CN101832159B - 同心凸轮轴及组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及同心凸轮轴及组装方法。具体地，提供了一种组装凸轮轴的方法，其可包括将凸轮的第一凸角构件定位在第一轴上并且将锁定销***到第一凸角构件中的第一孔和第一轴中的第二孔内。锁定销可包括延伸进入锁定销第一端的第一凹部，该第一凹部限定了第一环状壁。可对第一保持构件施力使其进入第一凹部。该施力可使环状壁沿径向向外的方向移位并形成与第一孔的摩擦接合。

Description

同心凸轮轴及组装方法
技术领域
本公开涉及发动机凸轮轴组件。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
发动机典型地包括凸轮轴以致动进气门和排气门。某些凸轮轴是在例如进气凸角和排气凸角之间提供了相对转动的同心凸轮轴。进气凸角可固定至外轴以便与该轴共同旋转，排气凸角可以被可旋转地支撑在该轴上。替代性地，排气凸角可固定至外轴以便与该轴共同旋转，进气凸角可以被可旋转地支撑在该轴上。在任意的布置中，可利用紧固件将可旋转地支撑在外轴上的凸角旋转地固定至内轴。这些紧固件的***在组装期间可以向凸轮轴施加径向载荷。
发明内容
本部分提供了本公开的一般性概述，而不是其全部范围或全部特征的全面描述。
组装凸轮轴的方法可包括将凸轮的第一凸角构件定位在第一轴上并且将锁定销***到第一凸角构件中的第一孔和第一轴中的第二孔内。锁定销可包括延伸进入其第一端中的第一凹部，该第一凹部限定了第一环状壁。可对第一保持构件施力使其进入第一凹部。该施力可使环状壁沿径向向外的方向移位并形成与第一孔的摩擦接合。
该方法还可包括对第二保持构件施力使其进入第二凹部，该第二凹部定位在锁定销的第二端内，该第二端与第一端大致相对。第一保持构件可在第二保持构件被施力以进入第二凹部的同时被施力以进入第一凹部。
凸轮轴组件可包括第一轴、第一凸角构件和锁定销，其中，第一轴包括第一径向孔，第一凸角构件定位在第一轴上并且包括与第一径向孔对准的第二径向孔，锁定销定位在第一径向孔和第二径向孔内。锁定销可包括大体上彼此相对的第一纵向端和第二纵向端。第一纵向端可包括在其中轴向延伸的第一凹部以及定位在第一凹部内的第一保持构件。第一保持构件可将由第一凹部限定的环状壁沿径向向外的方向偏压，形成与第二径向孔的第一部分的摩擦接合。
本发明还提供了以下技术方案：
方案1：一种方法，所述方法包括：
将凸轮轴组件的第一凸角构件定位在所述凸轮轴组件的第一轴上：
将锁定销***到所述第一凸角构件中的第一孔和所述第一轴的第二孔内，所述锁定销具有延伸进入锁定销第一端的第一凹部，所述第一凹部限定了环状壁；以及
对第一保持构件施力使其进入所述第一凹部，所述施力使所述环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的摩擦接合。
方案2：如方案1所述的方法，其特征在于，还包括对第二保持构件施力使其进入第二凹部，所述第二凹部定位在所述锁定销的第二端内，所述第二端与所述第一端大致相对。
方案3：如方案2所述的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力与所述对第二保持构件施力是同时进行的。
方案4：如方案3所述的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力会在所述凸轮轴组件上施加第一径向力，所述对第二保持构件施力会在所述凸轮轴组件上施加第二径向力，所述第二径向力与所述第一径向力近似相等且方向相反。
方案5：如方案2所述的方法，其特征在于，所述锁定销包括轴向定位在所述第一端和所述第二端之间的实心区域。
方案6：如方案1所述的方法，其特征在于，在所述施力之后，所述第一保持构件保持在所述第一凹部内。
方案7：如方案1所述的方法，其特征在于，所述第一保持构件包括大致球形的构件。
方案8：如方案1所述的方法，其特征在于，所述施力使所述环状壁移位，形成与所述第二孔的接合。
方案9：如方案1所述的方法，其特征在于，所述凸轮轴组件包括第二轴，所述第一轴限定轴向孔并且所述第二轴定位在所述轴向孔内，所述第一凸角构件可旋转地置于所述第一轴的径向外表面上，并且通过所述锁定销和所述第二轴之间的接合被固定以便与所述第二轴共同旋转。
方案10：如方案1所述的方法，其特征在于，在所述施力之前，所述第一凹部的内径小于所述第一保持构件的直径。
方案11：如方案1所述的方法，其特征在于，所述第一凹部的端部形成所述第一保持构件的轴向端部止动件。
方案12：一种方法，所述方法包括：
将凸轮轴组件的第一凸角构件定位在所述凸轮轴组件的第一轴上；
将锁定销***到所述第一凸角构件中的第一孔和所述第一轴中的第二孔内，所述锁定销具有延伸进入锁定销第一端的第一凹部和延伸进入锁定销第二端的第二凹部，所述第二端与所述第一端大致相对；
沿第一方向对第一保持构件施力使其进入所述第一凹部，所述施力使由所述第一凹部限定的第一环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的第一部分的摩擦接合；以及
