凸轮轴、凸轮轴组件以及发动机系统的制作方法

本实用新型涉及发动机领域，具体地，涉及一种凸轮轴、凸轮轴组件以及发动机系统。

背景技术：

在发动机工作时，部分含有机油的可燃混合油气和废气会经过活塞环进入曲轴箱内，从而增大曲轴箱压力，导致曲轴箱密封失效、机油渗漏和零部件腐蚀等问题，威胁发动机系统的稳定性。目前发动机系统基本上都配置有油气分离装置，主要功能就是从曲轴箱内抽取出混合油气，并利用特定的方法进行油、气分离，分离后的可燃性气体重新进入气缸内燃烧或者被排出，而分离后的油液重新返回油底壳，再次被利用。

传统的凸轮轴不能够实现油气分离，因此需要一种能够实现油气分离的凸轮轴，从而提高油、气分离效率，降低机油的消耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种凸轮轴，以实现油、气分离，从而提高发动机系统的油、气分离效率，降低机油的消耗。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种凸轮轴，其特征在于，所述凸轮轴的内部具有沿所述凸轮轴的轴向延伸的圆柱状的腔体，所述腔体的腔壁上设置有用于凝集机油的螺旋状的导流槽和贯穿所述腔壁的用于排出所述机油的泄油孔。

优选地，所述导流槽的螺旋方向与所述凸轮轴的旋转方向一致。

优选地，所述泄油孔设置在所述凸轮轴的凸轮以及被支撑的轴颈以外的位置。

优选地，所述腔壁上设置有多个所述泄油孔。

优选地，多个所述泄油孔沿所述凸轮轴的轴向方向分布。

优选地，所述腔壁上设置有多列所述泄油孔，每列所述泄油孔沿平行于所述凸轮轴的轴向方向的直线分布，不同列的所述泄油孔沿所述腔体的周向均匀分布。

优选地，部分所述泄油孔设置在所述导流槽内。

在以上基础上，本实用新型还提供一种凸轮轴组件，该凸轮轴组件包括用于对混合油气实现油、气分离的甩油盘、上述的凸轮轴和用于排出被所述凸轮轴进行油、气分离之后的混合气体的放气阀，所述腔体的一端与所述甩油盘的甩油腔连通，所述腔体的另一端与所述放气阀连接。

优选地，所述甩油盘为中空盘状结构并具有分别位于两端盘面上的进口和出口，所述进口用于连接曲轴箱，所述出口连接于所述腔体的一端，所述甩油盘的侧壁上设置有甩油孔。

在以上基础上，本实用新型还提供发动机系统，其特征在于，所述发动机系统上述的凸轮轴组件。

通过上述技术方案，利用本实用新型提供的凸轮轴，随着凸轮轴的旋转，机油会在凸轮轴的腔体的腔壁上的导流槽上凝集，并通过泄油孔排出到油底壳，提高了发动机的油、气分离效率，降低了机油的消耗。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型优选实施方式的凸轮轴的局部剖视图；

图2是包括图1的凸轮轴的凸轮轴组件的示意图；

图3是图1的凸轮轴的内部结构的示意图。

附图标记说明

1 腔体 2 甩油盘

3 导流槽 4 放气阀

5 泄油孔

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供一种凸轮轴，如图1所示，该凸轮轴的内部具有沿所述凸轮轴的轴向延伸的圆柱状的腔体1，所述腔体1的腔壁上设置有用于凝集机油的螺旋状的导流槽3和贯穿所述腔壁的用于排出所述机油的泄油孔5。在曲轴箱内的混合油气通过凸轮轴进行传递时，混合油气会进入凸轮轴的圆柱状的腔体1，该混合油气由机油和空气组成，在凸轮轴旋转时，混合油气会呈旋转气流通过凸轮轴，由于混合油气中的机油和空气的密度不同，机油会在导流槽3中凝集并通过贯穿腔壁的泄油孔5排出到油底壳，从而实现了油气分离。

其中，由于凸轮轴内外的气压相同，气体基本不会随着凸轮轴的转动而通过泄油孔5溢出。本申请的凸轮轴的改动不影响凸轮轴的现有功能，也不需要对发动机的设计方案以及与凸轮轴装配配合的对手件进行调整。

为了使机油能够更好地在导流槽3上凝集，优选地，所述导流槽3的螺旋方向与所述凸轮轴的旋转方向一致。即螺旋状的导流槽3的螺旋延伸的方向与凸轮轴的旋转方向相同，这种布置可以保证混合油气在导流槽3中随着凸轮轴的旋转而向前旋转通过腔体1，从而使得机油能够更好地在导流槽3上凝集。

