專利名稱：內燃發(fā)動機的凸輪軸總成及凸輪軸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
內燃發(fā)動機的凸輪軸總成及凸輪軸系統(tǒng)
技術領域：
本實用新型涉及內燃發(fā)動機內運轉汽缸進氣提升閥和排氣提升閥的凸輪軸總成
及系統(tǒng)。背景技術：
當代的內燃發(fā)動機通常包括多個凸輪軸。例如，使用頂置凸輪軸的V型發(fā)動機經(jīng) 常包括多至四個這樣的凸輪軸。不必說，提供多個凸輪軸要求在傳統(tǒng)的發(fā)動機中較多的機 加工，因為這些凸輪軸通常安裝在鑄造在發(fā)動機汽缸蓋內的塔上，每個塔首先被機加工以 接受獨立制造的蓋。該蓋應用于塔，并且該塔和蓋總成被鉆孔以允許安裝凸輪軸。這種軸 承塔的可移除蓋通常通過機械螺栓固定在適當?shù)奈恢?，該機械螺栓必須適當?shù)匦o以為凸 輪軸提供足夠的軸承表面。而且，鑄造工藝期間朝向過度的塔多孔性的傾向使得難于鑄造 帶有集成的塔的汽缸蓋。另一個問題在于螺栓連接上的蓋子傾向于扭曲凸輪軸安裝孔，導 致過度摩擦并且在一些情況下導致發(fā)動機機油壓力過早地損失。 因此需要提供一種在總成內具有完全整體化的一體式軸承，包括凸輪軸，其可在 發(fā)動機制造過程期間螺栓連接至汽缸蓋。

實用新型內容
本實用新型的目的包括提供一種在總成內具有完全整體化的一體式軸承總成及 系統(tǒng)。 根據(jù)本實用新型一個方面，提供一種內燃發(fā)動機的凸輪軸總成，包含圓柱狀軸、 鎖緊在所述圓柱狀軸上的多個凸輪凸角及配置有一體式孔的多個軸承，所述多個軸承與所 述圓柱狀軸接合，所述多個軸承中的至少一個在所述多個凸輪凸角中的一個或多個附近固 定在所述圓柱狀軸上。 根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供一種內燃發(fā)動機的凸輪軸系統(tǒng)，包含具有外 徑一致的圓柱狀外表面的軸、軸向地和可旋轉地鎖緊在所述軸的圓柱狀外表面上的多個凸 輪凸角，以及多個軸安裝軸承，所述多個軸安裝軸承中的每一個均配置為具有直接與所述 軸的圓柱狀外表面接合的孔的一體式塔，所述多個軸安裝軸承在所述多個凸輪凸角中的一 個或多個附近固定在所述軸上。 該固定相當于將軸承捕捉在圓柱狀軸上，因為該凸輪凸角可旋轉地鎖定，但更重 要的是軸向鎖定在該圓柱狀軸上。 該圓柱狀軸具有外徑一致的圓柱狀外表面。驅動元件，例如鏈輪或適合通過織物 加強帶驅動的帶齒滑輪連接至圓柱狀軸的一端。 多個凸輪凸角可通過該凸輪軸上的多個局部粗糙區(qū)域鎖緊至圓柱狀軸，接著將每 個凸輪凸角壓至局部粗糙區(qū)域上。可替代地，可通過焊接或利用圓柱狀軸的低溫收縮將該 凸輪凸角鎖緊至圓柱狀軸。如果采用低溫裝配工藝，該圓柱狀軸將被冷卻并且減小到足夠 允許定位凸輪凸角的直徑，接著允許充分加熱該圓柱狀軸以將凸輪凸角鎖緊在適當位置。[0010] 所述凸輪軸總成還可包含延伸穿過成型在所述多個軸承內的第二組一體式孔的
第二圓柱狀軸，所述第二圓柱狀軸具有多個鎖緊至其上的凸輪凸角。 依照本實用新型的凸輪軸總成及系統(tǒng)的一個優(yōu)點在于，相較于傳統(tǒng)的頂置凸輪軸
