凸轮轴及制造所述凸轮轴的方法、发动机及车辆与流程

1.本申请涉及汽车发动机领域，具体地涉及一种凸轮轴及制造所述凸轮轴的方法，并进一步涉及一种包括所述凸轮轴的发动机及包括所述发动机的车辆。


背景技术：

2.凸轮轴是汽车发动机的五大关键零部件之一，主要功能是控制内燃机排气和进气门的开启关闭时间，凸轮轴的加工质量与结构设计的好坏，直接影响发动机的整体性能。在保证凸轮轴高强度与可靠性的前提下，凸轮轴的设计制造应达到轻量化、低成本、高效率的目的。然而，现有的凸轮轴质量大，并且工序多、能耗高。


技术实现要素：

3.本申请旨在提供一种凸轮轴、制造所述凸轮轴的方法、包括所述凸轮轴的发动机以及包括所述发动机的车辆，以解决或缓解至少部分背景技术中提及的问题。
4.为了实现前述目的之一，根据本申请的一个方面，提供一种凸轮轴，所述凸轮轴包括轴以及沿着所述轴的轴向布置的凸轮，并且所述凸轮和所述轴均为空心结构。
5.除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述凸轮和所述轴为一体式的。
6.除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述凸轮的表面具有硬化层，所述硬化层的硬度在hrc40-60之间。
7.为了实现前述目的之一，根据本申请的另一方面，提供一种制造凸轮轴的方法，所述方法包括顺序执行的以下步骤：s1：设计根据权利要求1或2所述的凸轮轴；s2：制造所述凸轮轴。
8.除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述方法还包括s3：采用表面处理技术在所述凸轮的表面设置硬化层，所述硬化层的硬度在hrc40-60之间；其中，所述步骤s3在所述步骤s2之后执行。
9.除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述步骤s2包括采用液压锻造制造所述凸轮轴。
10.为了实现前述目的之一，根据本申请的另一方面，提供一种发动机，所述发动机包括前述方面中任意一项所述的凸轮轴。
11.为了实现前述目的之一，根据本申请的另一方面，还提供一种车辆，所述车辆包括前述方面中任意一项所述的发动机。
12.根据本申请的凸轮轴、制造所述凸轮轴的方法、包括所述凸轮轴的发动机以及包括所述发动机的车辆，通过设置空心的凸轮和轴，减轻了凸轮轴的重量，实现了发动机的轻量化。
附图说明
13.参照附图，本申请的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：图1是根据本申请的一种实施方式的凸轮轴的示意图；图2是图1所示的凸轮轴的轴向剖视图；以及图3是根据本申请的一种实施方式的制造凸轮轴的方法的流程图。
具体实施方式
14.下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本申请。但应当知道的是，本申请可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为局限于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本申请的公开内容更为完整与详尽，并将本申请的构思完全传递给本领域技术人员。
15.此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本领域技术人员容易想到在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行适当的组合或者删减，由此获得可能未在本文中直接提及的本申请的更多其它实施例，这些实施例并未脱离本申请的范围。
16.图1是根据本申请的一种实施方式的凸轮轴100的示意图，凸轮轴100包括轴110和沿着所述轴110的轴向布置的多个凸轮120，图2是图1所示的凸轮轴100的轴110向剖视图，其中，凸轮120和轴110均为空心结构。本申请的这种设计使用的材料少、成本低，明显减轻了凸轮轴的重量、实现了发动机的轻量化。
17.如下将通过示例性说明来介绍关于该凸轮轴的进一步的改型，以便进一步改善其工作效率、可靠性或出于其他方面的改进考虑。
18.如图1和图2所示，凸轮120和轴110为一体成形的，与将独立的凸轮120和轴110分别加工然后组装相比，一体式凸轮轴100可以简化生产工序，避免组装时的定位误差，从而提高了凸轮轴100的尺寸精度。
19.在此基础上，可以将凸轮轴100进行进一步的优化处理，例如，可以通过表面处理在凸轮120或凸轮轴100的其他工作段的表面设置硬化层，所述硬化层的硬度可以在hrc40-60之间。表面处理方法包括但不限于激光熔敷、表面对焊、表面氮化、表面感应淬火等。
20.图3是根据本申请的一种实施方式的制造凸轮轴100的方法的流程图。该方法包括s1设计前述方面中所述凸轮轴100的结构，使得其能够在满足凸轮轴100的强度与可靠性的前提下，具有空心的结构，以减轻重量、提高材料利用率、并且具有较高的尺寸精度。然后，所述方法还包括s2制造所述凸轮轴100，例如，可以采用液压锻造的方法进行所述凸轮轴100的制造，此外，也可以采用其他合适的胀形加工方法。对于所得到的凸轮轴100，还可以进行步骤s3以对凸轮轴100的进行表面处理，在所述凸轮120或凸轮轴100的其他工作段的表面设置硬度在hrc40-60之间的硬化层，以提高工作段的硬度。
21.在根据本申请的设计和制造方法，有效降低了凸轮轴的重量，明显降低了成本，实现了发动机的轻量化。
22.以上例子主要说明了本申请的凸轮轴、制造所述凸轮轴的方法、包括所述凸轮轴的发动机以及包括所述发动机的车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，
但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。


技术特征：
1.一种凸轮轴，其特征在于，所述凸轮轴（100）包括轴（110）以及沿着所述轴（110）的轴向布置的凸轮（120），并且所述凸轮（120）和所述轴（110）均为空心结构。2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，所述凸轮（120）和所述轴（110）为一体式的。3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，所述凸轮（120）的表面具有硬化层，所述硬化层的硬度在hrc40-60之间。4.一种制造凸轮轴的方法，其特征在于，所述方法包括顺序执行的以下步骤：s1：设计根据权利要求1或2所述的凸轮轴（100）；s2：制造所述凸轮轴（100）。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：s3：采用表面处理技术在所述凸轮（120）的表面设置硬化层，所述硬化层的硬度在hrc40-60之间；其中，所述步骤s3在所述步骤s2之后执行。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s2包括采用液压锻造制造所述凸轮轴（100）。7.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括根据权利要求1-3中任意一项所述的凸轮轴（100）。8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求7所述的发动机。

技术总结
本申请提供一种凸轮轴、制造所述凸轮轴的方法、包括所述凸轮轴的发动机以及包括所述发动机的车辆。所述凸轮轴包括轴以及沿着所述轴的轴向布置的凸轮，并且所述凸轮和所述轴均为空心结构。根据本申请的技术方案，在保证凸轮轴的强度与可靠性的前提下，降低了凸轮轴的制造成本、减轻了凸轮轴的重量，实现了发动机的轻量化。轻量化。轻量化。


技术研发人员：王立新 门菲 李明杰 杜伟 施金彪 吴楚 徐蔡舟 赵广宁
受保护的技术使用者：泛亚汽车技术中心有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/22