[发明专利]发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机领域，具体涉及一种发动机及其凸轮轴、凸轮轴的制造方法。

背景技术

发动机的配气机构负责向气缸提供汽油燃烧做功所必须的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出。

凸轮轴是配气结构的关键部件，发动机上配备有进气凸轮轴和排气凸轮轴，每一凸轮轴都具有芯轴和套设于芯轴上的凸轮，芯轴与发动机曲轴通过链条或皮带传动连接，芯轴与凸轮同步转动。其中，进气凸轮轴的凸轮用于驱动发动机的进气门进行开闭，排气凸轮轴的凸轮则用于驱动发动机的排气门进行开闭。

现有发动机中，组装式凸轮轴的凸轮与芯轴通过花键连接。虽然花键连接可以保证凸轮角位置的精度，但是仍旧存在下列缺点：

第一，为了在凸轮的内周面、芯轴的外周面形成花键，零件的结构复杂。并且，需要用专用设备来加工形成花键，且需要经过渗碳处理来保证零件的性能，制造工艺复杂、耗时长、成本高。

第二，凸轮的轴向尺寸较大，一般采用铸造工艺来形成，成本较高。

第三，花键连接所能传递的扭矩有限。

发明内容

本发明解决的问题是现有凸轮轴的结构复杂、制造工艺复杂、耗时长、成本高，且传递扭矩有限。

为解决上述问题，本发明提供一种凸轮轴，包括：芯轴，具有轴向的孔，所述芯轴具有配合段，所述配合段在任意一个轴向位置的横截面的外周均为多边形；第一凸轮、第二凸轮，所述第一凸轮、第二凸轮分别套设于所述芯 轴的配合段且沿轴向间隔设置，所述第一凸轮、第二凸轮的内周面的横截面为多边形，所述配合段沿轴向至少从所述第一凸轮延伸至所述第二凸轮。

可选的，所述多边形中相邻的两条边之间通过圆弧过渡。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互分离。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分分别套设在所述芯轴，且在轴向、径向和周向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面且相互接触。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。

可选的，所述第一凸轮、第二凸轮的至少之一包括沿轴向排布的第一部分和第二部分；所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

可选的，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。

可选的，所述第一部分、第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于arctan0.1。

本发明还提供一种发动机，包括：第一气门；第二气门；上述任一项所 述的凸轮轴，所述第一凸轮用于驱动所述第一气门但不驱动所述第二气门，所述第二凸轮用于驱动所述第二气门但不驱动所述第一气门。

本发明还提供一种凸轮轴，包括：芯轴；凸轮，套设于所述芯轴，所述凸轮包括沿轴向排布的第一部分和第二部分，所述第一部分、第二部分分别套设于所述芯轴，且在轴向、径向和轴向均固定于所述芯轴；所述第一部分具有第一轴向端面，所述第二部分具有第二轴向端面，所述第一轴向端面和所述第二轴向端面面对面。

可选的，所述第一部分具有用于发动机制动的凸轮轮廓，所述第二部分具有用于发动机常规工作的凸轮轮廓。

可选的，除轴向厚度之外，所述第一部分、第二部分的形状相同。

可选的，所述第一部分、第二部分的形状完全相同。

可选的，沿轴向朝向所述第二部分的方向，所述第一部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，沿轴向朝向所述第一部分的方向，所述第二部分的内周面的横截面的尺寸呈减小趋势。

可选的，所述第一部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第一部分与所述芯轴之间的自锁角，所述第二部分的内周面相对于中心轴线之间的倾斜角大于所述第二部分与所述芯轴之间的自锁角。