專利名稱：頂置式凸輪發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及凸輪式汽油發(fā)動機，尤其涉及凸輪置于發(fā)動機頂部的凸輪 式汽油發(fā)動機。
(二)
背景技術：
現(xiàn)有的頂置式凸輪發(fā)動機，其包括一氣缸體，氣缸體的下部連接曲軸箱， 在曲軸箱及氣缸體內(nèi)，曲軸通過連桿裝置連接活塞；在氣缸體的上部連接有一 體的氣缸頭，氣缸頭的底面與活塞之間的空間為燃燒室，在燃燒室的上方于氣 缸頭的部位裝置進氣閥、排氣閥及其兩者開啟與閉合的閥動控制裝置。該閥動 控制裝置為一凸輪控制裝置，凸輪軸及凸輪安裝于氣缸頭部位，由曲軸通過傳 動裝置帶動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪與一搖臂的一端接觸，搖臂的另一端與進氣閥或排 氣閥的氣門控制桿連接，控制進氣閥或排氣閥的開啟或閉合。上述凸輪控制裝 置安裝于氣缸頭的部位，由此稱為頂置式凸輪發(fā)動機。
專利號為5706769的美國專利，公開了一種單凸輪結構的頂置式凸輪發(fā)動 機，其共用一只安裝于氣缸頭的單體凸輪來控制進氣閥及排氣閥門的開啟與閉 合，單體凸輪的軸線與氣缸的軸線垂直相交；進氣閥及排氣閥的中心線相互平 行，對稱及垂直分布于單體凸輪的軸線兩邊；由單體凸輪通過環(huán)抱的兩搖臂實 現(xiàn)其凸輪面分別對進氣閥及排氣閥的開啟與閉合的控制。這種單體凸輪結構的 頂置式凸輪發(fā)動機，使得發(fā)動機有較小的頭部，也可以減低一些制造成本。但 是，單凸輪結構的凸輪發(fā)動機要用一只凸輪來分別控制進氣閥及排氣閥的開啟 與閉合，單體凸輪的工作負荷大，使用壽命短；同時，用一只凸輪來分別控制 進氣閥及排氣閥的開啟與閉合，難于達到進氣閥及排氣閥之間開啟與閉合的合 理配氣相位，開啟與閉合難于精確準時的配合。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
針對單凸輪結構的凸輪發(fā)動機的單凸輪工作負荷大以及難于滿足進氣閥及 排氣閥開啟與閉合的合理配氣相位要求的問題，本申請人進行研究改進，提供 另一種頂置式凸輪發(fā)動機，其凸輪的工作負荷小，易于達到進氣閥及排氣閥開
啟與閉合時的合理配氣相位，而且發(fā)動機的頭部也有較小的橫向尺寸。 本實用新型的技術方案如下
頂置式凸輪發(fā)動機，其包括一氣缸體，氣缸體連接曲軸箱，在曲軸箱及氣 缸體內(nèi)，曲軸通過連桿裝置連接活塞；在氣缸體的上部連接有一體的氣缸頭， 在氣缸體中燃燒室的上方于氣缸頭的部位分別垂直安裝中心線相互平行的進氣 閥及排氣閥；在氣缸頭于進氣閥及排氣閥之間安裝與曲軸平行的第一凸輪軸， 第一凸輪軸的軸線與氣缸體的中軸線垂直相交，氣缸頭上端連接支架體，于支 架體上安裝與曲軸平行的第二凸輪軸，所述兩凸輪軸上分別安裝第一凸輪及第 二凸輪；第一凸輪及第二凸輪的凸輪面分別與兩搖臂的一端接觸，兩搖臂的另 一端分別與進氣閥或排氣閥的氣門控制桿接觸；第一凸輪軸通過傳動裝置與曲 軸連接，第二凸輪軸通過傳動裝置與第一凸輪軸連接?？梢允堑谝煌馆嗇S通過 皮帶輪傳動裝置與曲軸連接，第二凸輪軸通過鏈輪傳動裝置與第一凸輪軸連接。 所述鏈輪傳動裝置中，傳動鏈條的張緊裝置為一片簧，片簧的一端緊固連接于 所述氣缸頭上端的支架體上，片簧的另一端彈性的弓張于傳動鏈條上。
