專利名稱：組合式凸輪軸和設置有該組合式凸輪軸的內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設置在由汽車發(fā)動機等代表的內燃機中的凸輪軸。本發(fā) 明尤其涉及一種由一體地裝配在一起的多個部件形成的組合式凸輪軸以及設 置有該組合式凸輪軸的內燃機。
背景技術：
例如，公開號為JP-A-7-54096的日本專利申請描述了一種技術，其中與 內燃機(以下簡稱為"發(fā)動機")的進氣閥和排氣閥對應的凸輪(以下將這些 凸輪稱為"閥操作凸輪")設置在一個凸輪軸(或多個凸輪軸)上，用于打開 和關閉進氣閥和排氣閥(在OHC發(fā)動機中，進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)之間共用一 個凸輪軸。在DOHC發(fā)動機中，為每個系統(tǒng)配置單獨的凸輪軸，即為進氣系統(tǒng) 設置一個凸輪軸，為排氣系統(tǒng)設置另一個凸輪軸)。也就是說，閥操作凸輪與 凸輪軸一起旋轉，并且隨著這些閥操作凸輪旋轉，闊操作凸輪的凸輪尖向進 氣閥和排氣閥施加壓力，因而驅動閥打開。附帶提及的是，對于一般的鑄鐵 凸輪軸，凸輪軸主體和閥操作凸輪一體地形成。
同時，在需要高壓以將燃料供給到燃料噴射器的發(fā)動機中，如缸內直噴 型發(fā)動機的情形，例如，從燃料罐泵送的燃料由高壓燃料泵加壓并且被供給 到燃料噴射器。更具體來說，例如，如在公開號為JP-A-2005-133618的日本 專利申請中所描述的，采用柱塞泵作為高壓燃料泵。使用凸輪軸的旋轉驅動 力來操作該高壓燃料泵。也就是說，將燃料泵驅動凸輪一體地裝配到凸輪軸 上。因此，隨著凸輪軸旋轉，燃料泵驅動凸輪也旋轉，并且隨著燃料泵驅動 凸輪旋轉，該燃料泵驅動凸輪的凸輪尖向高壓燃料泵的升降器施加壓力，從 而前后移動柱塞，這就增加了燃料的壓力。
但是，因為燃料泵驅動凸輪在高壓燃料泵的升降器上滑動的同時向高壓 燃料泵的升降器施加壓力，所以燃料泵驅動凸輪必須是高耐磨損性的并且具 有高疲勞強度。鑒于此，在公開號為JP-A-2005-133618的日本專利申請所描 述的技術中，燃料泵驅動凸輪獨立于凸輪軸主體形成，并且僅燃料泵驅動凸
4輪由燒結材料制成，從而確保了耐磨損性和疲勞強度。在這種情況下，開口 形成在燃料泵驅動凸輪的中心部中，并且燃料泵驅動凸輪壓配合到設置在凸 輪軸主體上的燃料泵驅動凸輪安裝部上。
但是，正如在公開號為JP-A-2005-133618的日本專利申請中描述的結構 的情形下，當燃料泵驅動凸輪被一體地裝配到凸輪軸主體上時，如上所述， 因為閥操作凸輪一體地形成在凸輪軸主體上，所以，在凸輪軸的軸向上，燃 料泵驅動凸輪的安裝位置必須在閥操作凸輪被形成的位置的外側，即燃料泵 驅動凸輪的安裝位置必須在凸輪軸主體一側的端部上。例如，對于縱置式發(fā) 動機，燃料泵驅動凸輪的安裝位置在發(fā)動機的前端部或后端部的附近。因為 高壓燃料泵布置在燃料泵驅動凸輪的安裝位置的上方，因而該高壓燃料泵布 置為在發(fā)動機的前端部或后端部的附近向上突出。
如果高壓燃料泵布置為在發(fā)動機的前端部的附近向上突出，則必須確保 高壓燃料泵的上端和機罩(即發(fā)動機罩)之間的足夠距離，這將干涉用于獲 得萬一與行人發(fā)生接觸時保護行人的結構的設計的自由度。另一方面，如果 高壓燃料泵布置為在發(fā)動機的后端部的附近向上突出，則存在高壓燃料泵將 干涉前圍板(dash panel)(即，將發(fā)動機室與車廂內部隔離的面板)的可能 性。為了避免這種干涉，可能需要重新修改前圍板或高壓燃料泵的設計。

發(fā)明內容
因而本發(fā)明提供了一種能提高在組合式凸輪軸上的燃料泵驅動凸輪的安 裝位置的自由度的結構，所述組合式凸輪軸形成有用于驅動裝配到凸輪軸主 體上的燃料泵的燃料泵驅動凸輪。
本發(fā)明的目的是通過使閥操作凸輪成為與凸輪軸主體獨立的構件，并且 在首先將燃料泵驅動凸輪安裝到凸輪軸主體上后，從軸向的外側將這些閥操 作凸輪安裝到凸輪軸主體上，來提高燃料泵驅動凸輪的安裝位置的自由度。
因而本發(fā)明的第一方案涉及一種組合式凸輪軸，其中燃料泵驅動凸輪裝 配在設置有多個閥操作凸輪的凸輪軸主體上。該組合式凸輪軸的特征在于，