另外，为了不影响凸轮轴的功能以及与周围部件的配合关系，优选地，所述泄油孔5设置在所述凸轮轴的凸轮以及被支撑的轴颈以外的位置。由于凸轮轴的凸轮负责打开或者关闭进气门和排气门，泄油孔5设置在凸轮部位会对这一过程的稳定性产生影响，此外也不能设置在凸轮轴被支撑的轴颈处，由于轴颈处有发动机系统供应的机油，因此具有供应机油所需的油压，如果泄油孔5设置在轴颈处，很可能会造成机油压力异常，使得机油逆流。

为了使被凝集的机油可以从腔体1中的多处泄油孔5甩出，优选地，所述腔壁上设置有多个所述泄油孔5。混合油气中被分离出来的机油会在该腔壁凝集，多个泄油孔5使得机油能够更好地被排出。具体地，多个所述泄油孔5沿所述凸轮轴的轴向方向分布。在混合油气从腔体1的一端进入后，在混合油气沿凸轮轴的轴向在腔体1旋转向前运动时，不断有被分离出来的机油凝集在腔壁上的导流槽3中，因此，沿凸轮轴的轴向方向分布的泄油孔5保证了被凝集出来的机油能够从就近的泄油孔5排出。提高了该凸轮轴油、气分离的效率。其中，多个泄油孔5的位置需要根据凸轮轴的结构做出调整，只要能够保证多个泄油孔5能够沿凸轮轴轴向分布。

还可优选地，所述腔壁上设置有多列所述泄油孔5，每列所述泄油孔5沿平行于所述凸轮轴的轴向方向的直线分布，不同列的所述泄油孔5沿所述腔体1的周向均匀分布。当被分离出来的机油凝集在腔体1的腔壁上时，随着凸轮轴的旋转，被凝集的机油可能会随着凸轮轴的旋转沿腔体1的周向旋转，沿腔体1周向均匀分布的泄油孔5可以有效地使这些机油被甩出，提高了分离效率。

由于混合油气大部分是沿着螺旋状的导流槽3向前运动的，在腔体1内被旋转分离出来的机油大部分都是凝集在导流槽3中，优选地，部分所述泄油孔5设置在所述导流槽3内。具体地，由于导流槽3是呈螺旋状在腔壁上连续地延伸的，沿腔体1的周向均匀分布的多个泄油孔5的其中一部分可以设置在导流槽3中，这种布置的泄油孔5可以便于使机油从泄油孔5排出。

另外，根据本申请的另外一个方面，本申请还提供一种凸轮轴组件，该凸轮轴组件包括用于对混合油气实现油、气分离的甩油盘2、如上所述的凸轮轴和用于排出被所述凸轮轴进行油、气分离之后的混合气体的放气阀4，所述腔体1的一端与所述甩油盘2的甩油腔连通，所述腔体1的另一端与所述放气阀4连接。如图2所示，曲轴箱中的混合油气进入凸轮轴之前，会经过凸轮轴组件的甩油盘2，该甩油盘2通过离心力将混合油气中的部分机油甩出，即对混合油气进行了第一次油、气分离，经过第一次油、气分离的混合油气之后进入到凸轮轴的腔体1中，通过上述的凸轮轴的导流槽3和泄油孔5的配合再次进行油、气分离，从而实现了对混合油气的二次分离，最终通过凸轮轴组件的放气阀4排出发动机或者返回进气端重新利用，被分离的机油则在重力作用下返回油底壳，再次被发动机使用。

甩油盘可采用适当的形式使得腔体1和曲轴箱连接，优选地，所述甩油盘2为中空盘状结构并具有分别位于两端盘面上的进口和出口，所述进口用于连接曲轴箱，所述出口连接于所述腔体1的一端，所述甩油盘2的侧壁上设置有甩油孔。混合油气从进口进入该甩油盘，一部分机油从甩油盘的甩油孔甩出，剩余的混合油气从出口排出甩油盘进入腔体1中。

如上所述的凸轮轴组件可以对混合油气进行两轮油气分离，提高了燃油的使用效率，减少了油耗，同时降低了被排出的废气中油液的含量，降低了污染。

根据本申请的另外一个方面，本申请还提供一种发动机系统，该发动机系统包括了上述的凸轮轴组件。利用该发动机系统中的凸轮轴组件的可以在满足正常功能的情况下有效提高发动机的油气分离效率，同时不需要对发动机系统的布局设计进行实质的改变，便于实施，另外该凸轮轴组件结构紧凑，促进了发动机的轻量化。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。