本頂置式凸輪發(fā)動機中，進氣閥及排氣閥的開閉分別由進氣凸輪及排氣凸 輪通過搖臂來控制，即由雙凸輪來控制，有效減小控制凸輪的工作負荷，提高 控制凸輪的工作壽命。其次，由雙凸輪分別控制進氣閥及排氣閥的開閉，易于調(diào) 節(jié)與達到進氣閥及排氣閥開啟及閉合時合理的配氣相位。進氣閥及排氣閥彼此 平行以及垂直安裝于氣缸頭的部位，將排氣凸輪軸及排氣凸輪安裝于進氣閥及 排氣閥之間，進氣凸輪軸及進氣凸輪安裝于氣缸頭上部的支架體上，如此有效 減小了氣缸頭的橫向尺寸。


圖l是本實用新型結構的剖視圖，沿圖2的A-A方向剖視； 圖2是圖1中B-B方向的剖視圖； 圖3是圖1中C-C方向的剖視圖； 具體實施方式
見圖1，本實用新型包括一氣缸體1，氣缸體1的下部連接曲軸箱，在曲軸 箱及氣缸體1內(nèi)，曲軸3通過連桿裝置連接活塞5;氣缸體1包括氣缸體外壁 1-1以及與其鑄成一體的氣缸套1-5，軸瓦1-3壓合在氣缸體外壁1-1上，氣缸體 1的斜面1-4與油底座2的斜面2-2結合，形成曲軸箱，且用螺釘15連接；在
氣缸體1的上部連接有與之一體的氣缸頭1-2;
曲軸3的兩段軸徑3-1和3-2分別支撐于氣缸體1的軸瓦1-3和油底座2的 軸瓦2-l;飛輪16以常規(guī)的方式固定在曲軸3的一端；
活塞5與連桿4的一端通過活塞銷6連接，活塞5可以在活塞銷6上轉(zhuǎn)動； 連桿另一端與曲軸的曲柄3-3連接，連桿的該端可以沿著曲柄3-3旋轉(zhuǎn)；活塞5 可以在氣缸套1-5中做往復運動；燃燒室16被定義為活塞5與氣缸頭1-2底面 之間的部分。
如圖2所示，在氣缸體外壁1-1上分布著大量的散熱片。如圖3及1所示， 進氣閥7與進氣閥座圈9接觸連接，控制進氣道的開啟及關閉，進氣道從進氣 閥座圈9開始延伸到氣缸頭的一個側面17，側面17與化油器的隔熱板22連接， 隔熱板22與化油器20連接，化油器20與空氣濾清器21連接，構成燃油混合 氣的形成和供給系統(tǒng)；排氣閥8與排氣閥座圈IO接觸連接，控制排氣道的開啟 及關閉，排氣道從排氣閥座圈10開始延伸到氣缸頭的另一個側面18，側面18 與消音器19連接，構成燃燒廢氣的排除和關閉系統(tǒng)。進氣閥7及排氣閥8分別 垂直安裝于氣缸體中燃燒室16上方的氣缸頭1-2的部位，兩者的中心線相互平 行，并分布在氣缸中心線的兩側，進氣閥7的氣門控制桿沿著進氣閥導套23上下 往復運動，排氣閥8的氣門控制桿沿著排氣閥導套24上下往復運動，進氣閥7 的氣門控制桿及排氣閥8的氣門控制桿的上部分別安裝氣門彈簧25及彈簧座圈 26。氣門彈簧25的一端安裝在氣缸頭l-2上，另一端與彈簧座圈26嵌合連接， 彈簧座圈26坐落在氣門控制桿的卡槽中，氣門彈簧25使彈簧座圈26偏離關閉 方向。見圖l，火花塞27的螺紋口安裝在燃燒室16上方的氣缸體上，位于進氣 閥7及排氣閥8的一側。
