凸轮机构、凸轮轴、发动机及工程机械的制作方法

凸轮机构、凸轮轴、发动机及工程机械的制作方法

凸轮机构、凸轮轴、发动机及工程机械的制作方法专利名称:凸轮机构、凸轮轴、发动机及工程机械的制作方法技术领域:本有用新型涉及工程机械领域,详细而言,涉及一种凸轮机构、包含所述凸轮机构的凸轮轴、包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴的发动机,以及包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴和或所述发动机的工程机械。

背景技术:凸轮设计是发动机开发中一项重要的任务,一个良好的配气凸轮,既应当使发动机具有良好的充气性能,又要能保证配气机构工作平稳平安牢靠。

相关技术中,如图1所示,公开了一种用于发动机的凸轮结构其,进气凸轮和排气凸轮2共用一个基圆4,其进气凸轮、排气凸轮上止点只有一个,属于传统尖桃型结构;进气凸轮和排气凸轮的凸轮线型设计不够完善,气门落座速度过快,降低了发动机的使用寿命此种凸轮机构的进气凸轮和排气凸轮的凸轮线型设计不够完善,发动机采纳此种凸轮结构,存在以下缺点进、排气凸轮的上止点只有一个。

进气时间面值小,发动机充气性能受影响;排气时间面值过小,排气不充分,发动机燃烧性能受影响。

2没有负曲率减速缓冲曲线,加速度过大,气门落座速度过快,气门和气门座之间的磨损加剧,降低了发动机的使用寿命,严峻时会产生振动过大和气门反跳现象。

设计配气凸轮结构,使发动机既具有良好的充气性能,又工作平稳、使用寿命长,是亟需解决的技术问题。

有用新型内容为解决上述相关技术中存在的技术问题,本有用新型的一个目的在于,供应一种凸轮机构,能够延进步气和排气过程的时间面值,改善发动机进气和排气性能,提升发动机的燃烧性能,从而提升发动机的整体性能。

有鉴于此,本有用新型一方面供应了一种凸轮机构,包括进气凸轮和排气凸轮,所述进气凸轮和所述排气凸轮共用一个基圆,所述进气凸轮还包括进气上止段和或所述排气凸轮还包括排气上止段,所述进气上止段、所述排气上止段在最大升程处形成的上止点轨迹均为一条水平线。

在该技术方案中,所述进气凸轮和所述排气凸轮在最大升程处将气门完全打开,气门与所述进气凸轮和所述排气凸轮最大升程时的接触点称为上止点。

在该技术方案中,增加此技术方案中,将所述进气凸轮和或所述排气凸轮的上止点增加为多个,多个上止点形成所述进气上止段和或所述排气上止段,使得进气凸轮和或排气凸轮上止点的轨迹均为一条水平线,延长了发动机进气和或排气过程的时间面值,提升了发动机的燃烧性能。

在上述技术方案中,优选地,所述进气凸轮包括进气上行段和进气下行段,所述排气凸轮包括排气上行段和排气下行段,其中,所述进气上行段、所述进气下行段、所述排气上行段和所述排气下行段的凸轮线型为负曲率曲线。

在该技术方案中,所述凸轮机构依靠驱动装置进行驱动,所述驱动装置驱动所述凸轮机构加速运动,当气门与凸轮机构的进气凸轮或排气凸轮的上行段接触时,由于所述进气上行段和所述排气上行段的凸轮线型为负曲率曲线,使得所述驱动装置的正加速度变成负加速度,起到减速缓冲的效果,所述驱动装置的速度会渐渐减小,当气门在上止段完全打开时,气门的噪音会由于速度的减慢而相应的减小;当气门下凸轮机构的进气凸轮或排气凸轮的下行段接触时,由于所述进气下行段和所述排气下行段的凸轮线型为负曲率曲线,起到减速缓冲的效果,使得所述驱动装置的速度降低,减小了气门落座的速度,降低了气门对气门座的冲击,削减了噪音和气门与气门座之间的冲击,从而延长了气门寿命,提高了发动机性能。

