本发明涉及凸轮曲轴，特别是涉及一种凸轮轴结构及其制造装配方法、降低发动机油耗的方法。
背景技术：
随着环境污染不断加重，以及环保意识的不断深化，使得国家对各方面污染物排放的要求越来越严格。另一方面，随着人们生活水平的不断提高，使得车辆的普及率也越来越高。为了同时兼具环境保护及提高人们生活水平，使得国家对车辆的油耗要求更加严格。
为了降低车辆的油耗，各大汽车制造厂商纷纷想出各种各样的办法，例如，使用混合动力能源驱动车辆；或者对车辆的整体结构进行改进，或者通过改进发动机的结构，但是车辆的燃油油耗仍然很高。
另外，在车辆朝着节能环保方向不断改进的过程中，相应的加工制造方式成本高，这样也不利于车辆的节能环保改进。
技术实现要素：
本发明的一个目的是要提供一种用于发动机的凸轮轴结构，通过降低凸轮轴的重量，使车辆轻量化，以降低车辆的油耗。
本发明一个进一步的目的是要通过降低凸轮轴转动过程中的摩擦，以降低车辆的油耗。
本发明另一个进一步的目的是通过简化凸轮轴的制造装配过程，以降低发动机及车辆的生产成本。
特别地，本发明提供了一种用于发动机的凸轮轴结构，所述发动机用于驱动车辆，所述凸轮轴结构包括：
轴体，具有沿着其轴向设置的空腔，通过所述空腔降低所述发动机的重量，以降低所述车辆油耗；以及
多个凸轮，沿着所述轴体的轴向顺次固定于所述轴体处，多个所述凸轮用于控制所述发动机的气门开启和/或关闭。
进一步地，所述轴体与多个所述凸轮为相互分离的独立构件，所述轴体为空心管状件，所述空腔为所述轴体的空心部；
每个所述凸轮具有第一通孔，所述轴体穿射过所述凸轮的所述第一通孔，以使所述凸轮与所述轴体保持固定；
优选地，通过所述第一通孔与所述轴体相配合，使所述凸轮能够沿着所述轴体的轴向移动并固定于所述轴体的任意指定位置处；
优选地，通过所述第一通孔与所述轴体相配合使所述凸轮能够相对所述轴体转动，以使得多个所述凸轮中的任一一个能够相对于其他所述凸轮转动并固定于任意位置处；
优选地，所述轴体的外侧壁固定有多个键，每个所述键沿着所述轴体的轴向布置，所述凸轮的所述第一通孔的侧壁开设有与所述键相对接的键槽，通过所述键槽与所述键相配合，以阻止所述凸轮相对于所述轴体转动；
优选地，通过所述键槽与所述键相配合，使所述凸轮能够沿着所述轴体的轴向移动并固定于任意指定位置处；
优选地，所述凸轮通过压装方式与所述轴体相固定；
优选地，所述轴体为圆柱形钢管；
优选地，所述轴体替换为实心轴。
进一步地，多个所述凸轮中的一个为油泵凸轮，所述油泵凸轮用于驱动所述发动机的高压油泵，使所述高压油泵将定量的燃油泵入到所述发动机的相应油轨中；
优选地，所述油泵凸轮安装于所述轴体的一端处；
优选地，所述油泵凸轮通过压装方式固定于所述轴体处。
进一步地，所述凸轮轴结构还具有信号盘，所述信号盘用于检测所述凸轮轴结构的相位；所述信号盘开设有第二通孔，通过所述第二通孔与所述轴体相配合，使所述信号盘能够沿着所述轴体的轴向移动并固定于所述轴体的任意指定位置处；
优选地，所述信号盘安装于所述轴体的另一端处；
优选地，所述信号盘通过压装方式固定于所述轴体处。
进一步地，所述轴体安装有具有滚动体的滚动轴承，通过所述滚动轴承减少所述凸轮轴结构转动时的摩擦，以降低所述发动机的油耗；
优选地，所述滚动轴承为球轴承；
优选地，所述滚动轴承为辊子轴承；
优选地，所述滚动轴承安装于所述轴体的端部。
进一步地，所述空腔沿着所述轴体的轴向贯通设置，所述轴体的两端分别通过第一、第二堵头封闭所述空腔；
所述第二堵头处安装有vvt安装轴颈，所述vvt安装轴颈与所述车辆具有的vvt相配合；