如圖1所示，排氣凸輪軸28作為第一凸輪軸，安裝在氣缸頭1-2上進氣閥及 排氣閥之間的部位，排氣凸輪軸28的軸線與曲軸3的軸線平行，并與氣缸中軸 線垂直相交。排氣凸輪軸28上安裝排氣凸輪組合29，從動皮帶輪29-l、作為第 一凸輪的排氣凸輪29-2、主動鏈輪29-3共同緊固裝置于一個軸套上，構成排氣凸 輪組合29，所述軸套套合安裝于排氣凸輪軸28上，所述排氣凸輪組合29可以 通過軸套繞排氣凸輪軸28旋轉(zhuǎn)，排氣凸輪軸28固定不動。
排氣凸輪組合29由不同種材料構成，從動皮帶輪29-1釆用酚醛塑料制作， 排氣凸輪29-2為金屬材質(zhì)，主動鏈輪29-3也為金屬材質(zhì)。
如圖1所示，排氣凸輪軸28通過皮帶輪傳動裝置與曲軸3連接，皮帶輪傳動 裝置同時作為調(diào)速裝置,其由正時皮帶30、皮帶主動輪31及皮帶從動輪29-1連 接構成。皮帶主動輪31與曲軸過盈配合，曲軸帶動皮帶主動輪31旋轉(zhuǎn)，通過正 時皮帶30帶動排氣凸輪組合29旋轉(zhuǎn)，排氣凸輪組合29的轉(zhuǎn)速是曲軸3轉(zhuǎn)速的 1/2，旋轉(zhuǎn)方向相同。
如圖1所示，氣缸頭1-2的上端連接支架體32，作為第二凸輪軸的進氣凸 輪軸33安裝在支架體32上，進氣凸輪軸33的軸線分別平行于曲軸3及排氣凸 輪軸28的軸線，見圖2，進氣凸輪軸33的軸線偏離氣缸體的中心軸線。見圖1， 進氣凸輪軸33上安裝進氣凸輪組合34，進氣凸輪組合34包括進氣凸輪34-1及 從動鏈輪34-2。主動鏈輪29-3通過鏈條35連接從動鏈輪34-2，從動鏈輪34-2 與主動鏈輪29-3的轉(zhuǎn)速比為1: 1,進氣凸輪軸33通過該鏈輪傳動裝置與排氣 凸輪軸28連接，上述進氣凸輪組合34可以在進氣凸輪軸33上旋轉(zhuǎn)。
如圖3及圖2所示，進氣閥搖臂11及排氣閥搖臂12分別通過進氣閥搖臂 軸35和排氣閥搖臂軸36安裝在氣缸頭1-2的樞紐上，分布在排氣凸輪軸28的 兩側，進氣閥搖臂11和排氣閥搖臂12分別可以在進氣閥搖臂軸35和排氣閥搖 臂軸36上轉(zhuǎn)動。
如圖2及圖3所示，進氣閥搖臂11及排氣閥搖臂12各有兩個曲柄臂，兩 個曲柄臂的一個端部分別安裝氣閥調(diào)節(jié)螺釘13及其鎖緊螺母14，調(diào)節(jié)螺釘13 下端部的圓弧面分別與進氣閥7及排氣閥8的氣門控制桿的上端部接觸；排氣 閥搖臂12的另一個曲柄臂端部的弧面與排氣凸輪29-2的凸輪面接觸；進氣閥搖 臂11的另一個曲柄臂端部的弧面與進氣凸輪34-l的凸輪面接觸。進氣凸輪34-l 及排氣凸輪29-2的旋轉(zhuǎn)，分別通過曲柄臂帶動進氣閥搖臂11及排氣閥搖臂12 的隨動，從而分別通過其上的調(diào)節(jié)螺釘13來控制進氣閥7及排氣閥8的開啟或 關閉。
如圖2所示，所述鏈輪傳動裝置中，傳動鏈條35的張緊裝置為一片簧36， 片簧36的一端緊固連接于所述氣缸頭上端的支架體32上，片簧36的另一端是 弓形，彈性的弓張于傳動鏈條35上。