燃料泵驅動凸輪通過壓配合裝配在凸輪軸主體上的如下位置在凸輪軸主體 的軸向上沿凸輪軸主體布置的多個閥操作凸輪中的在軸向上的最外側閥操作 凸輪之間；以及至少一個最外側閥操作凸輪通過壓配合裝配到凸輪軸主體上。根據(jù)前述組合式凸輪軸，首先，通過壓配合將燃料泵驅動凸輪裝配在凸 輪軸主體的軸向上的預定位置，之后，接著通過壓配合將閥操作凸輪裝配在 燃料泵驅動凸輪的外側(即，在凸輪軸主體的軸向上的外側)的預定位置。 因此，能夠將燃料泵驅動凸輪安裝在凸輪軸主體的軸向上的基本中間位置， 而不會干涉閥操作凸輪，因而，由該燃料泵驅動凸輪的旋轉所驅動的燃料泵 也能夠布置在軸向上的基本中間位置。結果，能夠確保獲得萬一與行人發(fā)生 接觸時的保護行人的結構的設計的較大自由度。而且，燃料泵不會干涉前圍 板。
在前述方案中，多個閥操作凸輪壓配合部和單個燃料泵驅動凸輪壓配合 部可以形成在凸輪軸主體上，并且燃料泵驅動凸輪壓配合部的外徑尺寸可以 大于閥操作凸輪壓配合部的外徑尺寸。
根據(jù)該結構，與閥操作凸輪壓配合部的外徑尺寸基本匹配的開口形成在 閥操作凸輪的中心位置，以及與燃料泵驅動凸輪壓配合部的外徑尺寸基本匹 配的開口形成在燃料泵驅動凸輪的中心部。如上所述，燃料泵驅動凸輪壓配 合部的外徑尺寸大于閥操作凸輪壓配合部的外徑尺寸，所以燃料泵驅動凸輪 中的開口的內徑尺寸大于閥操作凸輪壓配合部的外徑尺寸。因而，當安裝燃 料泵驅動凸輪時，從一端側安裝在凸輪軸主體上的燃料泵驅動凸輪始終能夠 平滑通過閥操作凸輪壓配合部而到達燃料泵驅動凸輪壓配合部，而燃料泵驅 動凸輪中的開口的內緣不會干涉閥操作凸輪壓配合部，從而利于裝配燃料泵 驅動凸輪的作業(yè)。此外，使燃料泵驅動凸輪壓配合部的外徑尺寸較大，這樣 使得能夠確保燃料泵驅動凸輪壓配合部的外周面和形成在燃料泵驅動凸輪中 的開口的內周面之間的大接觸面積。結果，能夠將燃料泵驅動凸輪牢固地固 定到燃料泵驅動凸輪壓配合部上，因而提高了燃料泵驅動凸輪的保持力，使 燃料泵驅動凸輪不易于滑出。
在前述方案中，閥操作凸輪可以由固相燒結材料形成。而且，在上述方 案中，燃料泵驅動凸輪可以由液相燒結材料形成。因此，能夠準確保持閥操 作凸輪的凸輪形狀(凸輪面)，并且能夠確保燃料泵驅動凸輪的高耐磨損性和 高疲勞強度。
本發(fā)明的第二方案涉及一種設置有根據(jù)第一方案的組合式凸輪軸的內燃 機。該內燃機的特征在于包括氣缸蓋，其可旋轉地支撐組合式凸輪軸；燃料泵，其增加要被供給到內燃機的燃燒室中的燃料的壓力；以及燃料泵支撐 架，其由氣缸蓋支撐，并且將燃料泵支撐在燃料泵驅動凸輪的上方。
在本發(fā)明中，閥操作凸輪由與凸輪軸主體獨立的構件形成，以便在將燃 料泵驅動凸輪安裝在凸輪軸主體上后，能夠從凸輪軸主體的軸向的外側安裝 閥操作凸輪。因此，能夠提高燃料泵驅動凸輪的安裝位置的自由度。結果， 由該燃料泵驅動凸輪的旋轉所驅動的燃料泵能夠布置在凸輪軸主體的軸向上 的基本中間位置，因而，確保了用于獲得萬一與行人發(fā)生接觸時的保護行人 的結構的設計的更大自由度，并且，消除了燃料泵與前圍板之間的干涉。


從下述結合附圖對示范實施例的描述中，本發(fā)明的上述以及進一步的目
的、特征和優(yōu)勢將變得明顯，其中使用相同的標記來代表相同的元件，其中
圖1為從沿曲軸的軸線的方向觀察的、根據(jù)本發(fā)明的一示范實施例的設 置有組合式凸輪軸的V型發(fā)動機的內部的示意圖2為示意性地示出發(fā)動機和進氣及排氣系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖3為以框架形式示出燃料供給系統(tǒng)的結構的視圖4為進氣凸輪軸的側視圖5為進氣凸輪軸的分解圖；以及
圖6為凸輪軸支承殼、凸輪軸、泵支撐架和凸輪蓋的分解立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將結合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一示范實施例的組合式凸輪軸。在以 下說明中，組合式凸輪軸安裝在汽車用V型8缸發(fā)動機(內燃機)上。 一發(fā)動機的整體結構的說明
在描述根據(jù)本發(fā)明的該示范實施例的組合式凸輪軸的結構之前，將描述 安裝有所述組合式凸輪軸的發(fā)動機的整體結構。
圖1為從沿曲軸C的軸線的方向觀察的、根據(jù)一示范實施例的設置有組 合式凸輪軸的V型發(fā)動機E的內部的示意圖。并且，圖2為示意性地示出發(fā) 動機E和進氣及排氣系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖。
圖1僅示出了一對氣缸5L和5R;省略了其它氣缸。因此，在以下說明 中，僅描述圖1中示出的氣缸5L和5R。如圖所示，V型發(fā)動機E具有在氣缸
