[发明专利]智能可变气门调节装置带轮及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种智能可变气门调节装置带轮及其制备方法。属于汽车 零件领域。特别是粉末冶金汽车零部件领域。

(二)背景技术

随着世界经济的发展，如石油等不可再生能源储量越来越少，这使各 国政府都鼓励降低能耗的产品的研发。智能可变气门调节装置(以下简称 VVT)是目前国际各大汽车厂刚推出的汽车节油装置。主要工作原理为通 过该装置在汽车发动机工作时调节进排气门口的高低，以利用缸内燃烧余 气的能量和及时根据汽车的行驶状况，如加速，减速，匀速情况调节发动 机输出扭矩，以最大限度的利用能源。VVT带轮是VVT系统的主要构成 部件，主要通过外齿参与皮带传动，将发动机转速反映到VVT系统，起到 控制气门高低的正时作用。

智能可变气门调节装置带轮，主要用于1.6L-2.4L排量的家用小轿车。 所用粉末冶金材料为：FD-0205-50。其结构设计如图5～7所示，由皮带轮、 油泵底板、油泵泵体和轴承组成。油泵底板采用冲压A3钢件。通过螺栓 与带轮联结。轴承通过钎焊与泵体底板联结。其主要存在以下不足：

1、所用粉末冶金材料为：FD-0205-50，材料成本相对较高。

2、皮带轮与油泵底板采用螺栓连接，如图5～7，连接零件多，组装工 序多，材料及制造成本相对较高。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种材料及制造成本相对较低 的智能可变气门调节装置带轮及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种智能可变气门调节装置带轮，所述 调节装置带轮包括皮带轮、油泵底板和油泵泵体，所述油泵底板与皮带轮 采用一体化设计，所述油泵泵体与皮带轮之间用联结螺栓直接联结；所述 皮带轮、油泵底板和油泵泵体所用粉末冶金材料为：FC-0205-40。

本发明智能可变气门调节装置带轮的制备方法：将粉末冶金智能可变 气门调节装置带轮于550℃±50℃水蒸汽处理2h±0.5h。

与以往智能可变气门调节装置带轮相比，本发明具有如下特点：

1、在VVT系统起作用的0-5000rpm(发动机转速，以下同)内，通 过有限元模拟分析，发现在1.6L～2.4L发动机系统中，VVT带轮极端工作 状态的最大应力出现在中部，即2200转附近，其最高应力为113Mpa(如 图1)，考虑25％的安全系数，设计应力为>135Mpa。参照MPIF-35标准， 选择适合材料牌号为FC-0205-40，其疲劳强度(疲劳应力)为140Mpa， 与目标最接近，成本相对FD-0205-50降低50％。

2、屏弃以往螺栓连接皮带轮与油泵底板方式，可减少原系统零件(连 接螺栓)六件，减少组装工序三道。但原结构底板是致密的钢板，而粉末 冶金属于不致密材料，作为油泵底板存在漏油风险。因油泵工作额定压力 为1.0Mpa，设计将本带轮密封性定为>1.5Mpa。为达到此目的，通过在将 VVT带轮于550℃水蒸气处理2h，使VVT带轮内部的空隙被致密Fe₃O₄填充满。密封性可达到1.7～2.3Mpa，完全解决了漏油风险。通过水蒸气处 理工序，VVT带轮其他物理性能不变或稍有提升(附图8)。

3、本发明带轮同时具有“正时”功能与“油泵泵体”功能，同时降低 系统质量0.9kg。同时采用粉末冶金工艺，使粉末冶金的适合大批量生产， 质量稳定，节材省能。

综上，采用本发明的智能可变气门调节装置带轮，比国际上目前通用 的VVT带轮减少五件零件，减少组装工序四道，通过有限元模拟分析确定 材料为普通的FC-0205-40而不是目前所用昂贵的FD-0205-50，得到了很大 的经济效果：共计可以节省成本72％，每万件产品可节省成本62000～94000 元(视零件用于发动机排量1.6L-2.4L而定)。

(四)附图说明

图1为模似智能可变气门调节装置带轮带轮应力—转速分布图。

图2为本发明智能可变气门调节装置带轮结构示意图。

图3为图2的A-A剖示图。

图4为图3的后视图。

图5为以往智能可变气门调节装置带轮结构示意图。

图6为图5的B-B剖示图。

图7为图5的后视图。

图8为本发明带轮与以往带轮物理性能对比图。

图中附图标记：