專利名稱：棘輪配氣正時機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于四行程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。
86108669號申請件中所述發(fā)明無缸蓋雙活塞多缸共軛式柴油機，其進(jìn)、排氣門分別安在兩活塞(14)和(14′)上，含有進(jìn)、排氣通道的活塞(14)和(14′)分別連接橫連桿(10)和(10′)，橫連桿(10)和(10′)分別夾持在導(dǎo)向臂(12)和(12′)內(nèi)。
本發(fā)明的任務(wù)是為86108669號申請件所述發(fā)明無缸蓋雙活塞多缸共軛式柴油機設(shè)計一種新的配氣正時機構(gòu)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計了由棘輪機構(gòu)組成的配氣正時機構(gòu)。
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)描述。


圖1為棘輪配氣正時機構(gòu)在整機中的安裝示意圖。
圖2為棘輪機構(gòu)裝配圖。
圖3為齒條、外圈、輪芯和惰輪裝配示意圖。
圖4為下蓋盤裝配示意圖。
圖5為偏心輪、挺筒、氣門挺桿裝配示意圖。
圖6為棘輪配氣正時機構(gòu)工作過程示意圖。
采用本案所述配氣機構(gòu)時，活塞聯(lián)接橫連桿(10)或(10′)的方式如圖2所示，這時氣閥挺桿(13)插入橫連桿(10)或(10′)的內(nèi)腔。
如
圖1和圖2，一個氣門的棘輪配氣正時機構(gòu)由驅(qū)動齒條(8)、含外圈(1)的棘輪機構(gòu)、惰輪(7)以及含挺筒(9)(9′)的復(fù)位機構(gòu)組成，驅(qū)動齒條(8)安裝在機體上，含外圈(1)的棘輪機構(gòu)、惰輪(7)以及含挺筒(9)(9′)的復(fù)位機構(gòu)安裝在橫連桿(10)或(10′)上。
驅(qū)動齒條(8)通過彈性基座安裝在導(dǎo)向夾臂(12)或(12′)(機體的一部分)上，其軸線平行于氣缸軸線。
如圖2，棘輪機構(gòu)由外圈(1)、輪芯(2)、上蓋盤(3)、下蓋盤(4)、軸(5)、以及偏心輪(6)組成。如圖3，外圈(1)的外側(cè)有一周輪齒，其內(nèi)側(cè)有二個內(nèi)棘齒(B，B′)，輪芯(2)的外緣有二個由簧絲頂起的棘爪(A，A′)。如圖4，下蓋盤(4)的外緣局部有齒形成二個扇形齒區(qū)，其同外圈(1)的外側(cè)輪齒有相同的模數(shù)和節(jié)園直徑。
如圖2，外圈(1)套在輪芯(2)之外，它們之間形成單向離合關(guān)系，輪芯(2)、上、下蓋盤(3)(4)和偏心輪(6)都固定在軸(5)上，軸(5)安裝在橫連桿(10)或(10′)上，其軸線垂直于氣缸軸線和橫連桿軸線，偏心輪(6)的旋轉(zhuǎn)平面在氣閥挺桿(13)的外端并通過其軸線，惰輪(7)的軸安裝在橫連桿(10)或(10′)上，其軸線平行于軸(5)的軸線。
如
圖1，或圖3，外圈(1)的外側(cè)輪齒同齒條(8)和惰輪(7)同時嚙合，如圖4，下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)在一定的旋轉(zhuǎn)相位上與惰性(7)嚙合。
如圖2，或圖5，復(fù)位機構(gòu)由挺筒(9)(9′)和彈簧(11)，(11′)組成，它們都安裝在橫連桿(10)或(10′)上，偏心輪(6)被夾持在挺筒(9)(9′)的端面(F，F(xiàn)′)之間，挺筒端面(F，F(xiàn)′)的平衡位置就是偏心輪(6)的平衡位置。
下面就氣缸Ⅰ描述進(jìn)氣門棘輪配氣正時機構(gòu)的工作過程如圖3，當(dāng)活塞(14)和橫連桿(10)往復(fù)運動時，由于齒條(8)和外圈(1)的嚙合關(guān)系，且齒條(8)安裝在機體上不動，外圈(1)隨橫連桿(10)往復(fù)運動，因此齒條(8)驅(qū)動外圈(1)繞軸(5)的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)橫連桿(10)從上止點到下止點向外運動時，在齒條(8)的驅(qū)動下外圈(1)順時針方向轉(zhuǎn)動，這時棘齒(B，B′)和棘爪(A，A′)嚙合，外圈(1)驅(qū)動輪芯(2)一起轉(zhuǎn)動，當(dāng)橫連桿(10)向內(nèi)運動時，外圈(1)逆時針方向轉(zhuǎn)動，這時棘齒(B，B′)和棘爪(A.A′)相離，輪芯(2)停留平衡位置不動，外圈(1)繞輪芯(2)滑動。