7體1的上部突出為V形的一對氣缸組2L和2R。每個氣缸組2L和2R均具有 布置在氣缸體1的上端部上的氣缸蓋3L和3R，以及設置在每個氣缸蓋3L和 3R的上端上的氣缸蓋罩4L和4R。多個氣缸5L和5R (例如，每個氣缸組2L 和2R中有四個氣缸)以預定夾角(諸如90° )布置在氣缸體1中?；钊?1L 和51R以使它們能夠上下運動的方式安放在這些氣缸5L和5R內部。而且， 活塞51L和51R經(jīng)由連桿52L和52R各自連接到曲軸C上，以使動力能夠傳 送到曲軸C上。此外，曲軸箱6安裝在氣缸體1的下側，而且從氣缸體l內 部的下部延伸到曲軸箱6內部的空間用作曲柄室61。此外，用作油收集部的 油底殼62布置在曲軸箱6下方。
此外，用于打開和關閉進氣口 31L和31R的進氣閥32L和32R，以及用 于打開和關閉排氣口 33L和33R的排氣閥34L和34R安裝到氣缸蓋3L和3R 上。通過布置在凸輪室41L和41R中的凸輪軸35L、 35R、 36L和36R的旋轉， 操作這些閥32L、 32R、 34L和34R打開和關閉，所述凸輪室41L和41R形成 在氣缸蓋3L和3R與氣缸蓋罩4L和4R之間。也就是說，設置在凸輪軸35L、 35R、 36L和36R上的閥操作凸輪130U 130R、 131L和131R凸輪尖向閥32L、 32R、 34L和34R施加壓力，從而打開閥32L、 32R、 34L和34R。附帶提及的 是，該示范實施例中的閥操作系統(tǒng)是滾子搖臂式系統(tǒng)。
此外，根據(jù)該示范實施例的設置有組合式凸輪軸的發(fā)動機E的氣缸蓋3L 和3R具有對開結構(split structures)。更具體來說，氣缸蓋3L和3R各 自由安裝在氣缸體1的上表面的氣缸蓋主體37L和37R和安裝在氣缸蓋主體 37L和37R的上側的凸輪軸支承殼38L和38R形成。這種對開結構的原因是， 因為這使得更易于裝配發(fā)動機的組成部件。也就是說，進氣閥32L和32R、 排氣閥34L和34R、以及閥操作機構的各種部件被裝配到氣缸蓋主體37L和 37R上，而凸輪軸35U 35R、 36L和36R由凸輪軸支承殼38L和38R支撐。 然后，通過螺栓或其它這種器件將凸輪軸支承殼38L和38R —體地裝配在氣 缸蓋主體37L和37R的上側，從而完成了氣缸蓋3L和3R。因此，改善了裝 配發(fā)動機的組成部件時的可操作性。
同時，分別與氣缸組2L和2R對應的進氣歧管7L和7R布置在氣缸組2L 和2R的內側(即氣缸組之間的側)的上部。進氣歧管7L和7R的下游端與進 氣口31L和31R連通。進氣歧管7L和7R還與進氣管73連通，進氣管73設 置有穩(wěn)壓罐71 (見圖2)和節(jié)流閥72并且為兩個氣缸組所共用?？諝鉃V清器74設置在此進氣管73的上游側。因此，從空氣濾清器74導入到進氣管73 中的空氣通過穩(wěn)壓罐71被導入到進氣歧管7L和7R中。
氣口噴射燃料噴射器(即氣口噴射燃料噴射閥)75L和75R設置在氣缸 蓋3L和3R的進氣口 31L和31R中。當燃料從這些氣口噴射燃料噴射器75L 和75R噴射出時，所述燃料與導入到進氣歧管7L和7R中的空氣混合以形成 混合氣，然后當進氣閥32L和32R打開時將所述混合氣導入到燃燒室76L和 76R中。
此外，根據(jù)該示范實施例的設置有組合式凸輪軸的發(fā)動機E還設置有缸 內直噴燃料噴射器(缸內直噴燃料噴射閥)78L和78R。當燃料從這些缸內直 噴燃料噴射器78L和78R噴射出時，所述燃料直接噴入燃燒室76L和76R。
以下是氣口噴射燃料噴射器75L和75R和缸內直噴燃料噴射器78L和78R 的燃料噴射模式的一個示例。當發(fā)動機E以低負荷到中負荷運轉時，燃料從 兩種類型的燃料噴射器75L、 75R、 78L和78R噴射出以形成均勻的混合氣， 試圖提高燃料效率和減少排放。而且，當發(fā)動機E以高負荷運轉時，燃料僅 從缸內直噴燃料噴射器78L和78R噴射出，試圖通過進氣冷卻效應抑制爆燃 且提高充電效率。但是，這些燃料噴射器75L、 75R、 78L和78R的燃料噴射 模式并不限于此。
隨后將描述用于將燃料供給到這些氣口噴射燃料噴射器75L和75R與缸 內直噴燃料噴射器78L和78R的燃料供給系統(tǒng)。
如圖2所示，火花塞77L和77R布置在燃燒室76L和76R的頂部。在燃 燒室76L和76R中，火花塞77L和77R點火后混合氣的點火壓力傳遞到活塞 51L和51R,導致活塞51L和51R上下運動?；钊?1L和51R的該往復運動經(jīng) 由連桿52L和52R傳遞到曲軸C，在曲軸C處所述往復運動被轉換為旋轉運 動并且作為發(fā)動機E的輸出。而且，圖1中所示的凸輪軸35L、 35R、 36L和 36R由正時鏈傳遞的來自曲軸C的動力可旋轉地驅動。該旋轉導致閥32L、32R、 34L和34R打開和關閉。
