專利名稱：配氣相位可調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。
目前發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速而固定不變的。因此，一定的氣體分配相位只在一小范圍內(nèi)最為有利。
四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位，由于采用普通凸輪定時(shí)結(jié)構(gòu)，不能在發(fā)動(dòng)機(jī)中同時(shí)充分發(fā)揮高低不同轉(zhuǎn)速下最大功率。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，提出一種在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能調(diào)節(jié)配氣相位的配氣相位可調(diào)裝置。該裝置采用進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪分別安裝在進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸上，凸輪軸端部安裝同等大小的時(shí)規(guī)齒輪與曲軸上的正時(shí)齒輪嚙合，將普通凸輪改為錐形凸輪，將時(shí)規(guī)齒輪和正時(shí)齒輪的螺旋角改為配氣相位調(diào)整專用角，通過凸輪軸軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)錐形凸輪軸向運(yùn)動(dòng)，使挺柱沿著錐形凸輪上的螺旋線軌跡變動(dòng)，改變氣門開啟時(shí)間總角度范圍，實(shí)現(xiàn)配氣相位在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的全面調(diào)整。
本實(shí)用新型的構(gòu)成由進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪、挺柱、時(shí)規(guī)齒輪、正時(shí)齒輪和曲軸組成，進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)是長柱形錐形凸輪，其端面是由基圓面和基圓外的小圓弧以及與小圓弧和基圓相連的兩條曲線圍成的面，基圓的圓心為O，小圓弧的頂點(diǎn)為h，兩條曲線與基圓的交點(diǎn)分別為a和b，ah和bh是腹弧線，OD為錐形凸輪的軸心線，he是凸輪頂點(diǎn)沿軸向形成的直線，a和b兩點(diǎn)分別為氣門開啟與關(guān)閉的控制點(diǎn)，bb是基圓一側(cè)沿軸向的一條螺旋線，aa是基圓另一側(cè)沿軸向的一條螺旋線，兩條螺旋線均由氣門的開啟或關(guān)閉的控制點(diǎn)組成，進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)分別固定在進(jìn)氣凸輪軸(5)和排氣凸輪軸(7)上，凸輪軸的同一端安裝和曲軸(6)端部的正時(shí)齒輪(4)嚙合的時(shí)規(guī)齒輪(3)和(8)，挺柱(1)和(10)固定在氣缸體上座孔內(nèi)，挺柱底面與錐形凸輪相配合。沿錐形凸輪OD軸心線垂直截成若干個(gè)片狀凸輪，各片狀凸輪的基圓半徑相等，持續(xù)角∠aOb不等，腹弧線ah、bh是一條曲線。錐形凸輪有雙錐形和單錐形兩種，雙錐形凸輪是凸輪斷面上的凸輪廓線工作段的兩個(gè)“半作用角”∠aOh和∠bOh相等，凸輪廓線上氣門的開閉點(diǎn)具有對(duì)稱性。單錐形凸輪是凸輪斷面上的凸輪廓線工作段的兩個(gè)“半作用角”∠aOh∠bOb不相等，凸輪廓線上氣門的開閉點(diǎn)不對(duì)稱。正時(shí)齒輪(4)和時(shí)規(guī)齒輪(3)(8)是螺旋形齒輪。挺柱(1)(10)有平底和球底挺柱，挺柱底面與錐形凸輪相配合。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，普通凸輪定時(shí)機(jī)構(gòu)，不能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)中同時(shí)發(fā)揮高低不同轉(zhuǎn)速下最大功率，因?yàn)樗臍忾T開啟時(shí)間總角度只有一個(gè)，重迭角無法變化。而錐形凸輪機(jī)構(gòu)，在軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，改變氣門不同的開啟和關(guān)閉時(shí)間，又能滿足凸輪圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)挺柱升程規(guī)律要求，它能準(zhǔn)確地跟蹤和控制發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同轉(zhuǎn)速下，氣門開啟和關(guān)閉的最佳時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下，發(fā)出最大功率。