在上述技术方案中,优选地,所述进气上行段、所述进气下行段、所述排气上行段和所述排气下行段的所述负曲率曲线的负曲率半径不小于120。

在该技术方案中,进气凸轮和排气凸轮的凸轮线型为负曲率曲线,为了达到好的减速缓冲的效果,全部负曲率曲线的负曲率半径不能小于120。

在上述技术方案中,优选地,所述进气上行段、所述进气下行段、所述排气上行段和所述排气下行段的所述负曲率曲线的负曲率半径相同。

在该技术方案中,所述进气上行段、所述进气下行段、所述排气上行段和所述排气下行段的所述负曲率曲线的负曲率半径相同,则运行平稳、可达到更好的减速缓冲效果,同时也简化了凸轮的加工过程,降低了凸轮的加工难度。

在上述技术方案中,优选地,所述进气上止段、。

在该技术方案中,对所述进气上止段和所述下止段的宽度限定在此范围内,可以达到好的进气性能和排气性能。

在上述技术方案中,优选地,在所述进气凸轮包括所述进气上止段和所述排气凸轮包括所述排气上止段时,所述进气上止段和所述排气上止段的宽度不相等。

在该技术方案中,在所述凸轮机构的进气凸轮和排气凸轮上同时设置所述进气上止段和排气上止段时,所述进气上止段和所述排气上止段的宽度不相等,可以使发动机的进气过程和排气过程依据发动机的构造和性能的不同而不同,相应地,发动机的进气过程和排气过程也不相同,所以此方案是为了协作发动机的构造和性能要求不同而优选的方案。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括制动凸轮,所述制动凸轮与所述进气凸轮和所述排气凸轮共用一个基圆,所述排气凸轮位于所述进气凸轮和所述制动凸轮之间。

在该技术方案中,所述制动凸轮的作用是可以强制打开排气门,破坏发动机中某个或者某些气缸的整体4个冲程过程,从而使发动机中该气缸没有功率输出,达到制动的效果。

依据本有用新型的另一方面,供应了一种凸轮轴,包含上述任一技术方案所述的凸轮机构,能够协作发动机正常运转。

显而易见,该凸轮轴具有上述凸轮机构的全部有益效果,不再赘述。

[0025]在上述技术方案中,优选地,所述凸轮轴上设有六个所述凸轮机构,六个所述凸轮机构等间隔布置在所述凸轮轴上。

在该技术方案中,通过将所述凸轮轴上的凸轮机构的上止点轨迹设计为一条水平线和将凸轮上行段、下行段的线型设计为负曲率曲线,增加了气门进气和排气的时间面值,降低了气门座落座速度,从而降低噪音,延长气门寿命,提升发动机的性能。

所述凸轮轴上设有六个所述凸轮机构,六个所述凸轮机构等间隔布置在所述凸轮轴上,所述凸轮轴可适用于六缸发动机,是为了协作发动机的结构和性能而设计的。

本有用新型的另一方面在于,供应一种发动机,所述发动机包含上述任一技术方案所述的凸轮机构和或所述凸轮轴,能够达到降低噪音,延长寿命,提升发动机性能的目的。

依据本有用新型的再一方面,供应了一种工程机械,包含上述任一技术方案所述的凸轮机构和或所述凸轮轴和或所述发动机,能够达到降低噪音,延长寿命,提升工程机械整体性能的目的。

还可以将本有用新型供应的凸轮结构、包含所述凸轮结构的凸轮轴以及包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴的发动机应用于其他的工程机械中,在此无法穷举,不再赘述,但其应用均应在本有用新型的爱护范围之内。

综上所述,本有用新型供应的所述凸轮机构、包含所述凸轮机构的凸轮轴、包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴的发动机,以及包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴和或所述发动机的工程机械,通过对凸轮上止点和凸轮上行段、下行段线型的特别设计,能够达到降低噪音,延长气门寿命,提升发动机性能的目的。

图1是相关技术中凸轮机构的结构示意图;图2是依据本有用新型的凸轮机构一实施例的结构示意图;图3是依据本有用新型的凸轮轴一实施例的结构示意图。

其中,图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为进气凸轮,2排气凸轮,3制动凸轮,4基圆,5凸轮轴,11进气上行段,12进气下行段,13进气上止段,21排气上行段,22排气下行段,23排气上止段。

