背景介绍：
凸轮轴是发动机中的重要部件，用于控制气门的开启和关闭。相关技术中，凸轮轴和其他零部件装配，构成凸轮轴总成。然而相关技术中的凸轮轴总成装配工序较为复杂，例如通常采用螺栓将正时齿轮固定在凸轮轴上，这也会导致凸轮轴总成的前端和后端有凸出的螺栓头，从而导致凸轮轴总成的长度较长。
为此，奇瑞发明专利本公开提供了一种凸轮轴总成，包括凸轮轴、正时齿轮和水泵带轮。正时齿轮通过热压工艺固定于凸轮轴的前端，正时齿轮环套凸轮轴，水泵带轮通过热压工艺固定于凸轮轴的后端，水泵带轮环套凸轮轴，凸轮轴总成中的正时齿轮和水泵带轮均通过热压工艺装配到凸轮轴上，无需通过螺栓固定，减少了凸轮轴总成的装配工序。
凸轮轴总成的组成：
凸轮轴总成可以应用在直列四缸的发动机中，发动机的配气机构为双顶置式凸轮轴型，发动机采用液压挺柱和滚子摇臂来驱动气门机构。凸轮轴总成包括凸轮轴、正时齿轮和水泵带轮，正时齿轮通过热压工艺固定于凸轮轴的前端，正时齿轮环套凸轮轴。水泵带轮通过热压工艺固定于凸轮轴的后端，水泵带轮环套凸轮轴。
凸轮轴的材质为球墨铸铁，球墨铸铁成本低廉，易于磨削加工，力学性能优秀，具有较好的热处理特性。凸轮轴上的凸轮表面硬化处理方式为：中频感应淬火，保证凸轮表面具有相应硬度及硬化层深度，具体硬度值应该和对应摩擦副的材质硬度相匹配。凸轮轴采用铸造加工的方式成型，其他功能模块根据需要可以直接安装在凸轮轴上。
正时齿轮可以为正时链轮，也可以为正时带轮。正时齿轮为正时链轮时，其与发动机内的曲轴之间通过链条传动连接，用于保证发动机活塞、发动机气门的开关时间和点火时间保持同步；正时齿轮为正时带轮时，其与发动机内的曲轴之间通过带传动连接。正时齿轮的内孔边缘设置有圆角，凸轮轴的前端设置导向倒角，有利于正时齿轮压装到凸轮轴上。正时齿轮的材料可以为优质合金钢，正时齿轮为正时链轮时，正时链轮的齿面需要做热处理，使齿面的硬度值与正时链条相匹配。
水泵带轮与发动机的水泵通过皮带传动连接，用于驱动水泵。由于凸轮轴上没有油封，因此水泵带轮匹配的皮带应为浸油皮带，否则飞溅的机油会导致皮带打滑。水泵带轮的内孔边缘设置有圆角，凸轮轴的后端设置导向倒角，从而有利于水泵带轮压装到凸轮轴上。水泵带轮的材料可以为优质合金钢材料。
1、凸轮轴，2、正时齿轮，3、水泵带轮，4、油泵凸轮，5、信号轮。
凸轮轴总成还包括油泵凸轮，油泵凸轮通过热压工艺压装固定于凸轮轴，油泵凸轮环套凸轮轴且位于水泵带轮的前侧。油泵凸轮所在的位置为凸轮轴的第九轴颈，用于驱动发动机的高压油泵，从而给发动机提供高压燃油。其中油泵凸轮的材质可以为合金轴承钢材质。
凸轮轴总成还包括信号轮，信号轮通过热压工艺压装固定于凸轮轴，信号轮环套凸轮轴，且位于油泵凸轮的前侧。信号轮位于凸轮轴的第七轴颈，信号轮的制造工艺为模压烧结成型。为便于信号轮压装到凸轮轴上，第七轴颈的边缘应设计利于压装的倒角。凸轮轴带动信号轮转动时会提供转速信号和位置信号给发动机中的霍尔传感器，霍尔传感器再将此信号传递给电子控制单元，电子控制单元根据接收到的信号来控制发动机的喷油时刻和点火时刻。由于信号轮将信号传递给霍尔传感器，因此信号轮所使用的材料必须是铁磁性的。