系統(tǒng)可簡化頂置凸輪軸汽缸蓋的加工和構造并且能夠以降低的成本實施。 依照本實用新型的凸輪軸總成及系統(tǒng)的另一個優(yōu)點在于，凸輪軸以較低的轉動摩擦運轉，從而消耗更少的發(fā)動機能量。 依照本實用新型的凸輪軸總成及系統(tǒng)的又一個優(yōu)點在于，有助于發(fā)動機的維修變得容易，因為過度磨損的凸輪軸和軸承單元可能會螺栓松開并且作為一個整體從汽缸蓋上升起，然而對于原位鑄造(cast-in-place)的凸輪軸塔，通常不可能維修塔因為未采用軸承插入件，并且結果是過度磨損的基材孔會要求替換汽缸蓋。 通過閱讀本實用新型的說明書，本實用新型的其它優(yōu)點以及特征將變得明晰可見。


圖1為依照本實用新型的一個方面的凸輪軸系統(tǒng)的立體圖。[0016] 圖2為在圖1中所示的凸輪軸系統(tǒng)的一部分的立體圖。[0017] 圖3與圖2類似，但是顯示了具有焊接的凸輪凸角的凸輪軸。[0018] 圖4為依照本實用新型的一個方面的雙頂置凸輪軸裝置的平面圖。
具體實施方式
如圖l所示，凸輪軸系統(tǒng)IO包括圓柱狀軸12。軸12具有總體上圓柱狀外表面，該外表面具有總體上一致的外徑40。軸12的外徑優(yōu)選地為一致的因為這允許多種組件在凸輪軸系統(tǒng)10的制造期間與軸12可滑動地接合。 一致的外徑是更為重要的，因為每個軸承32(顯示了兩個，即32A和32B)必須具有一定大小以允許僅在軸12上滑動，因為如下所述由于孔為一體式的導致該軸承沒有用于開啟軸承孔的蓋。 凸輪軸系統(tǒng)10具有多個凸輪凸角16，其機械地、通過焊接或通過低溫粘接鎖緊在圓柱狀軸12上。圖1和圖2顯示了通過局部粗糙部機械地連接至圓柱狀軸12上的凸輪凸角16。因此，特別是如圖2所示，多個鋸齒20形成在貫通凸輪凸角16的孔的內徑上并且多個鋸齒24形成在軸12的外徑上。在鄰近的軸承32中一個已經(jīng)移動至軸12上之后，位于軸12的中部內的鋸齒24應用至軸12。返回至圖l，可以看出地是凸輪凸角16A可首先應用至圓柱狀軸12，隨后可滑動地接合軸承32A或將軸承32A放置在軸12上，接著使軸12的第二保持部分局部粗糙化，以便于允許凸角16B被壓在軸12上的適當位置。隨后，軸承32B能夠可滑動地與軸12接合，接著使軸12局部粗糙化以允許鏈輪28被壓在軸12上，其結果是鏈輪28以及凸輪凸角16A和凸輪凸角16B全部可旋轉地和軸向地鎖緊在軸12上。然而，軸承32A和32B將沿軸12的一部分自由滑動至適當?shù)奈恢糜糜谕ㄟ^緊固件48將每個軸承螺栓連接至汽缸蓋(未顯示)上的適當位置。每個軸承32在軸12上可滑動移動的區(qū)域受到凸輪凸角16的放置或鏈輪28與凸輪凸角16中的一個相結合的放置的限制。[0021] 如圖1中進一步所示，每個軸承32均包括塔部36和基部44。每個基部44接合發(fā)動機的汽缸蓋(未顯示)并且允許軸承32A或32B穩(wěn)固地安裝至汽缸蓋。另外，本領域技
4術人員應該明白地是根據(jù)本實用新型公開，可選擇與任何特殊的凸輪軸裝置共同使用的凸 輪凸角和軸承的數(shù)目以便以充分穩(wěn)健的方式支撐的功能性凸輪軸來執(zhí)行預想的功能。 在需要以低溫技術裝配所示的凸輪軸系統(tǒng)的情況下，可首先例如通過浸沒在液態(tài) 氮中將軸12降至非常低的溫度，接著滑動地接合多種組件，即凸輪凸角16和軸承32，接著 將凸輪凸角16調節(jié)至合適的軸向和旋轉位置，接著允許充分加熱低溫收縮的圓柱狀軸12 以便在所需的方向上鎖緊凸輪凸角16。如另一個可替代例子，如圖3所示，凸輪凸角16可 焊接至軸12。焊接26顯示為將凸角16固定至軸12。 圖4說明了依照本實用新型的實施例，其中分別具有凸輪凸角54和58的兩個凸 輪軸52和56通過軸承60連接至汽缸蓋64。每個軸承60具有兩個孔62，其以軸承32的 方式作用以允許凸輪軸52和56旋轉。通過緊固件68將軸承60螺栓連接至汽缸蓋64。 已經(jīng)根據(jù)專利法相關要求描述了本實用新型，因此所述描述本質上僅作為示例性 而非限制。對本實用新型公開的實施例的多種改變和修改對于本領域技術人員會變得顯而 易見并且落入本實用新型的范圍內。因此，本實用新型的法律保護范圍僅能夠通過研究本 申請的權利要求確定。
