凸輪機構、凸輪軸、發(fā)動機及工程機械的制作方法

凸輪機構、凸輪軸、發(fā)動機及工程機械的制作方法

凸輪機構、凸輪軸、發(fā)動機及工程機械的制作方法專利名稱:凸輪機構、凸輪軸、發(fā)動機及工程機械的制作方法技術領域:本有用新型涉及工程機械領域,詳細而言,涉及一種凸輪機構、包含所述凸輪機構的凸輪軸、包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸的發(fā)動機,以及包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸和或所述發(fā)動機的工程機械。

背景技術:凸輪設計是發(fā)動機開發(fā)中一項重要的任務,一個良好的配氣凸輪,既應當使發(fā)動機具有良好的充氣性能,又要能保證配氣機構工作平穩(wěn)平安牢靠。

相關技術中,如圖1所示,公開了一種用于發(fā)動機的凸輪結(jié)構其,進氣凸輪和排氣凸輪2共用一個基圓4,其進氣凸輪、排氣凸輪上止點只有一個,屬于傳統(tǒng)尖桃型結(jié)構;進氣凸輪和排氣凸輪的凸輪線型設計不夠完善,氣門落座速度過快,降低了發(fā)動機的使用壽命此種凸輪機構的進氣凸輪和排氣凸輪的凸輪線型設計不夠完善,發(fā)動機采納此種凸輪結(jié)構,存在以下缺點進、排氣凸輪的上止點只有一個。

進氣時間面值小,發(fā)動機充氣性能受影響;排氣時間面值過小,排氣不充分,發(fā)動機燃燒性能受影響。

2沒有負曲率減速緩沖曲線,加速度過大,氣門落座速度過快,氣門和氣門座之間的磨損加劇,降低了發(fā)動機的使用壽命,嚴峻時會產(chǎn)生振動過大和氣門反跳現(xiàn)象。

設計配氣凸輪結(jié)構,使發(fā)動機既具有良好的充氣性能,又工作平穩(wěn)、使用壽命長,是亟需解決的技術問題。

有用新型內(nèi)容為解決上述相關技術中存在的技術問題,本有用新型的一個目的在于,供應一種凸輪機構,能夠延進步氣和排氣過程的時間面值,改善發(fā)動機進氣和排氣性能,提升發(fā)動機的燃燒性能,從而提升發(fā)動機的整體性能。

有鑒于此,本有用新型一方面供應了一種凸輪機構,包括進氣凸輪和排氣凸輪,所述進氣凸輪和所述排氣凸輪共用一個基圓,所述進氣凸輪還包括進氣上止段和或所述排氣凸輪還包括排氣上止段,所述進氣上止段、所述排氣上止段在最大升程處形成的上止點軌跡均為一條水平線。

在該技術方案中,所述進氣凸輪和所述排氣凸輪在最大升程處將氣門完全打開,氣門與所述進氣凸輪和所述排氣凸輪最大升程時的接觸點稱為上止點。

在該技術方案中,增加此技術方案中,將所述進氣凸輪和或所述排氣凸輪的上止點增加為多個,多個上止點形成所述進氣上止段和或所述排氣上止段,使得進氣凸輪和或排氣凸輪上止點的軌跡均為一條水平線,延長了發(fā)動機進氣和或排氣過程的時間面值,提升了發(fā)動機的燃燒性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,所述進氣凸輪包括進氣上行段和進氣下行段,所述排氣凸輪包括排氣上行段和排氣下行段,其中,所述進氣上行段、所述進氣下行段、所述排氣上行段和所述排氣下行段的凸輪線型為負曲率曲線。

在該技術方案中,所述凸輪機構依靠驅(qū)動裝置進行驅(qū)動,所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述凸輪機構加速運動,當氣門與凸輪機構的進氣凸輪或排氣凸輪的上行段接觸時,由于所述進氣上行段和所述排氣上行段的凸輪線型為負曲率曲線,使得所述驅(qū)動裝置的正加速度變成負加速度,起到減速緩沖的效果,所述驅(qū)動裝置的速度會漸漸減小,當氣門在上止段完全打開時,氣門的噪音會由于速度的減慢而相應的減小;當氣門下凸輪機構的進氣凸輪或排氣凸輪的下行段接觸時,由于所述進氣下行段和所述排氣下行段的凸輪線型為負曲率曲線,起到減速緩沖的效果,使得所述驅(qū)動裝置的速度降低,減小了氣門落座的速度,降低了氣門對氣門座的沖擊,削減了噪音和氣門與氣門座之間的沖擊,從而延長了氣門壽命,提高了發(fā)動機性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,所述進氣上行段、所述進氣下行段、所述排氣上行段和所述排氣下行段的所述負曲率曲線的負曲率半徑不小于120。