凸轮轴与其他部件连接的部位为轴颈，正时齿轮所在的位置为凸轮轴的第一轴颈，第一轴颈的边缘需要设置便于压装的倒角。水泵带轮所在的位置为凸轮轴上的第十轴颈，第十轴颈的边缘需要设置便于压装的倒角。凸轮轴上每隔两个凸轮设置一个轴颈，用于安装轴瓦。
1a-1j、第一-十轴颈，11、通孔，12、止推结构，6-7、第一-二轴承。
凸轮轴具有通孔，且通孔与凸轮轴共轴线。将整个凸轮轴的前后做成通孔，一方面利于内孔表面清洁，提高凸轮轴的清洁度，另一方面也可以提高凸轮轴的弯曲和扭转安全系数，此外还有利于凸轮轴的轻量化。其中凸轮轴的第一轴颈处的通孔的直径可以适当增大，有利于凸轮轴的减重。
正时齿轮具有第一凹槽，凸轮轴的前端的端面与第一凹槽的底面相抵，从而实现对正时齿轮在凸轮轴上的轴向限位。水泵带轮具有第二凹槽，凸轮轴的后端的端面与第二凹槽的底面相抵，从而实现对水泵带轮在凸轮轴上的轴向限位。
凸轮轴总成还包括第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承通过压装工艺固定于凸轮轴，第一轴承和第二轴承均环套凸轮轴。第一轴承位于油泵凸轮和信号轮之间，第二轴承靠近正时齿轮的后侧。第一轴承位于凸轮轴的第八轴颈，用与承受高压油泵的负载和水泵的负载，从而降低凸轮轴的摩擦功。第二轴承位于凸轮轴的第二轴颈，用于承受正时系统的张力，从而降低凸轮轴的摩擦功。第一轴承和第二轴承可以为深沟球轴承，第一轴承和第二轴承选型须考虑凸轮轴的前端和后端所承受的动载荷幅值，第一轴承和第二轴承的额定动载荷必须大于第二轴颈和第八轴颈能够承受的载荷峰值，否则第一轴承和第二轴承的滚道或者滚动体会发生功能失效。
21、第一凹槽，7、第二轴承，71、卡环。
第二轴承具有卡环，凸轮轴总成与发动机的缸盖装配时，卡环位于缸盖的卡环槽中。第二轴承的外圈上具有环形槽，卡环位于环形槽中。凸轮轴总成与发动机的缸盖装配之后可以用手轴向拉动一下凸轮轴，确保卡环落入卡环槽中，如果卡环不落槽安装会导致第二轴承运转中快速溃散失效。当凸轮轴总成运转时，凸轮轴会受到轴向力的推动，卡环能够抵消轴向力，从而保证凸轮轴不发生轴向窜动。在压装第二轴承的过程中，工装必须顶在第二轴承的内端面上，不可以顶在保持架或者外圈面上，不然可能会对第二轴承造成不可恢复的损伤，比如滚道异常磨损或者保持架变形破裂等质量问题。
31、第二凹槽，6、第一轴承。
凸轮轴具有止推结构时，缸盖的内部具有止推挡且止推挡与止推结构相抵，用于防止凸轮轴轴向窜动，从而实现凸轮轴的轴向定位。也可以是第一轴承具有卡环，从而通过第一轴承上的卡环实现凸轮轴的轴向定位。为避免对凸轮轴过定位，第一轴承和第二轴承中只有一个轴承具有卡环即可。对于凸轮轴的定位方式，除了通过第一轴承或第二轴承实现之外，也可以直接在凸轮轴上设置止推结构，同时发动机的缸盖上也设置相应的止推挡。发动机装配完成后，止推结构与缸盖内的止推挡相抵，当凸轮轴总成运转时，凸轮轴会受到轴向力的推动，止推结构能够抵消轴向力，保证凸轮轴不发生轴向窜动。此时第一轴承和第二轴承均不具有卡环。