權利要求一種內燃發(fā)動機的凸輪軸總成，其特征在于，包含圓柱狀軸；鎖緊在所述圓柱狀軸上的多個凸輪凸角；及配置有一體式孔的多個軸承，所述多個軸承與所述圓柱狀軸接合，所述多個軸承中的至少一個在所述多個凸輪凸角中的一個或多個附近固定在所述圓柱狀軸上的。
2. 如權利要求1所述的凸輪軸總成，其特征在于，所述圓柱狀軸具有外徑一致的圓柱狀外表面。
3. 如權利要求1所述的凸輪軸總成，其特征在于，所述多個凸輪凸角可旋轉地和軸向地鎖緊在所述圓柱狀軸上。
4. 如權利要求1所述的凸輪軸總成，其特征在于，進一步包含連接至所述圓柱狀軸的一端的驅動元件。
5. 如權利要求l所述的凸輪軸總成，其特征在于，所述多個凸輪凸角通過多個局部粗糙區(qū)域鎖緊至所述圓柱狀軸。
6. 如權利要求1所述的凸輪軸總成，其特征在于，進一步包含延伸穿過成型在所述多個軸承內的第二組一體式孔的第二圓柱狀軸，所述第二圓柱狀軸具有多個鎖緊至其上的凸輪凸角。
7. 如權利要求1所述的凸輪軸總成，其特征在于，進一步包含汽缸蓋，所述多個軸承安裝至所述汽缸蓋。
8. —種內燃發(fā)動機的凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，包含具有外徑一致的圓柱狀外表面的軸；軸向地和可旋轉地鎖緊在所述軸的圓柱狀外表面上的多個凸輪凸角；及多個軸安裝軸承，所述多個軸安裝軸承中的每一個均配置為具有直接與所述軸的圓柱狀外表面接合的孔的一體式塔，所述多個軸安裝軸承在所述多個凸輪凸角中的一個或多個附近固定在所述軸上。
9. 如權利要求8所述的凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個凸輪凸角中的至少一個通過焊接鎖緊至所述軸的圓柱狀外表面。
10. 如權利要求8所述的凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個凸輪凸角中的至少一個通過機械接合鎖緊至所述軸的圓柱狀外表面。
11. 如權利要求8所述的凸輪軸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個軸安裝軸承中的至少一個包含適合連接至發(fā)動機汽缸蓋的塔。
專利摘要本實用新型公開一種內燃發(fā)動機的凸輪軸總成及凸輪軸系統(tǒng)。該凸輪軸總成包含圓柱狀軸、鎖緊在圓柱狀軸上的多個凸輪凸角以及多個軸承，該軸承配置有一體式孔并且與圓柱狀軸接合，軸承在多個凸輪凸角中的一個或多個附近固定在所述軸上的。本實用新型的凸輪軸總成以及凸輪軸系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的頂置凸輪軸系統(tǒng)可簡化頂置凸輪軸汽缸蓋的加工和構造并且能夠降低制造成本。
文檔編號F01L1/047GK201546769SQ20092017481
公開日2010年8月11日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月10日
發(fā)明者達雷爾·查爾斯·德勞伊拉德 申請人:福特環(huán)球技術公司