优选地，所述轴体为圆柱形钢管；
优选地，所述的凸轮轴结构具有滚动轴承，所述滚动轴承安装于所述第二堵头处；
优选地，所述滚动轴承通过压装方式固定于所述第二堵头处；
优选地，所述滚动球轴承与所述第二堵头过盈配合。
进一步地，所述vvt安装轴颈与所述轴体同轴设置，所述vvt安装轴颈的外端固定有定位销，所述定位销用于对所述vvt和所述凸轮轴结构装配定位，所述定位销沿着所述轴体的轴向与其非同轴设置；
优选地，所述第二堵头处开设有油槽，所述油槽包括vvt提前油槽和vvt滞后油槽，所述发动机的机油泵的油通过所述vvt提前油槽和所述vvt滞后油槽进入所述vvt内，以控制所述凸轮轴结构相位向提前方向和滞后方向调节，所述vvt提前油槽和所述vvt滞后油槽均呈环状环绕所述轴体的轴线开设于所述第二堵头的外侧壁处；
优选地，所述第二堵头开设有密封槽，并安装有与所述密封槽相配合的密封环，所述密封槽环绕所述轴体的轴线设置，通过所述密封槽与所述密封环相配合，以阻止所述发动机具有的油缸盖罩和缸盖密封油槽中的油泄露；
优选地，所述密封槽具有多个，所述油槽具有多个，所述密封槽与所述油槽依次沿着所述轴体的轴向相互交替排布。
进一步地，
所述第一堵头处开设有截面为矩形的矩形状槽体，通过所述矩形状槽体与相应的矩形键配合，使所述矩形状槽体驱动所述发动机的水泵的带轮，所述带轮通过相应皮带驱动所述水泵为所述发动机供水；
其中，所述发动机的水泵的带轮为所述发动机的具有驱动键的水泵的带轮；
优选地，所述第一堵头与所述轴体的一个端部通过过盈压装配合；
优选地，所述vvt为发动机可变气门正时。
另外，本申请还提供了一种凸轮轴结构的制造装配方法，该方法包括：
将多个凸轮分别开设第一通孔；
将与所述凸轮相配合的轴体内形成空腔；
将所述轴体插入多个所述凸轮的所述第一通孔中；
调节所述凸轮相对所述轴体的位置；
或/和在所述轴体的轴向上调节多个所述凸轮中的每个相对于其他所述凸轮的位置及角度；
将多个所述凸轮固定于所述轴体的指定位置处；
优选地，所述空腔沿着所述轴体的轴向贯通设置；
优选地，多个所述凸轮中至少包括有油泵凸轮；
优选地，多个所述凸轮与所述轴体通过压装方式相固定。
另外，本申请还提供了一种降低发动机油耗的方法，该方法包括：
所述发动机具有凸轮轴结构并安装于车辆，通过使所述凸轮轴结构的轴体内具有空腔降低所述凸轮轴结构的重量，以降低所述车辆油耗；
优选地，所述发动机至少具有与所述凸轮轴结构相配合的滚动轴承，通过较少所述凸轮轴结构转动时的摩擦，以降低所述车辆油耗；
优选地，所述滚动轴承具有滚动体，所述滚动体为球体或辊子。
本申请的技术效果：
对于本申请的凸轮轴，其轴体具有沿着其轴向设置的空腔。通过所述空腔降低所述发动机的重量，以降低所述车辆油耗。
进一步地，所述轴体安装有具有滚动体的滚动轴承，通过所述滚动轴承减少所述凸轮轴结构转动时的摩擦，以降低所述发动机的油耗。
由于本申请的凸轮与轴体是相互分离的，这就使得轴体和凸轮可以分开加工，这样相对于整体式的发动机凸轮轴结构，便于加工制造。而且，在这种情况下，轴体内的空腔可以为贯通的通腔，也可以是贯通的通孔，而本领域技术人员可以理解的是，对于在轴的轴向加工通孔，也是很常规的加工方式，使用普通的加工设备便可以达到加工要求。相比之下，现有技术中的一体式凸轮轴通常为铸造或者锻造成型，采用铸铁或者球铁材料，都为实心结构，质量大，无法实现减重，目前可以减重的结构为在实心的轴钻孔减重，由于凸轮轴长度(三缸)约在400mm长度，四缸机和直列六缸机的凸轮轴长度更长，对其轴体钻孔需要很长的刀具才能完成，加工复杂。因此，本申请的凸轮通过其具有的第一通孔与轴体外侧壁相固定的方式加工生产凸轮轴，更加快捷。