混合氣燃燒后變成排氣，當圖2中所示的排氣閥34L和34R打開時所述 排氣被排放到排氣歧管8L和8R。排氣管81L和81R連接到排氣歧管8L和8R 上。另外，內裝三元催化劑等的催化轉化器82L和82R安裝到排氣管81L和 81R上。當排氣經(jīng)過這些催化轉化器82L和82R時，排氣中所含的碳氫化合
9物(HC)、 一氧化碳(CO)和氮氧化物(N0x)被去除。而且，排氣管81L和81R 的下游端并接在一起并且連接到消音器83上。 一燃料供給系統(tǒng)
接下來，將結合圖3描述用于將燃料供給到氣口噴射燃料噴射器75L和 75R與缸內直噴燃料噴射器78L和78R的燃料供給系統(tǒng)。圖3為以框架形式 示出的為發(fā)動機E的一個氣缸組設置的燃料供給系統(tǒng)100的結構的視圖，所 述發(fā)動機設置有根據(jù)該示范實施例的組合式凸輪軸。也就是說，發(fā)動機E具 有兩個這些燃料供給系統(tǒng)100，為每個氣缸組2L和2R設置一個燃料供給系 統(tǒng)。此處，將代表性地描述為右氣缸組2R設置的燃料供給系統(tǒng)100。
燃料供給系統(tǒng)100包括從燃料罐101泵送燃料的供給泵102。連接到該 供給泵102的排放側的低壓燃料管路103分支為低壓燃料管路LF和高壓燃料 管路HF。
連接到低壓燃料管路103的一個分支側的低壓燃料管路輸送管104設置 在低壓燃料管路LF中。該低壓燃料管路輸送管104連接到每個氣缸(即四個 氣缸中的每個氣缸)的氣口噴射燃料噴射器57R，并且設置有用于抑制低壓 燃料管路輸送管104中的燃料壓力脈動的脈動阻尼器105。
同時，高壓燃料管路HF設置有高壓燃料泵110，所述高壓燃料泵110對 由供給泵102泵送并且經(jīng)由低壓燃料管路103的另一分支側吸入的燃料加壓， 然后將該被加壓的燃料排放到每個氣缸(即四個氣缸中的每個氣缸)的缸內 直噴燃料噴射器78R。
該高壓燃料泵110的總體結構包括氣缸111、柱塞112、加壓室113和電 磁泄流閥114。升降器112a安裝到柱塞112的下端，而燃料泵驅動凸輪115 安裝到進氣凸輪軸35R上。該燃料泵驅動凸輪115具有環(huán)繞進氣凸輪軸35R 的旋轉軸彼此間隔180。角度形成的兩個凸輪凸角(凸輪尖)116。結果，當 燃料泵驅動凸輪115隨進氣凸輪軸35R旋轉時，凸輪尖116經(jīng)由升降器112a 向上推動柱塞112，以使柱塞112在氣缸111內部上下運動，并且隨著柱塞 112上下運動，加壓室113的容積增加和減少。
附帶提及的是，根據(jù)該示范實施例的設置有組合式凸輪軸的發(fā)動機E的 每個氣缸組具有四個氣缸。因此，在發(fā)動機E的一個循環(huán)期間，即曲軸C的 每兩次旋轉期間，為每個氣缸設置的每個燃料噴射器(氣口噴射燃料噴射器 75R和缸內直噴燃料噴射器78R中的一個或兩個)執(zhí)行一次燃料噴射。而且，在該發(fā)動機E中，曲軸C每旋轉兩次，進氣凸輪軸35R旋轉一次。因此，在 發(fā)動機E的一個循環(huán)期間，燃料噴射器75R和78R進行四次燃料噴射，并且 高壓燃料泵110排放加壓燃料兩次。
加壓室113由柱塞112和氣缸111限定。該加壓室113經(jīng)由低壓燃料管 路103與供給泵102連通，以及經(jīng)由高壓管路106與高壓燃料管路輸送管107 (即蓄壓器)連通。
如圖3所示，多個缸內直噴燃料噴射器78R連接到高壓燃料管路輸送管 107?；亓鞴苈?08也經(jīng)由安全閥107a連接到高壓燃料管路輸送管107。當 高壓燃料管路輸送管107內部的燃料壓力超過預定壓力(諸如15MPa)時， 該安全閥107a打開。當安全閥107a打開時，高壓燃料管路輸送管107中存 儲的一些燃料經(jīng)由回流管路108回流到燃料罐101，從而防止了高壓燃料管 路輸送管107中的燃料壓力上升得太高。而且，由燃料排放管路109將回流 管路108和高壓燃料泵IIO連接在一起。從柱塞112和氣缸111之間的間隙 滲漏的燃料收集在密封部件117上方的燃料收集室118中，并且經(jīng)由連接到 燃料收集室118的燃料排放管路109和回流管路108回流到燃料罐101。