圖6(a)表示進(jìn)氣行程的始點時棘輪機構(gòu)的相位，這時輪芯(2)處于平衡位置，棘齒(B，B′)和棘爪(A，A′)的嚙合點在水平線上(即橫連桿軸線方向)。下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)在旋轉(zhuǎn)方向上的前端離與惰輪(7)的初始嚙合點α角(α≈25°)。偏心輪(6)在軸(5)的中心的左側(cè)水平線上。
如圖6(b)，當(dāng)進(jìn)氣行程開始活塞(14)和橫連桿(10)從上止點到下止點運動一段時間(共約155°曲軸轉(zhuǎn)角)后，這時外圈(1)驅(qū)動輪芯(2)順時針方向轉(zhuǎn)過β角(β≈130°)偏心輪(6)也轉(zhuǎn)過β角；在此期間，偏心輪(6)通過挺筒(9)頂起進(jìn)氣門挺桿(13)實現(xiàn)進(jìn)氣；下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)當(dāng)外圈(1)帶動輪芯(2)轉(zhuǎn)過α角時開始同惰輪(7)嚙合，當(dāng)轉(zhuǎn)過β角時嚙合完畢，嚙合角度為β－α≈105°。
惰輪(7)和下蓋盤(4)的嚙合限定功能如圖5，當(dāng)偏心輪(6)轉(zhuǎn)過90°越過垂直位置時，偏心輪(6)不僅受棘輪的驅(qū)動作用，而且受氣門彈簧和復(fù)位彈簧(11)的作用，由于外圈(1)和輪芯(2)的單向離合特點，輪芯(2)乃至偏心輪(6)有超前外圈(1)轉(zhuǎn)動的趨勢。但由于惰輪(7)、外圈(1)和齒條(8)有相互嚙合的關(guān)系(如圖3)，且下蓋盤(4)、輪芯(2)和偏心輪(6)是一整體(如圖2)，所以當(dāng)下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)同惰輪(7)嚙合時，和其相連的軸(5)、輪芯(2)及偏心輪(6)只能在嚙合限定下同外圈(1)同步轉(zhuǎn)動而不會超前。這樣不僅保證了氣門不至過早落下關(guān)閉，而且使得氣門落座不致過猛。
如圖6(c)，當(dāng)外圈(1)和輪芯(2)轉(zhuǎn)過β角，而下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)和惰輪(7)脫離嚙合后，外圈(1)在嚙條(8)的驅(qū)動下，繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動δ角，(δ≈20°，約合25°曲軸角)。這時活塞和橫連桿到達(dá)下止點，而外圈(1)到達(dá)轉(zhuǎn)動下止點，在這段時間里，輪芯(2)乃至軸(5)、偏心輪(6)、下蓋盤(4)在氣門彈簧和復(fù)位彈簧的作用下，超前外圈(1)轉(zhuǎn)動180°－β≈50°到達(dá)平衡位置，這時進(jìn)氣門落下關(guān)閉完成進(jìn)氣行程。
如圖6(d)，當(dāng)進(jìn)氣行程完畢，活塞(14)和橫連桿(10)從下止點向上止點運行完成壓縮行程時，外圈(1)按逆時針方向從下止點轉(zhuǎn)動到上止點，而輪芯(2)乃至軸(5)、偏心輪(6)等停留平衡位置不動，其間進(jìn)氣門關(guān)閉。
如圖6(e)，圖6(f)，當(dāng)壓縮行程完畢，活塞(14)和橫連桿(10)從上止點到下止點運動完成燃燒行程時，棘輪機構(gòu)工作過程和圖6(b)圖6(c)所述過程類似，不同的是軸(5)、輪芯(2)、偏心輪(6)和下蓋盤(4)的初始相位與圖6(a)相差180°，偏心輪(6)在轉(zhuǎn)動中頂起挺筒(9′)而挺筒(9)及氣門挺桿(13)不動，進(jìn)氣門關(guān)閉。
如圖6(g)，當(dāng)燃燒行程完畢，活塞(14)和橫連桿(10)從下止點到上止點運行完成排氣行程時，輪芯(2)等不動，外圈(1)繞其滑動，進(jìn)氣門關(guān)閉。至此棘輪機構(gòu)完成一個工作循環(huán)，回到圖6(a)所示的初始狀態(tài)，開始下一循環(huán)。
安裝在橫連桿(10′)上的氣缸Ⅰ的排氣門棘輪配氣機構(gòu)，其零件結(jié)構(gòu)和進(jìn)氣一樣。不同的是，其裝配關(guān)系使得和進(jìn)氣棘輪機構(gòu)相反當(dāng)橫連桿(10′)從下止點到上止點向內(nèi)運動時，棘齒和棘爪嚙合，外圈(1)驅(qū)動輪芯(2)等轉(zhuǎn)動；當(dāng)橫連桿(10′)向外運動時，輪芯(2)等不動，外圈(1)繞其滑動；偏心輪(6)頂起挺筒(9)和排氣門挺桿的過程和排氣行程相對應(yīng)。
