一种凸轮轴的安装结构
技术领域
本发明涉及顶置式发动机，更具体地说，它涉及一种凸轮轴的安装结构。
背景技术
对于顶置式凸轮轴结构多缸柴油机来说，普遍是使用独立的凸轮轴盖来支承安装在气缸盖上的凸轮轴。具体的说，由于凸轮轴上有多个支承轴颈，目前对各档支承轴颈的支承普遍采用的是独立的凸轮轴盖来安装和支承。比如现有的4缸柴油顶置式发动机就有5个凸轮轴盖。通过独立的凸轮轴盖来安装和支承支承轴颈，集成程度低，对于顶置式发动机来说，这样的结构容易导致顶置式发动机缸盖组件的整体刚度不好，不利于抗振和降噪，而且凸轮轴的各档支承轴颈的同轴度也难以得到保证。
此外，目前的柴油机中使用的凸轮轴多为实心钢结构，其重量重，需要在安装支承座上加装衬套进行润滑减摩。而且衬套上需开设油道油孔，通过油道油孔为凸轮轴提供润滑油进行润滑。但这样的供油方式还需在安装凸轮轴用的安装件，如气缸体或气缸盖，以及凸轮轴上的每档支承轴颈处增设相应的油道，以实现润滑用油在各衬套之间的流动。这样的设计导致各部件的加工复杂、工序多，不利于生产制造。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种凸轮轴的安装结构，提高了凸轮轴安装结构的集成度，并能实现了凸轮轴的自润滑。
本发明的技术方案是在于：一种凸轮轴的安装结构，包括用于安装凸轮轴的凸轮轴框架，所述凸轮轴框架安装在气缸盖上，所述气缸盖与凸轮轴框架之间开设有两个凸轮轴安装孔，所述凸轮轴转动的安装在凸轮轴安装孔中，两个所述凸轮轴安装孔通过油槽相连通；所述凸轮轴中开设有中空油腔，所述凸轮轴的每个支承轴颈上均开设有径向油孔，所述径向油孔与中空油腔相连通，每个所述径向油孔均与凸轮轴安装孔相连通；且其中一个所述径向油孔对应的凸轮轴外壁设有储油槽。
作进一步的改进，所述储油槽为环形槽。
进一步的，所述中空油腔贯通凸轮轴的两端，且所述凸轮轴的一端设有用于安装封闭螺栓的内螺纹孔，另一端设有碗形塞。
更进一步的，凸轮轴上设有扁位。
更进一步的，所述凸轮轴框架包括一体式结构的框架本体和多个凸轮轴座；所述凸轮轴座的侧面设置有框架本体，每个所述凸轮轴座上均开设有左右两个分别用于支承两根凸轮轴的上支承槽，所述气缸盖上开设有与上支承槽相对应的下支承槽，且所述上支承槽与下支承槽构成所述凸轮轴安装孔；所述油槽开设在用于支承靠近驱动端的支承轴颈的凸轮轴座底部，所述油槽与该凸轮轴座上的两个上支承槽均连通。
更进一步的，所述凸轮轴座上开设有四个框架固定孔，所述框架固定孔贯穿凸轮轴座；两个所述上支承槽之间布置有两个所述框架固定孔，另外两个所述框架固定孔分别布置在两个上支承槽的外侧。
更进一步的，所述凸轮轴框架还包括多个喷油器安装座，所述喷油器安装座设置在凸轮轴框架的中间部位，所述喷油器安装座与凸轮轴座连接，且所述喷油器安装座的一端凸出于凸轮轴座；所述喷油器安装座上开设有喷油器安装孔，所述喷油器安装孔贯穿喷油器安装座；所述喷油器安装孔为螺孔。
更进一步的，所述喷油器安装座的上方设有密封环槽。
更进一步的，所述喷油器安装座的下方设有加强筋。
更进一步的，所述凸轮轴框架通过螺栓或螺柱与气缸盖连接。
有益效果
本发明的优点在于：
1、设计一凸轮轴框架，凸轮轴框架安装在气缸盖上，且凸轮轴框架与气缸盖之间设有两个凸轮轴安装孔，用于安装凸轮轴。即通过一凸轮轴框架对凸轮轴的支承安装，增加了气缸盖组件的刚度，有助于降低柴油机的振动及噪声。
