[发明专利]一种多功能配气机构试验台的凸轮轴布置结构

说明书

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种多功能配气机构试验台的凸轮轴布置结构。

背景技术

配气机构是发动机的重要组成部分，其设计优良与否直接影响发动机的性能指标。因此，在发动机预研或样机阶段，建立一个能够开展配气机构摩擦磨损、刚度测量、应力测试及运动学、动力学仿真验证等多功能配气机构试验台是非常重要的。

作为发动机配气机构的主要驱动零件，凸轮轴的布置设计非常重要。通常地，配气机构试验台架所用凸轮轴一般采用整机凸轮轴结构，布置方式也沿用整机凸轮轴布置方式。这样，一方面，加大了试验台架的复杂程度；另一方面，凸轮一旦磨损，整个凸轮轴报废，随之面临凸轮轴加工周期长、成本高等问题。因此，设计一种简捷、高效及可靠的凸轮轴布置结构是非常必要的。

发明内容

本发明就是为了解决配气机构试验台架采用整机凸轮轴结构时，试验台架的复杂程度过大，凸轮轴加工周期长、成本高等问题。

本发明的技术方案：

一种多功能配气机构试验台的凸轮轴布置结构，主要包括凸轮轴支撑模块、凸轮模块、传动模块，传动联接轴、滚动轴承、后止推轴承套、前止推轴承套、密封环、支撑箱体等零件，其中，由支撑模块、凸轮模块和传动模块，组成凸轮轴；凸轮模块，分别与支撑模块和传动模块间，以精密螺纹的形式连接，拧紧力矩一定，螺纹旋合方向需与凸轮轴旋转方向一致；

为凸轮轴提供支撑的两个滚动轴承，位于凸轮轴两端，两端各一个；共同控制凸轮轴轴向窜动量的后止推轴承套和前止推轴承套，分别与各自一侧的滚动轴承匹配连接；

凸轮轴的传动模块与传动联接轴连接；起密封作用的密封环，以嵌套的形式位于传动联接轴端部外侧；

凸轮轴的支撑模块上设有后止推轴承套，传动联接轴上设有前止推轴承套；凸轮轴的支撑模块和传动联接轴，分别与各自一侧的滚动轴承内圈端面匹配连接；固定在支撑箱体上的后止推轴承套和前止推轴承套，分别与各自一侧的滚动轴承外圈端面匹配连接；

滚动轴承圆柱滚子的润滑方式，为采用专用润滑油脂；凸轮与从动件的润滑方式，为采用喷嘴飞溅润滑；前止推轴承套内腔，设有用于凸轮轴前端端部密封的密封槽，并与密封环配合连接。

本发明的有益效果：

1.凸轮轴采用模块组合式，加工周期短：整体式凸轮轴结构，轴向尺寸大，凸轮、支撑轴颈、前端传动、止推及润滑油道等特征均集成分布，加工难度大，甚至需要选配多种特殊工装和特殊设备才能完成，工序复杂，周期长；模块组合式方案首先将凸轮轴分解为前端传动、中间凸轮和后端支撑3个结构简单的模块，各模块单独加工，然后通过特殊的连接方式进行模块间装配组合，完成成品凸轮轴，加工周期大大缩短；

2.各模块材料可自由选配：整体式凸轮轴选材一般以凸轮为主导进行考虑，凸轮材料一旦选定，凸轮轴整体材料确定，无法进行不同部位的材料选配，甚至热处理方式也将受到限制，造成不必要的浪费；组合式凸轮轴各模块独立设计，材料和热处理方式可自由选配，进一步优化了凸轮轴设计；

3.再利用率高，节约成本：凸轮轴是发动机的易损件，因此，整体式凸轮轴一旦出现一个凸轮磨损，整个凸轮轴报废，造成能源和资源的巨大浪费；组合式凸轮轴可实现任一模块的替换，再利用率高，节约了成本；

4.支撑、止推、润滑及密封方式简捷：滑动轴承支撑润滑方式复杂，配合间隙要求严格，且成本高；通过承载负荷计算，本结构采用能够承受一定冲击载荷的滚动轴承进行支撑，传动效率高，发热少，润滑剂消耗少，且易替换；两端滚动轴承分别匹配前后止推轴承套来控制凸轮轴轴向窜动，止推方式简捷；滚动轴承采用专业油脂实现滚子润滑，凸轮-从动件采用喷嘴飞溅润滑；前端传动端密封采用前止推轴承套内镶密封环以实现腔体端部密封。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图各标记分别表示。

1-凸轮轴支撑模块

2-凸轮模块

3-传动模块

4-传动联接轴

5-滚动轴承

6-后止推轴承套

7-前止推轴承套

8-密封环

9-支撑箱体。

具体实施方式