過濾器103a和壓力調節(jié)器103b設置在低壓燃料管路103中。當?shù)蛪喝?料管路103中的燃料壓力超過預定壓力(諸如0. 4MPa)時，壓力調節(jié)器103b 通過使低壓燃料管路103中的燃料回流到燃料罐101來保持低壓燃料管路 103內部的燃料壓力等于或小于預定壓力。而且，脈動阻尼器119設置在高 壓燃料泵110的進氣側。高壓燃料泵110運行時，該脈動阻尼器119抑制低 壓燃料管路103中的燃料壓力脈動。此外，用于防止高壓燃料泵110排放的 燃料的倒流的止回閥120設置在高壓燃料管路106中。
用于允許或防止低壓燃料管路103和加壓室113之間的連通的電磁泄流 閥114設置在高壓燃料泵110中。該電磁泄流閥114具有螺線管114a，并且 通過控制流向該螺線管114a的電流而被打開和關閉螺線管。當電流停止流向 螺線管114a時，通過來自螺旋彈簧114b的推動力，電磁泄流閥114打開。 以下，將描述該電磁閥114的打開和關閉操作。
首先，當電流停止流向螺線管114a時，通過來自螺旋彈簧114b的推動 力，電磁泄流闊114打開，從而開啟了低壓燃料管路103和加壓室113之間 的連通。在該狀態(tài)下，當柱塞112在增加加壓室113的容積的方向上移動(即在進氣行程期間)時，由供給泵102泵送的燃料經(jīng)由低壓燃料管路103被吸 入到加壓室113。
另一方面，當通過在柱塞112在減少加壓室113的容積的方向上移動(即 在加壓行程期間)時流向螺線管114a的電流，電磁泄流閥114抵抗螺旋彈簧 114b的推動力而關閉時，低壓燃料管路103和加壓室113之間的連通被切斷。 當加壓室113中的燃料壓力達到預定值時，單向闊121打開，以便通過高壓 燃料管路106將高壓燃料排放到高壓管路輸送管107。
通過控制在加壓行程期間電磁泄流閥114關閉的時間段，來調節(jié)從高壓 燃料泵110排放的燃料的量(以下也稱為"燃料排放量")。也就是說，當通 過使閥提早開始關閉來實現(xiàn)使電磁泄流閥114保持關閉較長時間段時，燃料 排放量增加。相反地，當通過使閥推遲開始關閉來實現(xiàn)電磁泄流閥114保持 關閉較短時間段時，燃料排放量減少。這樣，能夠通過調節(jié)高壓燃料泵110 的燃料排放量，來控制高壓燃料管路輸送管107內的燃料壓力。
以上描述了為圖1中的右氣缸組2R設置的燃料供給系統(tǒng)100的結構。也 為左氣缸組2L設置了相同的燃料供給系統(tǒng)100。
一組合式凸輪軸的結構
接下來，將描述作為該示范實施例的特征構件的進氣凸輪軸(即組合式 凸輪軸)35L和35R的結構。為氣缸組2L和氣缸組2R設置的進氣凸輪軸35L 和35R的結構是相同的，所以此處僅代表性地描述為右氣缸組2R設置的進氣 凸輪軸35R。
圖4為進氣凸輪軸35R的側視圖，而圖5為進氣凸輪軸35R的分解圖。 為了利于理解進氣凸輪軸35R的特征，圖4和圖5僅示出了隨后將描述的凸 輪軸主體30R、多個閥操作凸輪130R和燃料泵驅動凸輪115。事實上，進氣 凸輪軸(即組合式凸輪軸)35R還具有除裝配到其上的凸輪130R和115以外 的構件，諸如裝到凸輪軸主體30R的端部的頂軸頸構件。并且，圖6為凸輪 軸支承殼38R、凸輪軸35R和36R以及凸輪蓋204a至208a的分解立體圖(圖 6的左側是發(fā)動機的前側)。
如圖4所示，進氣凸輪軸35R包括凸輪軸主體30R、八個閥操作凸輪130R 和燃料泵驅動凸輪115，所述閥操作凸輪130R和燃料泵驅動凸輪115是獨立 于凸輪軸主體30R形成的構件，然后被一體地裝配到凸輪軸主體30R上。
12凸輪軸主體30R可旋轉地安裝在凸輪軸支承殼38R上。如上所述，曲軸 C的旋轉力經(jīng)由未示出的正時鏈傳遞到凸輪軸主體30R，從而使凸輪軸主體 30R旋轉。如圖5所示，用于安裝閥操作凸輪133R的閥操作凸輪壓配合部130R 形成在凸輪軸主體30R的軸向上的多個位置。另外，用于安裝燃料泵驅動凸 輪115的燃料泵驅動凸輪壓配合部134R也形成在凸輪軸主體30R上。當從沿 凸輪軸主體30R的軸心(axial center)的方向觀察時，這些壓配合部133R 和134R的形狀大致是圓形的，并且在沿凸輪軸主體30R的軸心的方向上的寬 度尺寸(即厚度尺寸)實質相同。
閥操作凸輪壓配合部133R形成在與進氣閥32R的位置對應的位置。在該 示范實施例中，發(fā)動機E具有兩個用于每個氣缸的進氣閥32R和在每個氣缸 組2R中具有四個氣缸。因此，為了安裝八個閥操作凸輪130R，閥操作凸輪 壓配合部133R形成在八個部位。