2、两个凸轮轴安装孔通过油槽相连通，凸轮轴中开设有中空油腔，且凸轮轴的每档支承轴颈上均设有径向油孔，靠近凸轮轴驱动端的支承轴颈上的径向油孔通过储油槽与凸轮轴安装孔相连通。从气缸盖流至其中一个凸轮轴安装孔的润滑油能通过油槽流至另一凸轮轴安装孔，从而构成了润滑油流动的油道；且由于凸轮轴的中空设计，使其自成油道，无需在安装件上另布油道，不仅简化了整机润滑油道的布置，还减少了加工工序，降低成本，结构更为简单，更便于加工。
3、本结构集成凸轮轴止推功能，减少了止推片，即无需设置单独的止推片。
附图说明
图1为本发明的沿凸轮轴座的剖视结构示意图；
图2为本发明的沿喷油器安装座的剖视结构示意图；
图3为本发明中凸轮轴框架俯视结构示意图；
图4为本发明中凸轮轴框架仰视结构示意图；
图5为沿图4的A-A处的剖视结构示意图；
图6为本发明中凸轮轴框架的立体结构示意图；
图7为本发明中凸轮轴沿轴向剖视的结构示意图；
图8为本发明中凸轮轴的扁位结构示意图。
其中：1-凸轮轴框架、2-凸轮轴、3-气缸盖、4-凸轮轴安装孔、5-油槽、11-框架本体、12-凸轮轴座、13-喷油器安装座、14-加强筋、21-驱动端、22-中空油腔、23-支承轴颈、24-储油槽、25-径向油孔、26-内螺纹孔、27-碗形塞、28-扁位、31-左油道、32-右油道、121-上支承槽、122-框架固定孔、123-定位销孔、131-喷油器安装孔、132-密封环槽、231-第一档支承轴颈、232-第二档支承轴颈、233-第三档支承轴颈。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
参阅图1和图2，本发明的一种凸轮轴的安装结构，本实施例的凸轮轴2为钢结构，凸轮轴2的前端设有驱动端21，通过传动轮系带动凸轮轴2进行转动。该安装结构包括用于安装凸轮轴2的凸轮轴框架1。凸轮轴框架1安装在气缸盖3上，气缸盖3与凸轮轴框架1之间开设有两个均为配镗加工的凸轮轴安装孔4，凸轮轴2转动的安装在凸轮轴安装孔4中。通过凸轮轴框架1对凸轮轴2的支承安装，避免了通过独立的凸轮轴盖来支承凸轮轴2导致顶置式发动机缸盖组件的整体刚度不好、不利于抗振和降噪、同轴度也难以得到保证的问题。需要说明的是，气缸盖3中设有左油道31和右油道32，且左油道31与左侧的凸轮轴安装孔4相连通，右油道32与右侧的凸轮轴安装孔4相连通。两个凸轮轴安装孔4通过油槽5相连通。油槽5用于连通两个凸轮轴安装孔4，使润滑油能在两根凸轮轴2之间流动。其中，凸轮轴框架1通过螺栓或螺柱与气缸盖3连接。
参阅图3-图6，凸轮轴座12上开设有四个框架固定孔122，框架固定孔122贯穿凸轮轴座12；两个上支承槽121之间布置有两个框架固定孔122，另外两个框架固定孔122分别布置在两个上支承槽121的外侧。通过这样的设置，能将凸轮轴框架1牢固的锁紧在气缸盖3上。
凸轮轴框架1包括一体式结构的框架本体11和三个凸轮轴座12。凸轮轴座12的侧面设置有框架本体11。一体式结构的凸轮轴座12和框架本体11增加了气缸盖组件的刚度，有助于降低柴油机的振动及噪声，很好的保证了凸轮轴安装孔4的同轴度。每个凸轮轴座12上均开设有左右两个分别用于支承两根凸轮轴2的上支承槽121。其中，凸轮轴座12和框架本体11构成一梯形状的凸轮轴框架1。由于凸轮轴框架1上设有三个凸轮轴座12，相应的，每根凸轮轴2上设有三个支承轴颈23。