專(zhuān)利名稱(chēng)：齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)氣/排氣配氣控制技術(shù)，具體地說(shuō)，涉及一種雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)。
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸通常采用下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)或頂置凸輪驅(qū)動(dòng)方式，以控制和調(diào)節(jié)氣缸的進(jìn)氣門(mén)及排氣門(mén)與缸內(nèi)活塞協(xié)調(diào)配合，借以實(shí)現(xiàn)四沖程工作。從實(shí)際使用情況看，多采用所謂“單頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)”，即在每個(gè)氣缸的頂部或曲軸箱上設(shè)置一個(gè)凸輪，通過(guò)挺柱(或下?lián)u臂)、推桿、搖臂驅(qū)動(dòng)進(jìn)/排氣門(mén)，用以控制氣缸氣門(mén)的啟閉，藉以實(shí)現(xiàn)配氣控制。

圖1和圖2分別示出兩種常用的單頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)(本說(shuō)明書(shū)各圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部件)。
圖1所示配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪2可交替地與搖臂21、22接觸，選擇凸輪相關(guān)部分的幾何尺寸，與缸內(nèi)活塞的行程配合，即可通過(guò)搖臂21、22的杠桿作用，克服氣門(mén)彈簧的彈力，交替地驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)5和排氣門(mén)14，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣與排氣動(dòng)作的控制。這種配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)目多、配氣定時(shí)精度低，運(yùn)動(dòng)件的慣性質(zhì)量大。
圖2以示意的方式示出另一種單頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)縱向剖面圖(圖中只示出兩個(gè)氣門(mén)之一)，其中凸輪2的表面可與桶形墊3的上表面接觸，克服氣門(mén)彈簧4的彈力，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門(mén)5的驅(qū)動(dòng)。目前很多轎車(chē)均采用這種配氣機(jī)構(gòu)，如1997年1月由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《奧迪轎車(chē)構(gòu)造》第34頁(yè)至第37頁(yè)即有此報(bào)道。采用這種配氣機(jī)構(gòu)，只能適用于每個(gè)氣缸有單一進(jìn)氣門(mén)和單一排氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
然而，實(shí)踐證明，對(duì)于只有單一進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的氣缸，無(wú)論將其進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)各自偏置于氣缸頂部的一側(cè)，亦或?qū)⑺鼈冎糜诟醉數(shù)闹胁?，都存在就缸?nèi)橫截面而言進(jìn)氣或排氣不均勻的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種能改善配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能，使氣缸均勻進(jìn)氣和均勻排氣，提高換氣質(zhì)量的雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪，以及分別與進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪緊固連接的嚙合齒輪，且進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪分別與進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的桶形墊外表面接觸，其特征在于，所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪共有兩組，對(duì)稱(chēng)地并排設(shè)在氣缸頂部中心線(xiàn)兩側(cè)，每個(gè)凸輪都共軸地配置一個(gè)嚙合齒輪，且每個(gè)凸輪與各自共軸的嚙合齒輪均為緊固連接。
所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪分別與相應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)桶形墊或排氣門(mén)桶形墊的外表面接觸，每個(gè)桶形墊的內(nèi)表面分別與相應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)接觸。
發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)氣缸的各組進(jìn)氣凸輪的嚙合齒輪以及各組排氣凸輪的嚙合齒輪分別共軸地由各自的動(dòng)力輪驅(qū)動(dòng)。
采用本發(fā)明的雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)使氣缸多氣門(mén)配氣工作，并可使進(jìn)/排氣門(mén)都更靠近燃燒室中心，不僅有利于提高充量系數(shù)和進(jìn)氣門(mén)的充氣效率，而且使排氣更順暢以及殘留氣缸中的廢氣量最少，從而可大幅度地增加氣體通過(guò)斷面積，使廢氣溫度下降。此外，采用多氣門(mén)配氣，可減小單個(gè)氣門(mén)的尺寸，從而增加氣門(mén)的剛度，還能改善氣門(mén)的散熱條件，使氣門(mén)熱負(fù)荷下降。另外，使用多氣門(mén)機(jī)構(gòu)，使氣體通過(guò)斷面增大，可以適當(dāng)?shù)販p少氣門(mén)升程，有利于改善配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能。
本發(fā)明雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的零件數(shù)目較少，減少了運(yùn)動(dòng)件的慣性質(zhì)量，從而改善運(yùn)動(dòng)件的剛性，并且可使運(yùn)動(dòng)件的自振頻率得到提高。此外，由于使氣門(mén)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與凸輪外形所規(guī)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律接近，因而可準(zhǔn)確地控制配氣定時(shí)。
以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明雙頂置凸輪配軸氣機(jī)構(gòu)的具體實(shí)施例，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種單頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)另一種單頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是說(shuō)明本發(fā)明雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)頂視布置的示意圖；圖4是表示本發(fā)明雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的主視圖。