同時，燃料泵驅動凸輪壓配合部134R形成在如下位置多個閥操作凸輪 壓配合部133R中的在凸輪軸主體30R的軸向上的最外側閥操作凸輪壓配合部 133R的在凸輪軸主體30R的軸向上的內側。更具體來說，燃料泵驅動凸輪壓 配合部134R形成在圖5右側的一組兩個閥操作凸輪壓配合部133R與圖5左 側的一組六個閥操作凸輪壓配合部133R之間。如上所述，右氣缸組2R具有 四個氣缸。當一組兩個閥操作凸輪壓配合部133R從圖5和圖6的左側起依次 對應于ttl、 tt2、 tt3和tt4氣缸時，燃料泵驅動凸輪壓配合部134R形成在與tt3 氣缸對應的閥操作凸輪壓配合部133R和與#4氣缸對應的閥操作凸輪壓配合 部133R之間的區(qū)域中。
而且，當閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸(圖5中的尺寸tl)都 實質相同時，燃料泵驅動凸輪壓配合部134R的外徑尺寸(圖5中的尺寸t2) 略大于閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸。例如，燃料泵驅動凸輪壓配合 部134R的外徑尺寸比閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸約大10mm。
閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸不必都相同。可選擇地，閥操作凸 輪壓配合部133R的外徑尺寸可以設定為，閥操作凸輪壓配合部133R越靠近 燃料泵驅動凸輪壓配合部134R，閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸越大。 這利于以下將描述的將閥操作凸輪130R壓配合到凸輪軸主體30R上的作業(yè)。 也就是說，在第一閥操作凸輪130R中形成的用于壓配合的開口大于安裝有第 二閥操作凸輪130R的閥操作凸輪壓配合部133R的外徑，所述第二閥操作凸輪130R設置在凸輪軸主體30R的軸向上的第一閥操作凸輪130R的外側。因 此，第一閥操作凸輪130R能夠平滑地裝在即將安裝第二閥操作凸輪130R的 閥操作凸輪壓配合部133R上，而第一閥操作凸輪130R的開口的內緣不會干 涉該閥操作凸輪壓配合部133R。
而且，如圖4所示，閥操作凸輪130R通過壓配合安裝在圖5所示的閥操 作凸輪壓配合部133R上，并且燃料泵驅動凸輪115也通過壓配合安裝在燃料 泵驅動凸輪壓配合部上。
如由圖5中的長短劃線交替的箭頭所示，將這些凸輪130R和115進行壓 配合的作業(yè)涉及首先從圖中凸輪軸主體30R的軸向的右側，將燃料泵驅動 凸輪115裝在凸輪軸主體30R上。此時，如上所述，燃料泵驅動凸輪壓配合 部134R的外徑尺寸大于閥操作凸輪壓配合部133R的外徑尺寸，因而在燃料 泵驅動凸輪115中形成的用于壓配合的開口115a的內徑尺寸也大于閥操作凸 輪壓配合部133R的外徑尺寸。因此，燃料泵驅動凸輪115能夠平滑地裝在閥 操作凸輪壓配合部133R上，而燃料泵驅動凸輪115的開口的內緣不會干涉該 閥操作凸輪壓配合部133R。 一旦燃料泵驅動凸輪115到達燃料泵驅動凸輪壓 配合部134R，則此時通過壓配合將燃料泵驅動凸輪115裝配到燃料泵驅動凸 輪壓配合部134R上。
當然，如果能夠獲得足以防止燃料泵驅動凸輪115滑出或旋轉的夾緊力 并且包括閥操作凸輪130R的壓配合裝配的壓配合裝配不受阻礙，則閥操作凸 輪壓配合部133R的外徑尺寸和燃料泵驅動凸輪壓配合部134R的外徑尺寸也 可以相同。
然后，如由圖5中的長短劃線交替的箭頭所示，在凸輪軸主體30R的軸 向上從凸輪軸主體30R的兩個外側端(即凸輪軸主體30R軸向上的兩個外側 端)，將閥操作凸輪130R裝在凸輪軸主體30R上。當閥操作凸輪130R到達它 們對應的閥操作凸輪壓配合部133R時，通過壓配合將所述閥操作凸輪130R 裝配到閥操作凸輪壓配合部133R上。
也可以在壓配合燃料泵驅動凸輪115之前，執(zhí)行將閥操作凸輪(與#1、 #2和#3氣缸對應的閥操作凸輪)130R壓配合到圖中燃料泵驅動凸輪115 被安裝的位置的左側的作業(yè)。
壓配合燃料泵驅動凸輪115和閥操作凸輪130R可以使用熱壓配合法來進 行，在所述熱壓配合法中，在凸輪115和130R被加熱后(即凸輪115和130R是熱的時)執(zhí)行壓配合作業(yè)?？蛇x擇地，在配合部133R和134R的外周面上可以預先形成花鍵或滾花，并且將凸輪115和130R壓配合在這些壓配合部133R和134R上。