其中，靠近凸轮轴2的驱动端21的支承轴颈23为第一档支承轴颈231。气缸盖3上开设有与上支承槽121相对应的下支承槽，且上支承槽121与下支承槽构成凸轮轴安装孔4。在加工制造时，凸轮轴框架1需要与气缸盖3配镗加工。通过配镗加工，可以提高凸轮轴安装孔4的同轴度，这样可以减少各缸型线因装配误差累积导致的相对差异性。此外，还可通过控制配合加工凸轮轴框架1上与第一档支承轴颈231对应的上支承槽121及气缸盖3处对应的下支承槽的宽度尺寸与第一档支承轴颈231的宽度来控制凸轮轴2的轴向窜动，从而对凸轮轴2轴向窜动量的控制，无需另外设置止推片。
油槽5开设在用于支承靠近驱动端21的支承轴颈23的凸轮轴座12底部，油槽5与该凸轮轴座12上的两个上支承槽121均连通。即仅用于支承第一档支承轴颈231的凸轮轴座12上开设有油槽5，其他的两个凸轮轴座12上没有开设有油槽5。具体的，本实施例的油槽5位于左侧的凸轮轴座12上中间的两个框架固定孔122之间，油槽5与这两个框架固定孔122对应的位置开设有直径较框架固定孔122直径大的过油槽，以该过油槽作为框架固定孔122处润滑油的流通通道，避免螺栓或螺柱安装在框架固定孔122中之后将油槽5堵住的情况。
凸轮轴框架1还包括多个喷油器安装座13，喷油器安装座13设置在凸轮轴框架1的中间部位，喷油器安装座13与凸轮轴座12连接，且喷油器安装座13的一端凸出于凸轮轴座12，用于安装喷油器，无需另外设计分体式固定板，实现了集成设计，布置紧凑。具体的，喷油器安装座13为两个，且喷油器安装座13位于两个凸轮轴座12之间。喷油器安装座13与框架本体11为一体式结构。喷油器安装座13上开设有喷油器安装孔131，喷油器安装孔131贯穿喷油器安装座13。在凸轮轴框架1上设喷油器安装座13，使本凸轮轴框架1兼备喷油器上紧功能，为喷油器提供上紧的载体。此外，由于本凸轮轴框架1与气缸盖3是通过配镗加工的方式，从而确保了喷油器安装孔131与气缸盖3上喷油器的安装孔之间的同轴度。其中，喷油器安装孔131为螺孔，便于喷油器的拆装。这样的设计使得喷油器在拆装时，直接将其旋紧在喷油器安装孔131上或将其从喷油器安装孔131中旋松即可，不用拆除其他的零件，方便简洁。
优选的，喷油器安装座13的上方设有环绕着喷油器安装孔131布置的密封环槽132，以对此处气缸盖罩内腔实现密封。由于从气缸盖罩外往喷油器安装座13上紧喷油器需要在气缸盖罩与喷油器之间预留有一定的间隙和工装安装空间，所以需要通过在密封环槽132内安装密封圈实现喷油器安装座13与上面的气缸盖罩之间的密封，防止外面的水及灰尘由工装安装空间处通过气缸盖罩与喷油器之间预留的间隙处进入到发动机内腔。即装在气缸盖3顶部的气缸盖罩是通过在密封环槽132内安装密封圈以实现与凸轮轴框架1接触密封，而气缸盖罩其它地方是通过安装在气缸盖3上方处且定位在气缸盖罩底部槽内的密封圈来实现与周围环境的密封。
优选的，喷油器安装座13的下方设有加强筋14，以增加凸轮轴框架1的整体刚性程度。
优选的，位于凸轮轴框架1两端的凸轮轴座12的内侧分别设有两个定位销孔123。
