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一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪的制作方法

文檔序號(hào):12585443閱讀:1950來(lái)源:國(guó)知局
一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪的制作方法與工藝

本實(shí)用新型涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪。



背景技術(shù):

平面挺柱與凸輪表面的接觸系理論上為高速滑動(dòng)的線接觸,為保證導(dǎo)向面能獲得良好的潤(rùn)滑和耐磨,與凸輪接觸的挺柱工作底面,設(shè)計(jì)成半徑很大的的球面,實(shí)際工況中由于凸輪及挺柱的材料會(huì)發(fā)生輕微的彈性形變,進(jìn)而形成面接觸。圖1所示,挺柱頂端凹槽為半徑為SR的偏心圓,偏心圓的圓心與挺柱軸線間的偏心距為R,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),由于加工誤差以及凸輪軸的變形,在推桿的作用力下,挺柱底面與凸輪輪廓形的母線之間會(huì)有歪斜,其工作狀態(tài)如圖2所示。挺柱與凸輪之間的線接觸會(huì)演變?yōu)辄c(diǎn)接觸,此時(shí)局部接觸應(yīng)力將顯著增大,隨著挺柱工作時(shí)的旋轉(zhuǎn),會(huì)加速挺柱的磨損;此外,挺柱與凸輪之間的點(diǎn)接觸還會(huì)進(jìn)一步影響潤(rùn)滑油噴油嘴P噴出的潤(rùn)滑油液對(duì)凸輪與挺柱間的接觸部位進(jìn)行冷卻與潤(rùn)滑,進(jìn)而進(jìn)一步加速凸輪對(duì)挺柱的機(jī)械磨損;在上述因素的作用下,嚴(yán)重時(shí)會(huì)在挺柱的下端面形成圖3所示的凹坑AK,進(jìn)而對(duì)氣門的開度會(huì)造成影響;此外,由于凸輪長(zhǎng)時(shí)間處于惡劣的工作狀態(tài)下,也會(huì)加速凸輪的非正常磨損,縮短凸輪軸的使用壽命。

因此研發(fā)一款柴油機(jī)凸輪軸凸輪以克服上述技術(shù)缺陷成為一種必需。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的是提供一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪,具有一方面方便柴油機(jī)凸輪軸凸輪與挺柱之間持續(xù)保持線接觸,避免發(fā)生尖端磨損;以及另一方面更進(jìn)一步方便從潤(rùn)滑油嘴噴出的潤(rùn)滑油對(duì)凸輪與挺柱間的接觸部位做出充分的潤(rùn)滑和冷卻,進(jìn)而更進(jìn)一步減少挺柱磨損的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):本實(shí)用新型提供一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪,包括凸輪軸和固設(shè)在所述凸輪軸上的凸輪,所述凸輪兩側(cè)的邊緣設(shè)置有C0.2的邊緣倒角;所述凸輪靠近挺柱的一側(cè)在最大行程點(diǎn)處設(shè)置有C3的保護(hù)倒角,所述保護(hù)倒角向所述最大行程點(diǎn)兩側(cè)平滑延伸過(guò)渡為C0.2的邊緣倒角。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述保護(hù)倒角向所述最大行程點(diǎn)兩側(cè)分別平滑偏移20°。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述邊緣倒角和所述保護(hù)倒角的粗糙度均為12.5。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中,固設(shè)在所述凸輪軸上的凸輪的數(shù)量為多個(gè)。

進(jìn)一步的,本實(shí)用新型通過(guò)將保護(hù)倒角向最大行程點(diǎn)兩側(cè)分別平滑偏移20°,有助于達(dá)到在柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),充分避免凸輪與挺柱之間產(chǎn)生點(diǎn)接觸的技術(shù)效果,有效的避免了挺柱下端面的非正常磨損,進(jìn)而更進(jìn)一步延長(zhǎng)了挺柱的使用壽命。

進(jìn)一步的,本實(shí)用新型通過(guò)將邊緣倒角和保護(hù)倒角的粗糙度設(shè)置為12.5,有助于挺柱與凸輪工作面之間形成更充分的潤(rùn)滑與冷卻,更進(jìn)一步降低挺柱與凸輪之間的摩擦力的技術(shù)效果,有助于更進(jìn)一步延長(zhǎng)挺柱的使用壽命。

進(jìn)一步的,本實(shí)用新型通過(guò)在凸輪軸上設(shè)置多個(gè)凸輪,為達(dá)到同時(shí)控制多個(gè)節(jié)氣門交替工作,提供有力的結(jié)構(gòu)支持。