結果，燃料泵驅動凸輪115安裝在如下位置多個閥操作凸輪130R中的在凸輪軸主體30R的軸向上的最外側閥操作凸輪130R的在凸輪軸主體30R的軸向上的內側，不會干涉閥操作凸輪130R。更具體來說，燃料泵驅動凸輪115安裝在圖4右側的一組兩個閥操作凸輪(與#4氣缸對應的閥操作凸輪)130R與圖4左側的一組六個閥操作凸輪(與m、 #2和#3氣缸對應的閥操作凸輪)130R之間的位置。
根據(jù)該示范實施例的凸輪軸主體30R的組成材料是鋼，根據(jù)該示范實施例的閥操作凸輪130R的組成材料是固相燒結材料，而根據(jù)該示范實施例的燃料泵驅動凸輪115的組成材料是液相燒結材料。
由固相燒結材料形成閥操作凸輪130R使得在經(jīng)常執(zhí)行的磨削凸輪時能夠準確地保持凸輪形狀(即凸輪面的形狀)，以便能夠按照期望精確設定開啟和關閉正時以及進氣閥32R的升程量。而且，由液相燒結材料形成燃料泵驅動凸輪115使得燃料泵驅動凸輪115能夠極精密地由具有在粉末之間高粘結強度的材料形成，從而使得能夠確保高耐磨損性和高疲勞強度。
如上所述裝配的進氣凸輪軸35R和排氣凸輪軸36R通過將它們放置在凸輪軸支承殼38R上而使二者可旋轉地支撐在凸輪軸支承殼38R上，然后如圖6所示，由凸輪蓋204a至208a從上方釘住(pin down)。
如圖6所示，用于支撐凸輪軸35R和36R的支承部204至208形成在凸輪軸支承殼38R上。作為用于可旋轉地支撐凸輪軸35R和36R的下側的半圓弧形凹部的支承凹部204b至208b和204c至208c，形成在支承部204至208上。凸輪蓋204a至208a由螺栓B緊固到這些支承部204至208上。由這些支承部204至208支撐的凸輪軸35R和36R的部分被表面處理，例如感應淬
火，以獲得高硬度。
而且，圖6的附圖標記9表示的構件是泵支撐架，其是支撐高壓燃料泵110的構件。高壓燃料泵110安裝在此泵支撐架9的頂面上與燃料泵驅動凸輪115相對的位置。而且，作為用于可旋轉地支撐進氣凸輪軸35R上側的半圓弧形凹部的支承凹部91，形成在泵支撐架9的底面上與支承部207和208對應的部分處。也就是說，當泵支撐架9安裝在凸輪軸支承殼38R上時，泵支撐架9就可旋轉地支撐進氣凸輪軸35R的上側，因而有效地用作凸輪蓋。
以上描述了為右氣缸組2R設置的進氣凸輪軸35R的結構以及凸輪軸35R和36R的支撐結構。也為左氣缸組2L設置了相同的進氣凸輪軸35R。
如上所述，在該示范實施例中，閥操作凸輪130R形成為與凸輪軸主體30R獨立的構件，以便在將燃料泵驅動凸輪115安裝到凸輪軸主體30R上后，能夠從凸輪軸主體30R的軸向上的外側將閥操作凸輪130R安裝到凸輪軸主體30R上。這提高了燃料泵驅動凸輪115的安裝位置的自由度。結果，通過燃料泵驅動凸輪115的旋轉所驅動的高壓燃料泵110能夠被安裝在凸輪軸主體30R的軸向上的該凸輪軸主體30R的中間位置上。此外，能夠確保用于獲得
萬一與行人發(fā)生接觸時的保護行人的結構的設計的較大自由度。另外，高壓燃料泵110不會干涉前圍板。
一其它示范實施例
在上述示范實施例中，根據(jù)本發(fā)明的組合式凸輪軸應用于汽車用V型8缸發(fā)動機。但是本發(fā)明并不限于此。也就是說，本發(fā)明也能夠應用于汽車用直列型發(fā)動機等。而且，本發(fā)明并不限于應用于汽車用發(fā)動機，而是還能夠應用于其它發(fā)動機。此外，V型發(fā)動機E中的V氣缸組的夾角以及發(fā)動機E的其它規(guī)格也未被特別限制。
而且，在前述示范實施例中，在圖4中燃料泵驅動凸輪115安裝在如下位置燃料泵驅動凸輪115的右側布置兩個閥操作凸輪130R，而燃料泵驅動凸輪115的左側布置六個闊操作凸輪壓配合部133R。也就是說，燃料泵驅動凸輪115在軸向上比進氣凸輪軸35R的中心安裝得稍微更朝向發(fā)動機的后方。但是本發(fā)明并不限于此。例如，燃料泵驅動凸輪115在軸向上可以安裝在進氣凸輪軸35R的中心(即，在圖4中，燃料泵驅動凸輪115可以安裝在如下位置燃料泵驅動凸輪115的右側布置四個閥操作凸輪130R，而燃料泵驅動凸輪115的左側布置四個閥操作凸輪130R),或著燃料泵驅動凸輪115在軸向上可以比進氣凸輪軸35R的中心安裝得稍微更朝向發(fā)動機的前方(即，在圖4中，燃料泵驅動凸輪115可以安裝在如下位置燃料泵驅動凸輪115的右側布置六個閥操作凸輪130R，而燃料泵驅動凸輪115的左側布置兩個閥操作凸輪130R)。