参阅图7，凸轮轴2中开设有中空油腔22，凸轮轴2的每个支承轴颈23上均开设有径向油孔25，径向油孔25与中空油腔22相连通，且径向油孔25由支承轴颈23的一侧贯穿至其另一侧。每个径向油孔25均与凸轮轴安装孔4相连通；且其中一个径向油孔25对应的凸轮轴2外壁设有储油槽24。具体的，靠近凸轮轴2的驱动端21的支承轴颈23上的径向油孔25通过储油槽24与凸轮轴安装孔4相连通，其余的支承轴颈23上的径向油孔25与凸轮轴安装孔4相连通。储油槽24用于存储并为凸轮轴2提供润滑油。当润滑油流入到储油槽24中时，润滑油通过与其连通的径向油孔25进入到中空油腔22中，润滑用油在中空油腔22中流动，并从其他的径向油孔25中输出，以供凸轮轴2在旋转时支承轴颈23处的润滑使用，从而实现为支承轴颈23处减摩。
由于凸轮轴2的内部中空，自成油道；同时在各支承轴颈23处加工有径向油孔25，能实现出油自润滑，无需再加装衬套减摩，也无需在如气缸体、凸轮轴框架1等安装件上另布油道。这样不仅可以简化整机润滑油道的布置，还减少了加工工序，降低成本，结构更为简单，更便于加工。本实施例的凸轮轴2无论对于完整的整体式凸轮轴孔或对开式合体凸轮轴孔的安装均合适，安装适应性强。且其中空结构轻巧，更适合于轻微型柴油机使用，更适合于高速柴油机使用。
优选的，储油槽24为环形槽。
中空油腔22贯通凸轮轴2的两端，以便于加工。凸轮轴2的一端设有用于安装封闭螺栓的内螺纹孔26，另一端设有碗形塞27，用于封堵中空油腔22的两端。具体的，驱动端21开设有内螺纹孔26，内螺纹孔26与中空油腔22相连通，封闭螺栓安装在内螺纹孔26内；远离所述驱动端21的一端的凸轮轴2上开设有碗形塞安装孔，碗形塞安装孔与中空油腔22相连通，碗形塞27过盈配合的安装在碗形塞安装孔内。
参阅图8，凸轮轴2上设有扁位28。具体的，扁位28可以位于第二档支承轴颈232和第一档支承轴颈231之间，也可以位于两个进气凸轮和排气凸轮之间。扁位28在拆装位于凸轮轴2前端部的齿轮时,用作工装定位面防止凸轮轴2转动，在上紧齿轮上的固紧螺栓时上力矩时定位防转用。
本发明在安装时，首先在气缸盖3对应于凸轮轴框架1的两个定位销孔123中插入定位销；再将凸轮轴2的支承轴颈23一一对应的置于气缸盖3的下支承槽中，然后将凸轮轴框架1置于气缸盖3上，并使气缸盖3上的定位销插接在定位销孔123中，以实现凸轮轴框架1和气缸盖3的定位；且使各凸轮轴座12上的上支承槽121与支承轴颈23一一对应，同时确保设有油槽5的凸轮轴座12与第一档支承轴颈231对应。接着将螺栓或螺柱穿过框架固定孔122，并旋紧在气缸盖3中，使凸轮轴框架1牢固安装在气缸盖3上。通过凸轮轴安装孔4与支承轴颈23的配合，使凸轮轴2获得支承。
当发动机启动时，曲轴转动通过传动机构带动凸轮轴2转动，同步曲轴带动机油泵也转动，在机油泵的驱动下，气缸盖3的左油道31提供的润滑油首先进入到左侧的凸轮轴安装孔4中。凸轮轴安装孔4中的部分润滑油直接进入到左侧凸轮轴2的储油槽24中；另一部分润滑油通过油槽5进入到位于右侧的凸轮轴安装孔4中，并进入到右侧凸轮轴2的储油槽24中，实现了润滑油在两凸轮轴2间的流动。储油槽24中的润滑油通过第一档支承颈上的径向油孔25流入到中空油腔22中，并在中空油腔22中流动。流动中的润滑油通过其他支承轴颈23上的径向油孔25流出，从而实现对支承轴颈23的润滑，使两根凸轮轴2均得到有效的润滑。在凸轮轴框架1以及凸轮轴2中剩余的润滑油，最终会汇集到右油道32，通过右油道32回流并流向其他润滑通道，形成润滑油的串联分流式结构。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