本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型通過(guò)提供一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪有效的解決了凸輪軸上的凸輪與挺柱之間的磨損問(wèn)題,修正后的保護(hù)倒角,能夠與挺柱始終保持線接觸,從噴油嘴處噴出的潤(rùn)滑油能夠經(jīng)保護(hù)倒角處充分進(jìn)入凸輪與挺柱之間的間隙,進(jìn)而更易于形成完整均勻的潤(rùn)滑油膜,及快速帶走凸輪與挺柱之間摩擦產(chǎn)生的熱量,便于對(duì)凸輪與挺柱間的接觸部位實(shí)現(xiàn)更充分的潤(rùn)滑及冷卻,即使在柴油機(jī)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),亦不會(huì)在挺柱下端造成局部磨損,極大的延長(zhǎng)了挺柱的使用壽命,并為柴油機(jī)長(zhǎng)期處于最佳工況,保持最佳的輸出功率提供了有力的結(jié)構(gòu)支持。

附圖說(shuō)明

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中挺柱球窩的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中柴油機(jī)凸輪軸凸輪與挺柱的工作接觸狀態(tài)示意圖;

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中挺柱磨損后的結(jié)構(gòu)剖視圖;

圖4是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中柴油機(jī)凸輪軸凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是圖4中柴油機(jī)凸輪軸凸輪工況下的工作狀態(tài)示意圖;

圖6是圖5中A處放大結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7是改進(jìn)前的凸輪軸凸輪與改進(jìn)后凸輪軸凸輪對(duì)挺柱下端面的磨損狀況對(duì)比圖;

圖8是挺柱在與改進(jìn)后的凸輪軸凸輪發(fā)生磨損后的結(jié)構(gòu)剖視圖;

圖9是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中凸輪的局部結(jié)構(gòu)主視圖。

圖中:

100、凸輪軸;200、凸輪;210、邊緣倒角;220、保護(hù)倒角;300、推桿;400、挺柱;AK、凹坑;P、潤(rùn)滑油噴油嘴;T1、改進(jìn)前的凸輪軸對(duì)挺柱造成的磨損狀態(tài)圖;T2、改進(jìn)后的凸輪軸對(duì)挺柱造成的磨損狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是,本實(shí)用新型下述實(shí)施例中:C0.2指直角邊為45°的0.2mm倒角;C3指直角邊為45°的3mm倒角。

如圖4所示,本實(shí)用新型的一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪包括凸輪軸100和固設(shè)在所述凸輪軸上的凸輪200,所述凸輪兩側(cè)的邊緣設(shè)置有C0.2的邊緣倒角210;所述凸輪靠近挺柱的一側(cè)在最大行程點(diǎn)處設(shè)置有C3的保護(hù)倒角220,所述保護(hù)倒角220向所述最大行程點(diǎn)兩側(cè)平滑延伸過(guò)渡為C0.2的邊緣倒角210。

圖5所示,在柴油機(jī)正常工作情況下,由于加工誤差以及凸輪軸的變形,在推桿300的作用力下,挺柱400的底面與凸輪輪廓形的母線之間會(huì)有歪斜,設(shè)置保護(hù)倒角220后,挺柱400的底面與凸輪輪廓形的母線之間的接觸形式會(huì)變?yōu)榫€接觸,潤(rùn)滑油噴油嘴P面向凸輪與挺柱之間的接觸部位持續(xù)噴射潤(rùn)滑油,具體接觸細(xì)節(jié)如圖6所示;進(jìn)一步的,由于保護(hù)倒角220向最大行程點(diǎn)兩側(cè)平滑延伸過(guò)渡為C0.2的邊緣倒角210,進(jìn)而達(dá)到了即使挺柱400發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)亦能保持線接觸不變的技術(shù)效果;此外,保護(hù)倒角220的設(shè)置有助于取得將潤(rùn)滑油噴油嘴P噴出的潤(rùn)滑油更進(jìn)一步引入凸輪與挺柱之間的間隙,進(jìn)而達(dá)到形成良好潤(rùn)滑油膜及快速帶走凸輪與挺柱接觸部位熱量的技術(shù)效果。本實(shí)用新型通過(guò)上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)有效的遏制了挺柱的端面磨損,圖7所示,改進(jìn)前的凸輪軸在使用一段時(shí)間后挺柱的磨損狀態(tài)圖T1,與改進(jìn)后的凸輪軸處于相同工況下,使用同樣時(shí)間的挺柱磨損狀態(tài)圖T2作為對(duì)比,通過(guò)對(duì)比可清晰比對(duì)出,改進(jìn)后的凸輪軸僅對(duì)挺柱下端面造成輕微的均勻磨損;其中,改進(jìn)后的被輕微磨損的挺柱的結(jié)構(gòu)剖視圖如圖8所示,但改進(jìn)前的凸輪軸對(duì)挺柱造成明顯的摩擦損耗,甚至在挺柱的下端面呈現(xiàn)內(nèi)凹的球形,其磨損狀態(tài)可參見圖3??梢?,采用本實(shí)用新型上述技術(shù)方案能夠大幅降低凸輪軸凸輪對(duì)挺柱造成的機(jī)械磨損,能夠大幅提升挺柱的使用壽命,維持柴油機(jī)的良好工況。