另外，对于凸轮轴在发动机中的装配，由于发动机内部结构复杂，各种机构繁多，如链传动件、带传动件及活塞件等。凸轮轴至少需要与这些部件对接。而现有技术中的凸轮轴往往是已经制备好，凸轮不能相对其轴体转动或移动，这样非常不便于对凸轮轴进行装配，从而导致发动机的装配工作费时费力，使得车辆的生产成本大幅度提高。而在本申请中，恰好解决了这一问题，通过所述第一通孔与所述轴体相配合，使所述凸轮能够沿着所述轴体的轴向移动并固定于所述轴体的任意指定位置处。然后再将凸轮与轴体相固定，这样可以通过调节凸轮相对于发动机内其他机构的位置，来避免安装干涉。同时，通过所述第一通孔与所述轴体相配合使所述凸轮能够相对所述轴体转动，以使得多个所述凸轮中的任一一个能够相对于其他所述凸轮转动并固定于任意位置处。可以根据凸轮轴装配的实际情况，来调整多个凸轮之间在轴体轴向上的相对位置，使得凸轮轴与相应的多个气门的顺序开启和关闭的配合更加连贯完整。从而提高了发动机的运行效率。
此外，所述轴体为圆柱形钢管，而圆柱形钢管既方便采购，又方便于发动机制造商自行设计制造。从而进一步的降低了发动机的生产成本。
需要说明的是，通过第一通孔与轴体配合这种方式，不但适合于具有空腔的轴体，也适合于实心轴体，换句话说，前述凸轮与轴体的装配调整方式，适用于各种不同类型的凸轮轴。
最后，由于所述轴体为空心管状件，所述轴体与多个所述凸轮为能够相互分离的独立构件，这就使得，可以根据发动机的实际需要在轴体上安装其他功能的构件，这样，可以通过轴体与相应凸轮及其他构件的不同拼装方式，来扩大凸轮轴的使用功能，进而提高发动机的使用性能。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明所述凸轮轴结构的主要部件的拆分状态的示意性透视图；
图2是第一堵头的示意性剖视主视图；；
图3是图2的示意性右视图；
图4是沿着所述凸轮轴结构的轴向剖切的示意性主视图；
图5是所述凸轮轴结构的示意性主视图；
图6是凸轮轴结构的制造装配方法的流程示意图；
以上各图中的附图标记为：
1轴体、11空腔、2凸轮、21第一通孔、22油泵凸轮、23信号盘、24第二通孔、3滚动轴承、41第一堵头、411矩形状槽体、42第二堵头、421油槽、422密封槽、423密封环、51定位销。
具体实施方式
图1是本发明所述凸轮轴结构的主要部件的拆分状态的示意性透视图；参见图1，本申请提供了一种用于发动机的凸轮轴结构，发动机用于驱动车辆，凸轮轴结构包括：轴体1以及多个凸轮2。轴体1具有沿着其轴向设置的空腔11。通过空腔11降低发动机的重量，以降低车辆油耗。多个凸轮2沿着轴体1的轴向顺次固定于轴体1处。多个凸轮2用于控制发动机的气门开启和/或关闭。
图4是沿着所述凸轮轴结构的轴向剖切的示意性主视图；同时参见图1及图4，并以图4为主描述，进一步地，轴体1为空心管状件，轴体1与多个凸轮2为能够相互分离的独立构件，空腔11为轴体1的空心部。每个凸轮2具有第一通孔21，轴体1穿射过凸轮2的第一通孔21，以使凸轮2与轴体1保持固定。
优选地，通过第一通孔21与轴体1相配合，使凸轮2能够沿着轴体1的轴向移动并固定于轴体1的任意指定位置处。
优选地，通过第一通孔21与轴体1相配合使凸轮2能够相对轴体1转动，以使得多个凸轮2中的任一一个能够相对于其他凸轮2转动并固定于任意位置处。