在該技術方案中,進氣凸輪和排氣凸輪的凸輪線型為負曲率曲線,為了達到好的減速緩沖的效果,全部負曲率曲線的負曲率半徑不能小于120。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,所述進氣上行段、所述進氣下行段、所述排氣上行段和所述排氣下行段的所述負曲率曲線的負曲率半徑相同。

在該技術方案中,所述進氣上行段、所述進氣下行段、所述排氣上行段和所述排氣下行段的所述負曲率曲線的負曲率半徑相同,則運行平穩(wěn)、可達到更好的減速緩沖效果,同時也簡化了凸輪的加工過程,降低了凸輪的加工難度。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,所述進氣上止段、。

在該技術方案中,對所述進氣上止段和所述下止段的寬度限定在此范圍內(nèi),可以達到好的進氣性能和排氣性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,在所述進氣凸輪包括所述進氣上止段和所述排氣凸輪包括所述排氣上止段時,所述進氣上止段和所述排氣上止段的寬度不相等。

在該技術方案中,在所述凸輪機構的進氣凸輪和排氣凸輪上同時設置所述進氣上止段和排氣上止段時,所述進氣上止段和所述排氣上止段的寬度不相等,可以使發(fā)動機的進氣過程和排氣過程依據(jù)發(fā)動機的構造和性能的不同而不同,相應地,發(fā)動機的進氣過程和排氣過程也不相同,所以此方案是為了協(xié)作發(fā)動機的構造和性能要求不同而優(yōu)選的方案。

在上述任一技術方案中,優(yōu)選地,還包括制動凸輪,所述制動凸輪與所述進氣凸輪和所述排氣凸輪共用一個基圓,所述排氣凸輪位于所述進氣凸輪和所述制動凸輪之間。

在該技術方案中,所述制動凸輪的作用是可以強制打開排氣門,破壞發(fā)動機中某個或者某些氣缸的整體4個沖程過程,從而使發(fā)動機中該氣缸沒有功率輸出,達到制動的效果。

依據(jù)本有用新型的另一方面,供應了一種凸輪軸,包含上述任一技術方案所述的凸輪機構,能夠協(xié)作發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)。

顯而易見,該凸輪軸具有上述凸輪機構的全部有益效果,不再贅述。

[0025]在上述技術方案中,優(yōu)選地,所述凸輪軸上設有六個所述凸輪機構,六個所述凸輪機構等間隔布置在所述凸輪軸上。

在該技術方案中,通過將所述凸輪軸上的凸輪機構的上止點軌跡設計為一條水平線和將凸輪上行段、下行段的線型設計為負曲率曲線,增加了氣門進氣和排氣的時間面值,降低了氣門座落座速度,從而降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機的性能。

所述凸輪軸上設有六個所述凸輪機構,六個所述凸輪機構等間隔布置在所述凸輪軸上,所述凸輪軸可適用于六缸發(fā)動機,是為了協(xié)作發(fā)動機的結(jié)構和性能而設計的。

本有用新型的另一方面在于,供應一種發(fā)動機,所述發(fā)動機包含上述任一技術方案所述的凸輪機構和或所述凸輪軸,能夠達到降低噪音,延長壽命,提升發(fā)動機性能的目的。

依據(jù)本有用新型的再一方面,供應了一種工程機械,包含上述任一技術方案所述的凸輪機構和或所述凸輪軸和或所述發(fā)動機,能夠達到降低噪音,延長壽命,提升工程機械整體性能的目的。

還可以將本有用新型供應的凸輪結(jié)構、包含所述凸輪結(jié)構的凸輪軸以及包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸的發(fā)動機應用于其他的工程機械中,在此無法窮舉,不再贅述,但其應用均應在本有用新型的愛護范圍之內(nèi)。

綜上所述,本有用新型供應的所述凸輪機構、包含所述凸輪機構的凸輪軸、包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸的發(fā)動機,以及包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸和或所述發(fā)動機的工程機械,通過對凸輪上止點和凸輪上行段、下行段線型的特別設計,能夠達到降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機性能的目的。

圖1是相關技術中凸輪機構的結(jié)構示意圖;圖2是依據(jù)本有用新型的凸輪機構一實施例的結(jié)構示意圖;圖3是依據(jù)本有用新型的凸輪軸一實施例的結(jié)構示意圖。

其中,圖1至圖3中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為進氣凸輪,2排氣凸輪,3制動凸輪,4基圓,5凸輪軸,11進氣上行段,12進氣下行段,13進氣上止段,21排氣上行段,22排氣下行段,23排氣上止段。