上述為本實用新型的最佳實施方式。本實用新型可應用于風冷單缸體發(fā)動 機，當然對于風冷多缸體及水冷單缸體及多缸體的發(fā)動機，也同樣可以使用。 另外，上述實施方案中，氣缸頭與氣缸體是整體成型的，但它們也可以是獨立
成型的。
作為另外的實施例，本實用新型也適用于將進氣凸輪軸和進氣凸輪安裝在
氣缸頭1-2上，排氣凸輪軸和排氣凸輪安裝在支架體32上。
本實用新型適用于割草機用發(fā)動機，也適用于其他有關用途發(fā)動機。
權利要求1、頂置式凸輪發(fā)動機，其包括一氣缸體，氣缸體連接曲軸箱，在曲軸箱及氣缸體內(nèi)，曲軸通過連桿裝置連接活塞；在氣缸體的上部連接有一體的氣缸頭，其特征在于在氣缸體中燃燒室的上方于氣缸頭的部位分別垂直安裝中心線相互平行的進氣閥及排氣閥；在氣缸頭于進氣閥及排氣閥之間安裝與曲軸平行的第一凸輪軸，第一凸輪軸的軸線與氣缸體的中軸線垂直相交，氣缸頭上端連接支架體，于支架體上安裝與曲軸平行的第二凸輪軸，所述兩凸輪軸上分別安裝第一凸輪及第二凸輪；第一凸輪及第二凸輪的凸輪面分別與兩搖臂的一端接觸，兩搖臂的另一端分別與進氣閥或排氣閥的氣門控制桿接觸；第一凸輪軸通過傳動裝置與曲軸連接，第二凸輪軸通過傳動裝置與第一凸輪軸連接。
2、 按權利要求1所述的頂置式凸輪發(fā)動機，其特征在于所述第一凸輪軸及第一 凸輪為排氣凸輪軸及排氣凸輪，第二凸輪軸及第二凸輪為進氣凸輪軸及進氣凸 輪。
3、 按權利要求1或2所述的頂置式凸輪發(fā)動機，其特征在于所述第一凸輪軸通 過皮帶輪傳動裝置與曲軸連接，第二凸輪軸通過鏈輪傳動裝置與第一凸輪軸連 接。
4、 按權利要求3所述的頂置式凸輪發(fā)動機，其特征在于所述鏈輪傳動裝置中， 傳動鏈條的張緊裝置為一片簧，片簧的一端緊固連接于所述氣缸頭上端的支架體 上，片簧的另一端彈性的弓張于傳動鏈條上。
5、 按權利要求1或2所述的頂置式凸輪發(fā)動機，其特征在于所述第一凸輪具有 金屬材質(zhì)的凸輪面。
專利摘要本實用新型為一種頂置式凸輪發(fā)動機，針對現(xiàn)有單凸輪發(fā)動機的凸輪工作負荷大、進氣閥及排氣閥開啟與閉合時難于達到配氣相位要求的問題進行研究改進。其包括氣缸體、氣缸頭及曲軸箱，曲軸通過連桿裝置連接活塞，其特征在于在氣缸頭的部位垂直安裝相互平行的進氣閥及排氣閥；在進氣閥及排氣閥之間安裝排氣凸輪軸及排氣凸輪，氣缸頭上端連接支架體，于支架體上安裝進氣凸輪軸及進氣凸輪，排氣凸輪及進氣凸輪的凸輪面分別通過一搖臂來控制排氣閥及進氣閥的開或閉，排氣凸輪軸通過傳動裝置與曲軸連接，進氣凸輪軸通過傳動裝置與排氣凸輪軸連接。本實用新型中凸輪的工作負荷小，進氣閥及排氣閥開啟與閉合時容易達到合理的配氣相位。
文檔編號F01L1/344GK201013411SQ20072003450
公開日2008年1月30日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者錢東高 申請人:無錫東南車輛科技有限公司