沿与所述第一方向大致相对的第二方向对第二保持构件施力使其进入所述第二凹部，所述施力使由所述第二凹部限定的第二环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的第二部分的摩擦接合。
方案13：如方案12所述的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力和所述对第二保持构件施力是同时进行的，所述对第一保持构件施力会沿所述第一方向施加第一力，所述对第二保持构件施力会沿所述第二方向施加第二力，所述第二力与所述第一力大致相等。
方案14：一种凸轮轴组件，所述凸轮轴组件包括：
第一轴，其包括第一径向孔；
第一凸角构件，其定位在所述第一轴上且包括与所述第一径向孔对准的第二径向孔；以及
紧固件，其包括锁定销和第一保持构件，所述锁定销定位在所述第一径向孔和所述第二径向孔内，并且包括大致彼此相对的第一纵向端和第二纵向端，所述第一纵向端具有在其中轴向延伸的第一凹部，所述第一保持构件定位在所述第一凹部内且沿径向向外的方向偏压由所述第一凹部限定的环状壁，形成与所述第二径向孔的第一部分的摩擦接合。
方案15：如方案14所述的凸轮轴组件，其特征在于，还包括第二轴，所述第一轴包括第一轴向孔，所述第二轴定位在所述第一轴向孔内且包括与所述第一径向孔和所述第二径向孔对准的第三径向孔，所述第三径向孔在其内接纳所述锁定销，所述第一凸角构件可旋转地置于所述第一轴上并且通过与所述锁定销的接合被固定以便与所述第二轴共同旋转。
方案16：如方案14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销包括在所述第一凹部和所述锁定销的第二纵向端之间的实心区域。
方案17：如方案14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销的第二纵向端包括在其内轴向延伸的第二凹部，所述紧固件包括定位在所述第二凹部内的第二保持构件，所述第二保持构件偏压由所述第二凹部限定的环状壁，形成与所述第二径向孔的第二部分的摩擦接合。
方案18：如方案17所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述第二径向孔的第一部分和第二部分定位成彼此相离大约180度。
方案19：如方案17所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销包括轴向地位于所述第一凹部和所述第二凹部之间的实心区域。
方案20：如方案14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述第一保持构件包括大致球形的构件。
通过本文提供的描述，更多的应用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例仅仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅用于图解说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的发动机总成的示意图；
图2是图1的凸轮轴和凸轮相位器的透视图；
图3是图1的凸轮轴的透视分解图；
图4是根据本公开的凸轮轴和工具组件的局部剖视图；以及
图5是根据本公开的凸轮轴的局部剖视图。
在附图的全部视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本公开的示例。下面的描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。
现在参见图1，示意性地示出了示例性的发动机总成10。发动机总成10可包括发动机12，发动机12包括多个汽缸14，汽缸14中置有活塞16。发动机12可进一步包括用于每个汽缸14的进气门18、排气门20和进气门升举机构22、排气门升举机构24，以及凸轮轴26和凸轮相位器28。
进气门升举机构22可包括推杆30和摇臂32。排气门升举机构24可另外包括推杆30和摇臂32。推杆30可与凸轮轴26接合以致动摇臂32，并选择性地打开进气门18和排气门20。尽管发动机总成10被表示为推杆式发动机，但应当理解的是本公开并不限于推杆式发动机，而是还可应用于各种其他发动机构造，例如顶置凸轮式发动机。
参见图2-图5，凸轮轴26可包括第一轴34和第二轴36，第一凸角构件组38、40、42、44、46，第二凸角构件组48、50、52、54，以及紧固件56。在本示例中，第一凸角构件组38、40、42、44、46可形成进气凸角组，第二凸角构件组48、50、52、54可形成排气凸角组。然而，应当理解的是可提供替代性的布置，其中第一凸角构件组38、40、42、44、46可形成排气凸角组，第二凸角构件组48、50、52、54可形成进气凸角组。而且，第一凸角构件组38、40、42、44、46和第二凸角构件组48、50、52、54中的每一组并不仅限于进气门或排气门。例如，第一凸角构件组38、40、42、44、46和第二凸角构件组48、50、52、54中的每一组均可包括进气凸角和／或排气凸角。第一轴34可被固定以便与第一相位器构件58共同旋转，第二轴36可被固定以便与第二相位器构件60共同旋转。第一相位器构件58和第二相位器构件60相对于彼此并且相对于相位器28的旋转从动构件62是可旋转的。