详细实施方式为了能够更清晰地理解本有用新型的上述目的、特征和优点,以下结合附图和详细实施方式对本有用新型进行进一步的具体描述,需要说明的是,在不冲突的状况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了许多详细细节以便于充分理解本有用新型,但是,本有用新型还可以采纳其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本有用新型的爱护范围并不受下面公开的详细实施例的限制。

图2是依据本有用新型所述凸轮结构一实施例的结构示意图。

如图2所示,本有用新型供应的一种凸轮机构,包括进气凸轮和排气凸轮2,进气凸轮和排气凸轮2共用一个基圆4,进气凸轮还包括进气上止段13和或排气凸轮2还包括排气上止段23,进气上止段13、排气上止段23在最大升程处形成的上止点轨迹均为一条水平线。

一般,进气凸轮和排气凸轮2在最大升程处将气门完全打开,气门与进气凸轮和排气凸轮2最大升程时的接触点称为上止点。

此技术方案中,将进气凸轮和或排气凸轮2的上止点增加为多个,多个上止点形成进气上止段13和或排气上止段23,使得进气凸轮和或排气凸轮上止点的轨迹为一条水平线,延长了发动机进气和排气过程的时间面值,提升了发动机的燃烧性能。

明显,可以同时增加进气凸轮和排气凸轮2的上止点,但是,也可以只增加进气凸轮或排气凸轮2的上止点,而排气凸轮2或进气凸轮的上止点如相关技术为单一上止点,也是可以提高发动机性能的,采纳哪种结构是出于对发动机结构和功能的考虑而设计的,可以单一提升发动机的进气性能或排气性能。

在上述技术方案中,优选地,进气凸轮包括进气上行段11和进气下行段12,排气凸轮2包括排气上行段21和排气下行段22,其中,进气上行段11、进气下行段12、排气上行段21和排气下行段22的凸轮线型为负曲率曲线。

在该技术方案中,凸轮机构依靠驱动装置进行驱动,凸轮机构驱动摇臂滚轮,当驱动装置驱动凸轮机构加速运动时,摇臂滚轮随之加速运动,当气门与凸轮机构的进气凸轮或排气凸轮2的上行段接触时,由于进气上行段11和排气上行段21的凸轮线型为负曲率曲线,使得摇臂滚轮的正加速度变成负加速度,摇臂滚轮的速度会渐渐减小,当气门在上止段完全打开时,气门的噪音会由于速度的减慢而相应的减小;当气门与凸轮机构的进气凸轮或排气凸轮2的下行段接触时,由于进气下行段12和排气下行段22的凸轮线型为负曲率曲线,使得摇臂滚轮的速度降低,减小了气门落座的速度,降低了气门对气门座的冲击,削减了噪音和气门与气门座之间的冲击,从而延长了气门寿命,提高了发动机性能。

在上述技术方案中,优选地,进气上行段11、进气下行段12、排气上行段21和排气下行段22的负曲率半径不小于120_。

在该技术方案中,进气凸轮和排气凸轮2的凸轮线型为负曲率曲线,为了达到好的减速缓冲的效果,全部负曲率曲线的负曲率半径不能小于120。

在上述技术方案中,优选地,进气上行段11、进气下行段12、排气上行段21和排气下行段22的负曲率曲线的负曲率半径相同。

在该技术方案中,进气上行段11、进气下行段12、所排气上行段21和排气下行段22的负曲率曲线的负曲率半径相同,则运行平稳、可达到更好的减速缓冲效果,同时也简化了凸轮的加工过程,降低了凸轮的加工难度。

在上述技术方案中,优选地,进气上止段13、。

在该技术方案中,对进气上止段13和下止段23的宽度进行的限定,是为了协作发动机的构造进行相应的优化,目的是为了使发动机的进气过程和排气过程得到优化,从而提升发动机的燃烧性能。

在上述技术方案中,优选地,在进气凸轮包括进气上止段13和排气凸轮2包括排气上止段23时,进气上止段13和排气上止段23的宽度不相等。

在该技术方案中,在凸轮机构的进气凸轮和排气凸轮2上同时设置进气上止段13和排气上止段23时,进气上止段13和排气上止段23的宽度不相等,此方案是为了协作发动机的构造和性能而特殊设定的,目的是为了增加进气和排气过程的时间面值,并通过调整进气和排气过程时间面值来使发动机的燃烧性能得到提高。