优选地，轴体1的外侧壁固定有多个键(附图未示出)，每个键沿着轴体1的轴向布置，凸轮2的第一通孔21的侧壁开设有与键相对接的键槽(附图未示出)，通过键槽与键相配合，以阻止凸轮2相对于轴体1转动。
优选地，通过键槽与键相配合，使凸轮2能够沿着轴体1的轴向移动并固定于任意指定位置处；
优选地，凸轮2通过压装方式与轴体1相固定；
优选地，轴体1为圆柱形钢管；
优选地，轴体1替换为实心轴。
由于本申请的凸轮2与轴体1是相互分离的，这就使得轴体1和凸轮2可以分开加工，这样相对于整体式的发动机凸轮轴结构，便于加工制造。而且，在这种情况下，轴体1内的空腔11可以为贯通的通腔，也可以使贯通的通孔，而本领域技术人员可以理解的是，对于在轴的轴向加工通孔，也是很常规的加工方式，使用普通的加工设备便可以达到加工要求。相比之下，现有技术中的一体式凸轮2轴通常为铸造或者锻造成型，采用铸铁或者球铁材料，都为实心结构，质量大，无法实现减重，目前可以减重的结构为在实心的轴钻孔减重，由于凸轮2轴长度(三缸)约在400mm长度，四缸机和直列六缸机的凸轮2轴长度更长，对其轴体1钻孔需要很长的刀具才能完成，加工复杂。因此，本申请的凸轮2通过其具有的第一通孔21与轴体1外侧壁相固定的方式加工生产凸轮2轴，更加快捷。
另外，对于凸轮2轴在发动机中的装配，由于发动机内部结构复杂，各种机构繁多，如链传动件、带传动件及活塞件等。凸轮2轴至少需要与这些部件对接。而现有技术中的凸轮2轴往往是已经制备好，凸轮2不能相对其轴体1转动或移动，这样非常不便于对凸轮2轴进行装配，从而导致发动机的装配工作费时费力，使得车辆的生产成本大幅度提高。而在本申请中，恰好解决了这一问题，通过第一通孔21与轴体1相配合，使凸轮2能够沿着轴体1的轴向移动并固定于轴体1的任意指定位置处。然后再将凸轮2与轴体1相固定，这样可以通过调节凸轮2相对于发动机内其他机构的位置，来避免安装干涉。同时，通过第一通孔21与轴体1相配合使凸轮2能够相对轴体1转动，以使得多个凸轮2中的任一一个能够相对于其他凸轮2转动并固定于任意位置处。可以根据凸轮2轴装配的实际情况，来调整多个凸轮2之间在轴体1轴向上的相对位置，使得凸轮2轴与相应的多个气门的顺序开启和关闭的配合更加连贯完整。从而提高了发动机的运行效率。
此外，轴体1为圆柱形钢管，而圆柱形钢管既方便采购，又方便于发动机制造商自行设计制造。从而进一步的降低了发动机的生产成本。
需要说明的是，通过第一通孔21与轴体1配合这种方式，不但适合于具有空腔11的轴体1，也适合于实心轴体1，换句话说，前述凸轮2与轴体1的装配调整方式，适用于各种不同类型的凸轮2轴。
最后，由于轴体1为空心管状件，轴体1与多个凸轮2为能够相互分离的独立构件，这就使得，可以根据发动机的实际需要在轴体1上安装其他功能的构件，这样，可以通过轴体1与相应凸轮2及其他构件的不同拼装方式，来扩大凸轮2轴的使用功能，进而提高发动机的使用性能。
参见图1及图4，进一步地，多个凸轮2中的一个为油泵凸轮22，油泵凸轮22用于控制发动机内开始或停止提供高压油；以使得油泵凸轮22可以沿着轴体1的轴向移动于相应的位置处。
油泵凸轮22用于驱动发动机的高压油泵，使所述高压油泵将定量的燃油泵入到所述发动机的相应油轨中；
优选地，油泵凸轮22安装于轴体1的一端处；
优选地，油泵凸轮22通过压装方式固定于轴体1处。
参见图1，进一步地，凸轮轴结构还具有信号盘23，信号盘23用于检测凸轮轴结构的相位；信号盘23开设有第二通孔24，通过第二通孔24与轴体1相配合，使信号盘23能够沿着轴体1的轴向移动并固定于轴体1的任意指定位置处。
优选地，信号盘23安装于轴体1的另一端处；