詳細實施方式為了能夠更清晰地理解本有用新型的上述目的、特征和優(yōu)點,以下結(jié)合附圖和詳細實施方式對本有用新型進行進一步的具體描述,需要說明的是,在不沖突的狀況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了許多詳細細節(jié)以便于充分理解本有用新型,但是,本有用新型還可以采納其他不同于在此描述的其他方式來實施,因此,本有用新型的愛護范圍并不受下面公開的詳細實施例的限制。

圖2是依據(jù)本有用新型所述凸輪結(jié)構一實施例的結(jié)構示意圖。

如圖2所示,本有用新型供應的一種凸輪機構,包括進氣凸輪和排氣凸輪2,進氣凸輪和排氣凸輪2共用一個基圓4,進氣凸輪還包括進氣上止段13和或排氣凸輪2還包括排氣上止段23,進氣上止段13、排氣上止段23在最大升程處形成的上止點軌跡均為一條水平線。

一般,進氣凸輪和排氣凸輪2在最大升程處將氣門完全打開,氣門與進氣凸輪和排氣凸輪2最大升程時的接觸點稱為上止點。

此技術方案中,將進氣凸輪和或排氣凸輪2的上止點增加為多個,多個上止點形成進氣上止段13和或排氣上止段23,使得進氣凸輪和或排氣凸輪上止點的軌跡為一條水平線,延長了發(fā)動機進氣和排氣過程的時間面值,提升了發(fā)動機的燃燒性能。

明顯,可以同時增加進氣凸輪和排氣凸輪2的上止點,但是,也可以只增加進氣凸輪或排氣凸輪2的上止點,而排氣凸輪2或進氣凸輪的上止點如相關技術為單一上止點,也是可以提高發(fā)動機性能的,采納哪種結(jié)構是出于對發(fā)動機結(jié)構和功能的考慮而設計的,可以單一提升發(fā)動機的進氣性能或排氣性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,進氣凸輪包括進氣上行段11和進氣下行段12,排氣凸輪2包括排氣上行段21和排氣下行段22,其中,進氣上行段11、進氣下行段12、排氣上行段21和排氣下行段22的凸輪線型為負曲率曲線。

在該技術方案中,凸輪機構依靠驅(qū)動裝置進行驅(qū)動,凸輪機構驅(qū)動搖臂滾輪,當驅(qū)動裝置驅(qū)動凸輪機構加速運動時,搖臂滾輪隨之加速運動,當氣門與凸輪機構的進氣凸輪或排氣凸輪2的上行段接觸時,由于進氣上行段11和排氣上行段21的凸輪線型為負曲率曲線,使得搖臂滾輪的正加速度變成負加速度,搖臂滾輪的速度會漸漸減小,當氣門在上止段完全打開時,氣門的噪音會由于速度的減慢而相應的減小;當氣門與凸輪機構的進氣凸輪或排氣凸輪2的下行段接觸時,由于進氣下行段12和排氣下行段22的凸輪線型為負曲率曲線,使得搖臂滾輪的速度降低,減小了氣門落座的速度,降低了氣門對氣門座的沖擊,削減了噪音和氣門與氣門座之間的沖擊,從而延長了氣門壽命,提高了發(fā)動機性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,進氣上行段11、進氣下行段12、排氣上行段21和排氣下行段22的負曲率半徑不小于120_。

在該技術方案中,進氣凸輪和排氣凸輪2的凸輪線型為負曲率曲線,為了達到好的減速緩沖的效果,全部負曲率曲線的負曲率半徑不能小于120。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,進氣上行段11、進氣下行段12、排氣上行段21和排氣下行段22的負曲率曲線的負曲率半徑相同。

在該技術方案中,進氣上行段11、進氣下行段12、所排氣上行段21和排氣下行段22的負曲率曲線的負曲率半徑相同,則運行平穩(wěn)、可達到更好的減速緩沖效果,同時也簡化了凸輪的加工過程,降低了凸輪的加工難度。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,進氣上止段13、。

在該技術方案中,對進氣上止段13和下止段23的寬度進行的限定,是為了協(xié)作發(fā)動機的構造進行相應的優(yōu)化,目的是為了使發(fā)動機的進氣過程和排氣過程得到優(yōu)化,從而提升發(fā)動機的燃燒性能。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,在進氣凸輪包括進氣上止段13和排氣凸輪2包括排氣上止段23時,進氣上止段13和排氣上止段23的寬度不相等。