16而且，在前述示范實施例中，所有閥操作凸輪130R均形成為與凸輪軸主體30R獨立的構件。但是本發(fā)明并不限于此。也就是說，當將燃料泵驅動凸輪115安裝在凸輪軸主體30R上時，僅在裝入燃料泵驅動凸輪115的一側(即在前述示范實施例中燃料泵驅動凸輪115的安裝位置的右側)上布置的閥操作凸輪130R可以形成為與凸輪軸主體30R獨立的構件。在這種情況下，在與裝入燃料泵驅動凸輪115的一側相對的一側上布置的閥操作凸輪130R與凸輪軸主體30R —體地形成并且具有相同材料，因而可以在需要時執(zhí)行凸輪面的表面處理等。
此外，在前述示范實施例中，本發(fā)明應用于進氣凸輪軸35R，但是其也能夠應用于排氣凸輪軸36R。
另外，在前述示范實施例中，氣缸蓋3L和3R具有對開結構，并且凸輪軸35L、 35R、 36L和36R放置在凸輪軸支承殼38L和38R上。但是，可選擇地，氣缸蓋3L和3R可以不具有對開結構，并且凸輪軸35L、 35R、 36L和36R可以放置在氣缸蓋3L和3R上。
盡管已經(jīng)結合本發(fā)明的示范實施例描述了本發(fā)明，但應該理解的是，本發(fā)明不局限于示范實施例或構造。相反，本發(fā)明旨在覆蓋不同的改進和等同的布局。另外，盡管以各種組合和構造示出了示范實施例的各種元件，但是其是示范性的，包括更多、更少或僅單一元件的其它組合和構造也在本發(fā)明的精神和范圍之內。
1權利要求
1、一種組合式凸輪軸，其中燃料泵驅動凸輪(115)裝配在設置有多個閥操作凸輪(130R)的凸輪軸主體上(30R)，其特征在于所述燃料泵驅動凸輪(115)通過壓配合裝配在所述凸輪軸主體(30R)上的如下位置在所述凸輪軸主體(30R)的軸向上沿所述凸輪軸主體(30R)布置的所述多個閥操作凸輪(130R)中的在所述軸向上的最外側閥操作凸輪(130R)之間；以及至少一個所述最外側閥操作凸輪(130R)通過壓配合裝配到所述凸輪軸主體(30R)上。
2、 根據(jù)權利要求l所述的組合式凸輪軸，其特征在于，多個閥操作凸輪 壓配合部(133R)和單個燃料泵驅動凸輪壓配合部(134R)形成在所述凸輪 軸主體(30R)上，并且所述燃料泵驅動凸輪壓配合部(134R)的外徑尺寸大 于所述閥操作凸輪壓配合部(133R)的外徑尺寸。
3、 根據(jù)權利要求2所述的組合式凸輪軸，其特征在于，所述閥操作凸輪 壓配合部(133R)的所述外徑尺寸被設定為所述閥操作凸輪壓配合部(133R) 越靠近所述燃料泵驅動凸輪壓配合部(134R)，所述閥操作凸輪壓配合部(133R)的所述外徑尺寸越大。
4、 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的組合式凸輪軸，其特征在于，所 述閥操作凸輪(130R)由固相燒結材料形成。
5、 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的組合式凸輪軸，其特征在于，所 述燃料泵驅動凸輪(115)由液相燒結材料形成。
6、 一種設置有根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的組合式凸輪軸的內燃 機，其特征在于包括氣缸蓋(3R)，其可旋轉地支撐所述組合式凸輪軸； 燃料泵(110)，其增加要被供給到所述內燃機的燃燒室(76R)中的燃料 的壓力；以及燃料泵支撐架(9)，其由所述氣缸蓋(3R)支撐，并且在與所述燃料泵 驅動凸輪(115)對應的位置支撐所述燃料泵(110)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的內燃機，其特征在于可旋轉地支撐所述組合式凸輪軸的凸輪軸支承殼(38R)設置在所述氣缸 蓋(3R)上；第一半圓形凹部形成在所述凸輪軸支承殼(38R)上，并且可旋轉地支撐所述組合式凸輪軸；以及第二半圓形凹部形成在所述燃料泵支撐架(9)上，并且在面對所述第一半圓形凹部的位置可旋轉地支撐所述組合式凸輪軸。
全文摘要
通過使閥操作凸輪(130R)成為與凸輪軸主體(30R)獨立的構件，并且在將燃料泵驅動凸輪(115)安裝到所述凸輪軸主體上(30R)之后，從所述凸輪軸主體(30R)的軸向的外側安裝所述閥操作凸輪(130R)來提高所述燃料泵驅動凸輪(115)的安裝位置的自由度。并且，所述閥操作凸輪(130R)由固相燒結材料形成，而所述燃料泵驅動凸輪(115)由液相燒結材料形成。
文檔編號F02M59/10GK101512109SQ200780032170
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權日2006年8月28日
發(fā)明者今村利夫, 日比野靖, 森田修二 申請人:豐田自動車株式會社