凸轮轴总成装配方法：
装配方法包括如下步骤：
一、将正时齿轮加热到第一温度，使正时齿轮膨胀，从而使得正时齿轮的内径扩大且大于第一轴颈的外径；
二、将正时齿轮压装到凸轮轴上，在压装过程中，压装设备需要监控正时齿轮的压装速度和压装力，避免正时齿轮在压装过程中溃裂，从而导致压装过程失效。正时齿轮冷却后其内径会缩小，且与凸轮轴过盈配合，且凸轮轴的松脱力矩大于设计要求；
三、将水泵带轮加热到第二温度，使水泵带轮膨胀，进而使水泵带轮的直径扩大，且大于第十轴颈的外径；
四、将水泵带轮压装到凸轮轴上，在压装过程中，压装设备需要监控水泵带轮的压装速度和压装力，避免水泵带轮在压装过程中溃裂，从而导致压装过程失效。水泵带轮冷却后其内径会缩小，且与凸轮轴过盈配合，且水泵带轮的松脱力矩大于设计要求。
油泵凸轮需要先加热到第三温度后再压装到凸轮轴上，保证油泵凸轮的松脱力矩大于设计要求压装设备需要监控油泵凸轮的压装速度和压装力，避免油泵凸轮在压装过程中溃裂，从而导致压装过程失效。油泵凸轮压装到凸轮轴上后，再对油泵凸轮的表面进行磨削。与先磨削油泵凸轮再压装相比，这样能够提高油泵凸轮的尺寸精度。
信号轮需要先加热到第四温度后再压装到凸轮轴上，保证信号轮的松脱力矩大于设计要求，压装设备需要监控信号轮的压装速度和压装力，避免信号轮在压装过程中溃裂，从而导致压装过程失效。
第一轴承和第二轴承压装到凸轮轴之前无需加热。第一轴承和第二轴承压装过程中，压装设备应监控压入力和位移关系曲线，避免第一轴承和第二轴承在压装过程中溃裂，从而导致压装过程失效。
水泵带轮的表面需要做蒸汽处理，使水泵带轮的表面形成一层致密的氧化膜以提高耐磨性。
本公开实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述的凸轮轴总成。车辆还包括曲轴，曲轴与正时齿轮通过皮带或链条传动连接，用于保证发动机活塞、发动机气门的开关时间和点活时间保持同步。车辆还包括水泵，水泵与水泵带轮通过皮带传动连接，水泵带轮驱动水泵运转，用于冷却发动机的缸体。车辆还包括高压油泵，高压油泵与油泵凸轮传动连接，油泵凸轮用于驱动高压油泵，从而给发动机提供高压燃油。车辆还包括缸盖，第二轴承具有卡环时，缸盖的内部具有卡环槽，卡环嵌入卡环槽中，用于防止凸轮轴轴向窜动，从而实现凸轮轴的轴向定位。
综上所述：本公开实施例提供的技术方案，由于凸轮轴总成中的正时齿轮和水泵带轮均通过热压工艺装配到凸轮轴上，无需通过螺栓固定，因此减少了凸轮轴总成的装配工序。此外由于凸轮轴总成的前端和后端不再采用螺栓连接，因此没有外露的螺栓头，从而减小了凸轮轴总成的轴向长度。
总结：
奇瑞汽车发动机凸轮轴总成包括凸轮轴、正时齿轮和水泵带轮。正时齿轮通过热压工艺固定于凸轮轴的前端，正时齿轮环套凸轮轴，水泵带轮通过热压工艺固定于凸轮轴的后端，水泵带轮环套凸轮轴，凸轮轴总成中的正时齿轮和水泵带轮均通过热压工艺装配到凸轮轴上，无需通过螺栓固定，减少了凸轮轴总成的装配工序。没有外露的螺栓头，从而减小了凸轮轴总成的轴向长度。