在該技術方案中,在凸輪機構的進氣凸輪和排氣凸輪2上同時設置進氣上止段13和排氣上止段23時,進氣上止段13和排氣上止段23的寬度不相等,此方案是為了協(xié)作發(fā)動機的構造和性能而特殊設定的,目的是為了增加進氣和排氣過程的時間面值,并通過調(diào)整進氣和排氣過程時間面值來使發(fā)動機的燃燒性能得到提高。

在上述技術方案中,優(yōu)選地,還包括制動凸輪3,制動凸輪3與進氣凸輪和排氣凸輪2共用一個基圓,排氣凸輪2位于進氣凸輪和制動凸輪3之間。

在該技術方案中,通過打開駕駛室中的制動凸輪制動閥掌握開關,制動銷會使排氣門通過排氣門橋和制動搖臂與制動凸輪3相接觸,強制打開排氣門,破壞發(fā)動機中某個或者某些氣缸的整體4個沖程過程,從而使發(fā)動機中該氣缸沒有功率輸出,從而達到制動的效果;同時,此方案優(yōu)化了多缸發(fā)動機的性能,停止部分的氣缸壓縮工作,避開造成鋪張,同時愛護了環(huán)境,削減了廢氣的排放。

圖3是依據(jù)本有用新型所述凸輪軸一實施例的結(jié)構示意圖。

如圖3所示,本有用新型供應的一種凸輪軸,包含至少一個上述任一實施例的凸輪機構,凸輪軸上設有六個凸輪機構,六個凸輪機構等間隔布置在凸輪軸5上。

在該技術方案中,通過將凸輪軸上的凸輪機構的上止點軌跡設計為一條水平線和將凸輪上行段、下行段的線型設計為負曲率曲線,增加了氣門進氣和排氣的時間面值,降低了氣門座落座速度,從而降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機的性能。

凸輪軸設有六個凸輪機構,并且等間隔布置在凸輪軸上,此優(yōu)選方案是為了協(xié)作六缸發(fā)動機的構造和性能而特別設計的凸輪軸。

同樣能夠達到降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機性能的目的。

同時,本有用新型還供應一種發(fā)動機,包含上述任一實施例所述的凸輪機構和或所述凸輪軸。

在該技術方案中,通過將凸輪機構的上止點軌跡設計為一條水平線和將凸輪線型設計為負曲率曲線兩種方式,增加了氣門進氣和或排氣的時間面值,降低了氣門座落座速度,從而降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機的性能。

同樣,能夠達到降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機性能的目的。

此外,本有用新型還供應一種工程機械,包含上述任一實施例所述的凸輪機構和或所述凸輪軸和或所述發(fā)動機。

在該技術方案中,使用包含所述凸輪機構和或所述凸輪軸的發(fā)動機的工程機械,可以達到降低噪音,延長壽命,提升發(fā)動機性能的同時也提升工程機械的整體性能。

上述實施例中凸輪機構、凸輪軸、發(fā)動機以及工程機械掌握氣門開啟和關閉的過程和原理為開啟階段。

驅(qū)動齒輪帶動凸輪軸5加速運動,進氣凸輪驅(qū)動搖臂滾輪隨之加速運動,進入到負曲率減速緩沖進氣上行段11,此時,正加速度變成負加速度,搖臂滾輪的速度會漸漸的減小,搖臂滾輪運動到上止點段13時,氣門完全打開,由于進氣凸輪上止點的軌跡是一段水平線,那么氣門完全開啟的時間會延長,進氣時間面值增大,發(fā)動機進氣充分,且氣門的噪聲很小;關閉階段。

搖臂滾輪首先經(jīng)過進氣凸輪的負曲率緩沖減速進氣下行段12,負曲率曲線把搖臂滾輪的速度降低,因此,氣門落座時,其落座速度、氣門對氣門座的沖擊和噪聲小,延長氣門壽命,提高了發(fā)動機性能。

排氣過程與該進氣過程相同,不再贅述。

綜上所述,本有用新型供應的凸輪機構、包含凸輪機構的凸輪軸、包含凸輪機構和或凸輪軸的發(fā)動機,以及包含凸輪機構和或凸輪軸和或發(fā)動機的工程機械,通過對凸輪上止點和凸輪線型的特別設計,能夠達到降低噪音,延長氣門壽命,提升發(fā)動機性能的目的。

以上所述僅為本有用新型的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本有用新型,對于本事域的技術人員來說,本有用新型可以有各種更改和變化。

凡在本有用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本有用新型的愛護范圍之內(nèi)。

,包括進氣凸輪和排氣凸輪2,所述進氣凸輪和所述排氣凸輪2共用一個基圓4,其特征在于,所述進氣