在上述技术方案中,优选地,还包括制动凸轮3,制动凸轮3与进气凸轮和排气凸轮2共用一个基圆,排气凸轮2位于进气凸轮和制动凸轮3之间。

在该技术方案中,通过打开驾驶室中的制动凸轮制动阀掌握开关,制动销会使排气门通过排气门桥和制动摇臂与制动凸轮3相接触,强制打开排气门,破坏发动机中某个或者某些气缸的整体4个冲程过程,从而使发动机中该气缸没有功率输出,从而达到制动的效果;同时,此方案优化了多缸发动机的性能,停止部分的气缸压缩工作,避开造成铺张,同时爱护了环境,削减了废气的排放。

图3是依据本有用新型所述凸轮轴一实施例的结构示意图。

如图3所示,本有用新型供应的一种凸轮轴,包含至少一个上述任一实施例的凸轮机构,凸轮轴上设有六个凸轮机构,六个凸轮机构等间隔布置在凸轮轴5上。

在该技术方案中,通过将凸轮轴上的凸轮机构的上止点轨迹设计为一条水平线和将凸轮上行段、下行段的线型设计为负曲率曲线,增加了气门进气和排气的时间面值,降低了气门座落座速度,从而降低噪音,延长气门寿命,提升发动机的性能。

凸轮轴设有六个凸轮机构,并且等间隔布置在凸轮轴上,此优选方案是为了协作六缸发动机的构造和性能而特别设计的凸轮轴。

同样能够达到降低噪音,延长气门寿命,提升发动机性能的目的。

同时,本有用新型还供应一种发动机,包含上述任一实施例所述的凸轮机构和或所述凸轮轴。

在该技术方案中,通过将凸轮机构的上止点轨迹设计为一条水平线和将凸轮线型设计为负曲率曲线两种方式,增加了气门进气和或排气的时间面值,降低了气门座落座速度,从而降低噪音,延长气门寿命,提升发动机的性能。

同样,能够达到降低噪音,延长气门寿命,提升发动机性能的目的。

此外,本有用新型还供应一种工程机械,包含上述任一实施例所述的凸轮机构和或所述凸轮轴和或所述发动机。

在该技术方案中,使用包含所述凸轮机构和或所述凸轮轴的发动机的工程机械,可以达到降低噪音,延长寿命,提升发动机性能的同时也提升工程机械的整体性能。

上述实施例中凸轮机构、凸轮轴、发动机以及工程机械掌握气门开启和关闭的过程和原理为开启阶段。

驱动齿轮带动凸轮轴5加速运动,进气凸轮驱动摇臂滚轮随之加速运动,进入到负曲率减速缓冲进气上行段11,此时,正加速度变成负加速度,摇臂滚轮的速度会渐渐的减小,摇臂滚轮运动到上止点段13时,气门完全打开,由于进气凸轮上止点的轨迹是一段水平线,那么气门完全开启的时间会延长,进气时间面值增大,发动机进气充分,且气门的噪声很小;关闭阶段。

摇臂滚轮首先经过进气凸轮的负曲率缓冲减速进气下行段12,负曲率曲线把摇臂滚轮的速度降低,因此,气门落座时,其落座速度、气门对气门座的冲击和噪声小,延长气门寿命,提高了发动机性能。

排气过程与该进气过程相同,不再赘述。

综上所述,本有用新型供应的凸轮机构、包含凸轮机构的凸轮轴、包含凸轮机构和或凸轮轴的发动机,以及包含凸轮机构和或凸轮轴和或发动机的工程机械,通过对凸轮上止点和凸轮线型的特别设计,能够达到降低噪音,延长气门寿命,提升发动机性能的目的。

以上所述仅为本有用新型的优选实施例而已,并不用于限制本有用新型,对于本事域的技术人员来说,本有用新型可以有各种更改和变化。

凡在本有用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本有用新型的爱护范围之内。

,包括进气凸轮和排气凸轮2,所述进气凸轮和所述排气凸轮2共用一个基圆4,其特征在于,所述进气