優(yōu)選地,如圖9所示,所述保護(hù)倒角220向所述最大行程點(diǎn)兩側(cè)分別平滑偏移20°。本實(shí)用新型通過(guò)將保護(hù)倒角向最大行程點(diǎn)兩側(cè)分別平滑偏移20°,有助于達(dá)到在柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),充分避免凸輪與挺柱之間產(chǎn)生點(diǎn)接觸的技術(shù)效果,有效的避免了挺柱下端面的非正常磨損,挺柱和凸輪之間的工作面也得到充分潤(rùn)滑,進(jìn)而更進(jìn)一步延長(zhǎng)了挺柱的使用壽命。偏移角度過(guò)大易削弱凸輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,偏移角度過(guò)小不能達(dá)到充分抑制挺柱端面磨損的技術(shù)效果,經(jīng)多年實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié),保護(hù)倒角220向所述最大行程點(diǎn)兩側(cè)分別平滑偏移20°為最佳的結(jié)構(gòu)形式,能夠取得最佳的保護(hù)挺柱的技術(shù)效果,易于形成更為穩(wěn)定的線接觸運(yùn)動(dòng)副。

優(yōu)選地,所述邊緣倒角和所述保護(hù)倒角的粗糙度均為12.5。本實(shí)用新型通過(guò)將邊緣倒角和保護(hù)倒角的粗糙度設(shè)置為12.5,有助于達(dá)到易于形成厚度均勻的油膜,更進(jìn)一步降低挺柱與凸輪之間的摩擦力的技術(shù)效果,有助于更進(jìn)一步延長(zhǎng)挺柱的使用壽命。

優(yōu)選地,固設(shè)在所述凸輪軸上的凸輪的數(shù)量為多個(gè)。本實(shí)用新型通過(guò)在凸輪軸上設(shè)置多個(gè)凸輪,為達(dá)到同時(shí)控制多個(gè)節(jié)氣門交替工作,提供有力的結(jié)構(gòu)支持。

需要說(shuō)明的是,對(duì)于采用凸輪與凸輪軸分體式結(jié)構(gòu)的凸輪軸,可以優(yōu)選在凸輪的兩側(cè)均設(shè)置保護(hù)倒角,進(jìn)而達(dá)到凸輪一端磨損時(shí)通過(guò)將凸輪換面裝配而達(dá)到進(jìn)一步延長(zhǎng)凸輪使用壽命的技術(shù)效果。因此在凸輪兩側(cè)均設(shè)置保護(hù)倒角的結(jié)構(gòu)也應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外,本實(shí)施例中凸輪與凸輪軸之間的連接關(guān)系不限于一體式結(jié)構(gòu)還是分體式結(jié)構(gòu),這一區(qū)別并非本實(shí)用新型的主要發(fā)明點(diǎn),本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)于上述兩種不同的連接結(jié)構(gòu)均能適用,因此,在一體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)的凸輪軸上應(yīng)用本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)用新型通過(guò)提供一種柴油機(jī)凸輪軸凸輪有效的解決了凸輪軸上的凸輪與挺柱之間的磨損問(wèn)題,修正后的保護(hù)倒角,能夠與挺柱始終保持線接觸,從噴油嘴處噴出的潤(rùn)滑油能夠經(jīng)保護(hù)倒角處充分進(jìn)入凸輪與挺柱之間的間隙,進(jìn)而更易于形成完整均勻的潤(rùn)滑油膜,及快速帶走凸輪與挺柱之間摩擦產(chǎn)生的熱量,便于對(duì)凸輪與挺柱間的接觸部位實(shí)現(xiàn)更充分的潤(rùn)滑及冷卻,即使在柴油機(jī)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),亦不會(huì)在挺柱下端造成局部磨損,極大的延長(zhǎng)了挺柱的使用壽命,并為柴油機(jī)長(zhǎng)期處于最佳工況,保持最佳的輸出功率提供了有力的結(jié)構(gòu)支持。

本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式,任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品,但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化,凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案,均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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