如
圖1，在四個氣缸的情形，和氣缸Ⅰ相反，氣缸Ⅳ進(jìn)、排氣棘輪配氣機構(gòu)的驅(qū)動齒條，在氣缸軸線的右側(cè)和外圈(1)嚙合，故其棘輪機構(gòu)的裝配關(guān)系須和氣缸Ⅳ的進(jìn)、排氣工作過程相適應(yīng)。
如
圖1，在四個氣缸的情形，氣缸Ⅱ、Ⅲ進(jìn)，排氣棘輪機構(gòu)的外圈只和惰輪嚙合。以氣缸Ⅱ的進(jìn)氣棘輪機構(gòu)為例，由于齒條(8)、外圈(1)以及惰輪(7)相互嚙合，因此惰輪(7)不僅對氣缸Ⅱ的進(jìn)氣棘輪機構(gòu)起嚙合限定作用，而且將齒條(8)對外圈(1)的驅(qū)動傳給氣缸Ⅱ的進(jìn)氣棘輪機構(gòu)的外圈(1′)，而不需另設(shè)驅(qū)動齒條。這一方式對氣缸Ⅱ、Ⅲ的其余進(jìn)、排氣棘輪機構(gòu)都適用。
棘輪配氣正時機構(gòu)能更好的控制進(jìn)、排氣門的開啟時間及升程。其機件的動力效應(yīng)較原配氣正時機構(gòu)更為合理，大大減少整機重量和體積，加強了整機的緊湊性。
權(quán)利要求1.棘輪配氣正時機構(gòu)，其進(jìn)、排氣門分別安在兩活塞(14)和(14′)上，含有進(jìn)、排氣通道的活塞(14)和(14′)分別連接橫連桿(10)和(10′)，橫連桿(10)和(10′)分別夾持在導(dǎo)向臂(12)和(12′)內(nèi)，本發(fā)明的特征是，其一個氣門的棘輪配氣正時機構(gòu)由驅(qū)動齒條(8)、含外圈(1)的棘輪機構(gòu)、惰輪(7)、以及含挺筒(9)(9′)的復(fù)位機構(gòu)組成，驅(qū)動齒條(8)安裝在機體上，含外圈(1)的棘輪機構(gòu)、惰輪(7)以及含挺筒(9)(9′)復(fù)位機構(gòu)安裝在橫連桿(10)或(10′)上。
2.如權(quán)利要求1所述機構(gòu)，其特征是驅(qū)動齒條(8)安裝在導(dǎo)向夾臂(12)或(12′)(機體的一部分)上，其軸線平行于氣缸軸線。
3.如權(quán)利要求1所述機構(gòu)，其特征是棘輪機構(gòu)由外圈(1)、輪芯(2)、上蓋盤(3)、下蓋盤(4)、軸(5)、偏心輪(6)組成，外圈(1)的外側(cè)有一周輪齒，其內(nèi)側(cè)有兩個內(nèi)棘齒(B，B′)，輪芯(2)的外緣有兩個由簧絲頂起的棘爪(A，A′)，下蓋盤(4)的外緣局部有齒形成扇形齒區(qū)，其同外圈(1)的外側(cè)輪齒有相同的模數(shù)和節(jié)圓直徑。
4.如權(quán)利要求3所述機構(gòu)，其特征是外圈(1)套在輪芯(2)之外，它們之間形成單向離合關(guān)系，輪芯(2)、上、下蓋盤(3)、(4)和偏心輪(6)都固定在軸(5)上，軸(5)安裝在橫連桿(10)或(10′)上，其軸線垂直于氣缸軸線和橫連桿軸線，偏心輪(6)的旋轉(zhuǎn)平面在氣閥挺桿(13)的外端通過其軸線，惰輪(7)的軸安裝在橫連桿(10)或(10′)上，其軸線平行于軸(5)的軸線。
5.如權(quán)利要求4所述機構(gòu)，其特征是外圈(1)的外側(cè)輪齒同齒條(8)和惰輪(7)同時嚙合，下蓋盤(4)的扇形齒區(qū)在一定的旋轉(zhuǎn)相位上與惰輪(7)嚙合。
6.如權(quán)利要求(1)所述機構(gòu)，其特征是復(fù)位機構(gòu)由挺筒(9)，(9′)彈簧(11)，(11′)組成，它們都安裝在橫連桿(10)或(10′)上，偏心輪(6)被夾持在挺筒(9)，(9′)的端面(F，F(xiàn)′)之間。挺筒端面(F，F(xiàn)′)的平衡位置就是偏心輪(6)的平衡位置。
專利摘要棘輪配氣正時機構(gòu)屬于活塞往復(fù)式內(nèi)燃機，本發(fā)明為86108669號申請件所述發(fā)明無缸蓋雙活塞多缸共軛式柴油機設(shè)計一種新的配氣正時機構(gòu)，其由棘輪機構(gòu)、驅(qū)動齒條、惰輪和復(fù)位機構(gòu)組成。齒條固定在導(dǎo)向臂上，棘輪機構(gòu)、惰輪和復(fù)位機構(gòu)安裝在橫連桿上，依靠活塞和橫連桿的往復(fù)運動，由齒條驅(qū)動棘輪機構(gòu)，實現(xiàn)氣門配氣正時。
文檔編號F02M39/02GK2057465SQ8821325
公開日1990年5月23日 申請日期1988年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月6日
發(fā)明者周健 申請人:周健