參照?qǐng)D3，圖中示出一種采用本發(fā)明雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的四氣缸車(chē)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的頂視結(jié)構(gòu)布置。沿垂直于氣缸頂部表面的方向，即沿氣缸20的縱向軸線(xiàn)觀(guān)察，圖中示出兩組進(jìn)氣道15，15和排氣道7，7，它們關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱(chēng)軸A-A線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置。與所述進(jìn)氣道15，15和排氣道7，7對(duì)應(yīng)地分別設(shè)置進(jìn)氣側(cè)凸輪11，11和排氣側(cè)凸輪2，2，并有與之對(duì)應(yīng)地緊固配置的進(jìn)氣側(cè)嚙合齒輪10，10和排氣側(cè)嚙合齒輪1，1。進(jìn)氣側(cè)凸輪11，11和進(jìn)氣側(cè)嚙合齒輪10，10，以及排氣側(cè)凸輪2，2和排氣側(cè)嚙合齒輪1，1各自對(duì)應(yīng)地組成兩組配氣機(jī)構(gòu)，圖中標(biāo)號(hào)19處為每組中的進(jìn)氣側(cè)嚙合齒輪10與排氣側(cè)嚙合齒輪1的嚙合區(qū)。各組中的進(jìn)氣側(cè)凸輪11和排氣側(cè)凸輪2分別與墊3和12接觸；每組中的進(jìn)氣側(cè)凸輪11與排氣側(cè)凸輪2各自的初始位相不同，可依氣缸各相關(guān)部件的幾何尺寸及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等實(shí)際工況條件，初始設(shè)定其間的初始位相差。
圖3中還示意地示出，作為發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)氣缸每組中的進(jìn)氣側(cè)嚙合齒輪10，10和進(jìn)氣側(cè)凸輪11，11以及每組中的排氣側(cè)嚙合齒輪1，1和排氣側(cè)凸輪2，2分別共軸(如圖中的點(diǎn)劃線(xiàn)11和12所示)，并分別由各自的動(dòng)力輪(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)。
圖4表示本發(fā)明雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的主視圖，它示出沿圖3中B-B線(xiàn)所取的斷面結(jié)構(gòu)布置。該實(shí)施例所示氣缸直徑Φ78.8mm，氣缸間距88mm，活塞行程69mm。每只氣缸采用兩進(jìn)氣門(mén)、兩排氣門(mén)的4氣門(mén)結(jié)構(gòu)，分別由進(jìn)氣側(cè)凸輪11和排氣側(cè)凸輪2驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)14和排氣門(mén)5，其中排氣門(mén)5長(zhǎng)88mm，桿徑Φ6mm，氣門(mén)直徑Φ25mm；進(jìn)氣門(mén)14長(zhǎng)88mm，桿徑Φ6mm，氣門(mén)直徑Φ31mm。每組中的兩個(gè)凸輪11和2工作所在的軸間距離75mm，分別由一對(duì)1.75模數(shù)、40齒的齒輪10和1嚙合驅(qū)動(dòng)。進(jìn)氣側(cè)凸輪11的最大升程7.8mm，排氣側(cè)凸輪的最大升程8.1mm。
本說(shuō)明書(shū)各圖中其余標(biāo)號(hào)6為氣缸蓋，8為活塞，9為氣缸壁。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難理解，仿照上面的實(shí)施例，還可設(shè)計(jì)成諸如3組，乃至4組的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)多頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的多路配氣。
權(quán)利要求
1.一種齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪，以及分別與進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪緊固連接的嚙合齒輪，且進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪分別與進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的桶形墊外表面接觸，其特征在于，所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪共有兩組，對(duì)稱(chēng)地并排設(shè)在氣缸頂部中心線(xiàn)兩側(cè)，每個(gè)凸輪都共軸地配置一個(gè)嚙合齒輪，且每個(gè)凸輪與各自共軸的嚙合齒輪均為緊固連接；所述兩組凸輪中的每一組中的進(jìn)氣側(cè)凸輪與排氣側(cè)凸輪各自的初始位相不同。
2.如權(quán)利要求1所述的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪分別與相應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)桶形墊或排氣門(mén)桶形墊的外表面接觸；每個(gè)桶形墊的內(nèi)表面分別與相應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)氣缸的各組進(jìn)氣凸輪的嚙合齒輪以及各組排氣凸輪的嚙合齒輪分別共軸地由各自的動(dòng)力輪驅(qū)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪共有兩組有3組。
5.如權(quán)利要求3所述的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪共有兩組有3組。
6.如權(quán)利要求2所述的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣側(cè)凸輪11的最大升程7.8mm，排氣側(cè)凸輪的最大升程8.1mm。
全文摘要
齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu),有兩組對(duì)稱(chēng)并排設(shè)在氣缸頂部中心線(xiàn)兩側(cè)的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪,以及分別與進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪緊固連接的嚙合齒輪,每一組進(jìn)氣凸輪嚙合齒輪與排氣凸輪嚙合齒輪彼此嚙合連接。本配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,便于實(shí)現(xiàn)多氣門(mén)配氣,提高充量系數(shù)和進(jìn)氣門(mén)的充氣效率,可大幅度地增加氣體通過(guò)斷面積。還可減小單個(gè)氣門(mén)的尺寸,從而增加氣門(mén)的剛度,有利于改善配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能。
文檔編號(hào)F01L1/04GK1252488SQ9912605
公開(kāi)日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1999年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者李書(shū)通 申請(qǐng)人:吉利集團(tuán)有限公司