其同軸的內軸，內軸與外軸上分別均固連著進氣凸輪或排氣凸輪；內軸上固連著的凸輪固連位置位于外軸上的槽孔處。
3.根據權利要求2所述的發動機凸輪軸，其特征在于槽孔對應的內軸處設有一弧形墊塊，弧形墊塊內圓周面與內軸外壁相連，弧形墊塊外圓周面與凸輪軸的內腔壁連接。
4.根據權利要求3所述的發動機凸輪軸，其特征在于弧形墊塊的內圓周面與內軸外壁通過鍵和鍵槽連接。
5.根據權利要求2或3或4所述的發動機凸輪軸，其特征在于進氣凸輪均固連在外軸上，排氣凸輪均固連在內軸上。
6..根據權利要求2或3或4所述的發動機凸輪軸，其特征在于所述外軸槽孔周向寬度所對應的圓心角小于90度。
7.根據權利要求3所述的一種發動機凸輪軸，其特征在于所述弧形墊塊與凸輪為緊固連接。
全文摘要
本發明屬于發動機配氣機構，提供一種發動機凸輪軸，包括軸體以及分布固連在軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪，其特征在于固連在同一軸體上的進氣凸輪與排氣凸輪能夠發生相對運動。本發明為了克服上述的技術缺陷，所提供的一種組合式凸輪軸，能夠使發動機在變化的負荷下，進、排氣門分別獲得最佳的配氣相位角，改善發動機性能，增大布置空間，減輕發動機自重的發動機等等。同時還能夠使發動機的動力輸出順暢平滑，減少油耗；可以減少整個系統的質量，提高了傳動效率，提高發動機在所有轉速范圍內的動力性、燃油經濟性，降低尾氣的排放，從而提高了發動機的整機性能。
文檔編號F01L1/047GK1789674SQ20041006605
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優先權日2004年12月15日
發明者辛軍 申請人:奇瑞汽車有限公司