优选地，信号盘23通过压装方式固定于轴体1处。
参见图1，进一步地，轴体1安装有具有滚动体的滚动轴承3，通过滚动轴承3减少凸轮轴结构转动时的摩擦，以降低发动机的油耗；
优选地，滚动轴承3为球轴承；
优选地，滚动轴承3为辊子轴承(附图未示出)；
优选地，滚动轴承3安装于轴体1的端部。
参见图1，进一步地，空腔11沿着轴体1的轴向贯通设置，轴体1的两端分别通过第一、第二堵头41、42封闭空腔11；
第二堵头42处安装有vvt安装轴颈5，vvt安装轴颈5与车辆具有的vvt相配合；
优选地，轴体1为圆柱形钢管；
优选地，凸轮轴结构具有滚动轴承3，滚动轴承3安装于第二堵头42处；
优选地，滚动轴承3通过压装方式固定于第二堵头42处；
优选地，滚动球轴承与第二堵头42过盈配合。
图5是所述凸轮轴结构的示意性主视图；同时参见图1及图5，进一步地，vvt安装轴颈5与轴体1同轴设置，vvt安装轴颈5的外端固定有定位销51，定位销51用于对vvt和凸轮轴结构装配定位，定位销51沿着轴体1的轴向与其非同轴设置；
优选地，第二堵头42处开设有油槽421，油槽421包括vvt提前油槽和vvt滞后油槽，发动机的机油泵的油通过vvt提前油槽和vvt滞后油槽进入vvt内，以控制凸轮轴结构相位向提前方向和滞后方向调节，vvt提前油槽和vvt滞后油槽均呈环状环绕轴体1的轴线开设于第二堵头42的外侧壁处；
优选地，第二堵头42开设有密封槽422，并安装有与密封槽422相配合的密封环423，密封槽422环绕轴体1的轴线设置，通过密封槽422与密封环423相配合，以阻止发动机具有的油缸盖罩和缸盖密封油槽421中的油泄露；
优选地，密封槽422具有多个，油槽421具有多个，密封槽422与油槽421依次沿着轴体1的轴向相互交替排布。
图2是第一堵头的示意性剖视主视图；图3是图2的示意性右视图；参见图2及图3，进一步地，第一堵头41处开设有截面为矩形的矩形状槽体411，通过矩形状槽体与相应的矩形键配合，使矩形状槽体驱动发动机的水泵的带轮，带轮通过相应皮带驱动水泵为发动机供水；
其中，发动机的水泵的带轮为发动机的具有驱动键的水泵的带轮；
优选地，第一堵头41与轴体1的一个端部通过过盈压装配合；
优选地，vvt为发动机可变气门正时。
图6是凸轮轴结构的制造装配方法的流程示意图；参见图6，另外，本申请还提供了一种凸轮轴结构的制造装配方法，包括
s100(步骤1)、将多个凸轮2分别开设第一通孔21；
s200(步骤2)、将与凸轮2相配合的轴体1内形成空腔11；
s300(步骤3)、将轴体1插入多个凸轮2的第一通孔21中；
s400(步骤4)、调节凸轮2相对轴体1的位置；
s500(步骤5)、或/和在轴体1的轴向上调节多个凸轮2中的每个相对于其他凸轮2的位置及角度；
s600(步骤6)、将多个凸轮2固定于轴体1的指定位置处。
优选地，空腔11沿着轴体1的轴向贯通设置；
优选地，多个凸轮2中至少包括有油泵凸轮22；
优选地，多个凸轮2与轴体1通过压装方式相固定。
另外，本申请还提供了一种降低发动机油耗的方法，该方法包括(附图未示出)：
发动机具有凸轮轴结构并安装于车辆，通过使凸轮轴结构的轴体1内具有空腔11降低凸轮轴结构的重量，以降低车辆油耗；
优选地，发动机至少具有与凸轮轴结构相配合的滚动轴承3，通过较少凸轮轴结构转动时的摩擦，以降低车辆油耗；
优选地，滚动轴承3具有滚动体，滚动体为球体或辊子。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。