[實用新型]一種鑄造的輕量化發動機凸輪軸

有效

• 申請號: 201520599615.0
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN204941628U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 鄧智輝;孫玥
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F01L1/047
• 分類號: F01L1/047
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 朱成蓉;何宜章

技術領域

本實用新型屬于汽車發動機技術領域，具體涉及一種鑄造的輕量化發動機凸輪軸。

背景技術

隨著技術的發展，對企業能耗要求的提高，用戶對發動機動力性、燃油經濟型、可靠性需有更高要求。零部件小型化、輕量化一直以來是研發人員、企業一直不斷追求的目標，從而對各零部件質量提出更高要求。

凸輪軸作為發動機核心零件之一，常規的凸輪軸減重方案一般為軸鑄造中空、軸加工中空、凸輪基圓減薄、組合式凸輪軸等方案，這些方案，對零部件鑄造工藝、加工工藝、制造工藝及零部件成本有各方面限制，一定程度上影響了零件質量，降低了產品可靠性，提高了零部件成本，增加了能耗，工藝更為復雜。如軸頸鑄造中空，對鑄造工藝要求高，產品質量保證難度較大，對凸輪軸后端還需增加堵頭等零部件，成本上升；軸頸機加工中空，成本較高，且對總長較長的凸輪軸不適用；凸輪基圓減薄減重，對冷激鑄造（灰鐵或球鐵材質）凸輪軸更為適用，但對球鐵材質凸輪軸而言，并不完全適用；如球鐵凸輪軸凸輪采用淬火工藝，在凸輪基圓與凸輪工作段過渡處易造成能量集中而產生淬火裂紋，給產品質量造成嚴重隱患；組合式凸輪軸，制造成本較高，且組合凸輪有松脫的風險。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本實用新型設計了一種鑄造的輕量化發動機凸輪軸。

為了解決上述存在的技術問題，本實用新型采用了以下方案：

一種鑄造的輕量化發動機凸輪軸，包括軸頸（1）和凸輪（2），其特征在于：在軸頸（1）上相對拔模中心面（3）的兩側對稱設置有減重凹槽（12），以形成橫截面為“工”字形或類似“工”字形的軸頸結構。

進一步，減重凹槽（12）和軸頸（1）外圓柱面的連接處通過過渡圓弧面（13）過渡連接。

進一步，軸頸（1）的減重凹槽（12）和相鄰凸輪（2）的連接部分設置有過渡圓角（14）和棱邊倒圓角（15）。

進一步，凸輪軸中心開有中心油孔（4）。

該鑄造的輕量化發動機凸輪軸具有以下有益效果：

（1）本實用新型采用了“工”字形截面結構或類似“工”字形截面結構的軸頸，有效降低了凸輪軸重量，滿足凸輪軸本身強度，在凸輪軸高速運轉，還有利于降低其慣性質量和轉動慣量，有助于降低軸頸與缸蓋軸承間的受力，從而改善配氣機構摩擦功損失，提升發動機性能。

（2）本實用新型采用了“工”字形截面結構或類似“工”字形截面結構的軸頸，凸輪軸在抗彎、抗扭性能上得到提高，凸輪軸結構強度得到提升，與現有技術相比可進一步減小凸輪軸軸頸直徑，從而進一步降低凸輪軸的重量。

（3）本實用新型無需機加工即可實現，即通過普通的凸輪軸鑄造工藝，即可滿足設計要求，工藝可實現度高，可行性好，減重效果明顯。

附圖說明

圖1：本實用新型鑄造的輕量化發動機凸輪軸的總成結構示意圖；

圖2：圖1的A-A剖視圖；

圖3：圖1的俯視圖。

附圖標記說明：

1—軸頸；11—軸頸直徑；12—減重凹槽；13—過渡圓弧面；14—過渡圓角；15—棱邊倒圓角；2—凸輪；3—拔模中心面；4—中心油孔。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型做進一步說明：

圖1至圖3示出了一種鑄造的輕量化發動機凸輪軸，包括軸頸1和凸輪2，凸輪軸中心開有中心油孔4。軸頸1的軸頸直徑11如圖2所示，在軸頸1上相對拔模中心面3的兩側分別設置有減重凹槽12，以形成橫截面為“工”字形或類似“工”字形的軸頸結構，從而滿足凸輪軸強度的同時降低凸輪軸本身重量。減重凹槽12和軸頸1上下兩端的外圓柱面之間通過過渡圓弧面13過渡連接以去除局部應力集中。軸頸1的減重凹槽12和凸輪2的連接部設置有過渡圓角14和棱邊倒圓角15以去除局部應力集中，如圖3所示。

該減重設計無需機加工即可實現，不論是減重凹槽12，還是過渡圓弧面13、過渡圓角14和棱邊倒圓角15，均是同凸輪軸一起鑄造成型，即通過普通的凸輪軸鑄造工藝，即可滿足設計要求，工藝可實現度高，可行性好，減重效果明顯。

本實用新型，有效降低了凸輪軸重量，滿足凸輪軸本身強度，在凸輪軸高速運轉，還有利于降低其慣性質量和轉動慣量，有助于降低軸頸與缸蓋軸承間的受力，從而改善配氣機構摩擦功損失，提升發動機性能。

本實用新型，由于采用“工”字形截面結構，凸輪軸在抗彎、抗扭性能上得到提高，凸輪軸結構強度得到提升。

上面結合附圖對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍內。