第一轴34可包括限定了内孔66的环状壁64。第二轴36可旋转地置于第一轴34的内孔66中。第一轴34可包括贯穿其中的缝68(参见图4和图5)，第二轴36可包括开口70，开口70在其中接纳紧固件56，并且耦接第二凸角构件组48、50、52、54以便与第二轴36共同旋转。缝68可以形成贯穿第一轴34的径向孔，开口70可以形成贯穿第二轴36的径向孔。第一轴34中的缝68可以大体上允许其中的紧固件56的旋转行程。
第一凸角构件组38、40、42、44、46可被固定以便与第一轴34共同旋转。第一凸角构件组38、40、42、44、46和第一轴34之间的接合可包括摩擦配合式接合。第二凸角构件组48、50、52、54可置于第一凸角构件组38、40、42、44、46中相邻的凸角构件之间。第二凸角构件组48、50、52、54可旋转地置于第一轴34上并且由紧固件56固定以便与第二轴36共同旋转。
如图4和图5所示，紧固件56可各自包括锁定销72、第一保持构件74和第二保持构件76。锁定销72可包括具有第一凹部80的第一端78和大体上与第一端78相对的具有第二凹部84的第二端82。第一凹部80和第二凹部84可朝向彼此轴向延伸，并且可由锁定销72的大致实心介质部分86来分隔。第一凹部80可在第一端78处限定第一环状壁88，第二凹部84可在第二端82处限定第二环状壁90。
第一保持构件74可定位在第一凹部80内，第二保持构件76可定位在第二凹部84内。第一保持构件74和第二保持构件76可将锁定销72固定至凸角构件48、50、52、54中的一个。作为非限制性示例，第一保持构件74和第二保持构件76的每一个可为大致球形构件的形式。
第一工具92和第二工具94可用于将第一保持构件74和第二保持构件76固定在第一凹部80和第二凹部84内。锁定销72可具有外直径DL，外直径DL小、于延伸穿过凸角构件48的孔96的直径DC，小于第一轴34内的缝68的宽度DS1，并且小于第二轴36内的开口70的直径DS2。因此，锁定销70可以以小的摩擦阻力放置在孔96、缝68和开口70内。
第一工具92可沿第一轴向方向A1对第一保持构件74施力使其进入第一凹部80。第一凹部的端部78可形成第一保持构件74的轴向端部止动件。如图4所示，第一凹部80可具有初始直径D1i，初始直径D1i小于第一保持构件74的直径DR1。因此，当第一保持构件74被施力以进入第一凹部80时，第一环状壁88沿径向向外的方向变形并在凸角构件48内与孔96的第一部分形成摩擦接合，如图5所示。第一环状壁88可变形到最终外直径DLF，该最终外直径DLF大于锁定销72的剩余部分的外直径DL，以便提供与凸角构件48的摩擦接合。第一保持构件74在被第一工具92施力以进入第一凹部80之后可保持在第一凹部80内。
类似地，第二工具94可对第二保持构件76施力使其进入第二凹部84。应理解的是，第二保持构件76和第二凹部84之间的关系可大体上与上述第一保持构件74和第一凹部80之间的关系相似。然而，第二保持构件76可沿大体上与第一轴向方向A1相对的第二轴向方向A2移位。
由第一保持构件74和第二保持构件76的移位所产生的摩擦接合可在组装期间生成作用在凸轮轴26上的力。更具体地，第一保持构件74的安装可生成沿第一轴向方向A1的第一力F1，第二保持构件76的安装可生成沿第二轴向方向A2的第二力F2。第一力F1和第二力F2可施加在相对于锁定销72的轴向方向A1、A2上以及相对于第一轴34和第二轴36的径向方向上。进一步地，第一力F1和第二力F2可彼此相等但方向相反，产生近似为零的净力。因此，第一保持构件74和第二保持构件76可同时安装到锁定销72内以降低施加到第一轴34和第二轴36的弯曲力。
应理解的是，为了简洁起见，在图4和图5中紧固件56被示出为与凸角构件48组合在一起，而这些描述也同样地适用于第二凸角构件组的其余凸角构件50、52、54。

Claims (20)

1.一种用于组装凸轮轴的方法，所述方法包括：
将凸轮轴组件的第一凸角构件定位在所述凸轮轴组件的第一轴上；
将锁定销***到所述第一凸角构件中的第一孔和所述第一轴的第二孔内，所述锁定销具有延伸进入锁定销第一端的第一凹部，所述第一凹部限定了环状壁；以及
对第一保持构件施力使其进入所述第一凹部，所述施力使所述环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的摩擦接合。
2.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，还包括对第二保持构件施力使其进入第二凹部，所述第二凹部定位在所述锁定销的第二端内，所述第二端与所述第一端大致相对。
3.如权利要求2所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力与所述对第二保持构件施力是同时进行的。
4.如权利要求3所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力会在所述凸轮轴组件上施加第一径向力，所述对第二保持构件施力会在所述凸轮轴组件上施加第二径向力，所述第二径向力与所述第一径向力近似相等且方向相反。
5.如权利要求2所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述锁定销包括轴向定位在所述第一端和所述第二端之间的实心区域。
6.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，在所述施力之后，所述第一保持构件保持在所述第一凹部内。
7.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述第一保持构件包括大致球形的构件。
8.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述施力使所述环状壁移位，形成与所述第二孔的接合。
9.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述凸轮轴组件包括第二轴，所述第一轴限定轴向孔并且所述第二轴定位在所述轴向孔内，所述第一凸角构件可旋转地置于所述第一轴的径向外表面上，并且通过所述锁定销和所述第二轴之间的接合被固定以便与所述第二轴共同旋转。
10.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，在所述施力之前，所述第一凹部的内径小于所述第一保持构件的直径。
11.如权利要求1所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述第一凹部的端部形成所述第一保持构件的轴向端部止动件。
12.一种用于组装凸轮轴的方法，所述方法包括：
将凸轮轴组件的第一凸角构件定位在所述凸轮轴组件的第一轴上；
将锁定销***到所述第一凸角构件中的第一孔和所述第一轴中的第二孔内，所述锁定销具有延伸进入锁定销第一端的第一凹部和延伸进入锁定销第二端的第二凹部，所述第二端与所述第一端大致相对；
沿第一方向对第一保持构件施力使其进入所述第一凹部，所述施力使由所述第一凹部限定的第一环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的第一部分的摩擦接合；以及
沿与所述第一方向大致相对的第二方向对第二保持构件施力使其进入所述第二凹部，所述施力使由所述第二凹部限定的第二环状壁沿径向向外的方向移位并形成与所述第一孔的第二部分的摩擦接合。
13.如权利要求12所述的用于组装凸轮轴的方法，其特征在于，所述对第一保持构件施力和所述对第二保持构件施力是同时进行的，所述对第一保持构件施力会沿所述第一方向施加第一力，所述对第二保持构件施力会沿所述第二方向施加第二力，所述第二力与所述第一力大致相等。
14.一种凸轮轴组件，所述凸轮轴组件包括：
第一轴，其包括第一径向孔；
第一凸角构件，其定位在所述第一轴上且包括与所述第一径向孔对准的第二径向孔；以及
紧固件，其包括锁定销和第一保持构件，所述锁定销定位在所述第一径向孔和所述第二径向孔内，并且包括大致彼此相对的第一纵向端和第二纵向端，所述第一纵向端具有在其中轴向延伸的第一凹部，所述第一保持构件定位在所述第一凹部内且沿径向向外的方向偏压由所述第一凹部限定的环状壁，形成与所述第二径向孔的第一部分的摩擦接合。
15.如权利要求14所述的凸轮轴组件，其特征在于，还包括第二轴，所述第一轴包括第一轴向孔，所述第二轴定位在所述第一轴向孔内且包括与所述第一径向孔和所述第二径向孔对准的第三径向孔，所述第三径向孔在其内接纳所述锁定销，所述第一凸角构件可旋转地置于所述第一轴上并且通过与所述锁定销的接合被固定以便与所述第二轴共同旋转。
16.如权利要求14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销包括在所述第一凹部和所述锁定销的第二纵向端之间的实心区域。
17.如权利要求14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销的第二纵向端包括在其内轴向延伸的第二凹部，所述紧固件包括定位在所述第二凹部内的第二保持构件，所述第二保持构件偏压由所述第二凹部限定的环状壁，形成与所述第二径向孔的第二部分的摩擦接合。
18.如权利要求17所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述第二径向孔的第一部分和第二部分定位成彼此相离大约180度。
19.如权利要求17所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述锁定销包括轴向地位于所述第一凹部和所述第二凹部之间的实心区域。
20.如权利要求14所述的凸轮轴组件，其特征在于，所述第一保持构件包括大致球形的构件。
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