附


圖1是附圖2的右視圖；附圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是錐形凸輪結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是錐形凸輪沿軸向截取的片狀凸輪示意圖；本實(shí)用新型的實(shí)施例如附
圖1、附圖2所示，進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)是錐形凸輪，分別固定在進(jìn)氣凸輪軸(5)和排氣凸輪軸(7)上，凸輪軸的同一端安裝和曲軸(6)端部的正時(shí)齒輪(4)嚙合的時(shí)規(guī)齒輪(3)和(8)，正時(shí)齒輪(4)和時(shí)規(guī)齒輪(3)(8)是螺旋形齒輪，挺柱(1)和(10)固定在氣缸體上座孔內(nèi)，挺柱底面與凸輪相配合，挺柱和曲軸正時(shí)齒輪(4)是固定不變的，在兩個(gè)凸輪軸的端部軸心線上給予外力，使凸輪軸作軸向運(yùn)動(dòng)，得到挺柱沿著錐形凸輪上的螺旋線軌跡變動(dòng)，改變氣門開啟時(shí)間總角度，同時(shí)進(jìn)排氣門的四個(gè)開閉時(shí)期相應(yīng)改變。
如附圖3、附圖4所示，錐形凸輪是長柱形，O為基圓的圓心，OD為凸輪的軸心線，he是凸輪頂點(diǎn)沿軸向形成的直線，同一端基圓上的a和b兩點(diǎn)，分別為氣門開啟與關(guān)閉的控制點(diǎn)，bb線是由若干個(gè)氣門的開啟或關(guān)閉的控制點(diǎn)組成，是基圓一側(cè)的一條螺旋線，沿軸向基圓另一側(cè)的螺旋線是aa線，同樣是由若干個(gè)氣門的開啟或關(guān)閉的控制點(diǎn)組成。沿垂直于OD軸心線的方向，將錐形凸輪依次截成若干個(gè)片狀凸輪(11)(12)(13)(14)，它們的特征是1、基圓半徑相等；2、持續(xù)角不等，凸輪(11)的持續(xù)角∠a1O1b1大于凸輪(12)的持續(xù)角∠a2O2b2，依次類推，持續(xù)角是沿凸輪的軸向按大小順序排列，所以錐形凸輪是在同一基圓兩側(cè)設(shè)計(jì)若干個(gè)沿軸向，有順序而不同角度的氣門開啟和關(guān)閉點(diǎn)，形成兩條螺旋線，如aa螺旋線由a1a2a3a4形成，bb螺旋線由b1b2b3b4形成；3、腹弧線不相同，凸輪(11)的腹弧線是a1h1、b1h1曲線，是∠a1O1h1和∠b1O1h1所對(duì)應(yīng)的曲線，其特征是，凸輪(11)的腹弧線接近并相似凸輪(12)的腹弧線，依次類推，但用凸輪(11)與凸輪(14)的腹弧線相比，各不相同，其中除持續(xù)角的原因外，主要與對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)高低不同轉(zhuǎn)速有關(guān)。
錐形凸輪有雙錐凸輪和單錐凸輪，用螺旋線上任意點(diǎn)的位置觀察另一條螺旋線上與它對(duì)稱的一點(diǎn)“半作用角”是否相同來區(qū)別，“半作用角”在凸輪(11)中是∠a1O1h1和∠b1O1h1，在錐形凸輪上沿軸向任意取一點(diǎn)，沿垂直于軸心線的方向，將錐形凸輪截為兩段，若斷面上的凸輪廓線工作段，它的兩個(gè)“半作用角”相等，說明廓線上氣門開閉點(diǎn)具對(duì)稱性，是雙錐形凸輪，若它的兩個(gè)“半作用角”不相等，是單錐形凸輪，在錐形凸輪上沿軸向取不同的點(diǎn)，截?cái)嗳舾纱危冀K有一“半作用角”保持不變，并且發(fā)生在沿軸向以凸輪頂點(diǎn)至基圓心為界的同一側(cè)，稱單錐形凸輪，若雙錐形與單錐形凸輪共同在錐形凸輪上分段共存，稱單錐形凸輪。
本實(shí)用新型可調(diào)整的特征是以下三個(gè)條件必須同時(shí)具備，1、錐形凸輪，它是由若干個(gè)普通凸輪的組合體；2、凸輪軸必須能軸向運(yùn)動(dòng)，通過軸向運(yùn)動(dòng)達(dá)到挺柱在錐形凸輪上變換位置；3、凸輪軸由曲軸正時(shí)齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)屬于被動(dòng)形式，當(dāng)凸輪軸在外動(dòng)力作用下作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪上螺旋齒角度的作用，迫使凸輪軸增加一個(gè)主動(dòng)扭轉(zhuǎn)，根據(jù)軸向運(yùn)動(dòng)的大小方向不同，扭轉(zhuǎn)方向具備兩個(gè)(順時(shí)針與逆時(shí)針)，通過主動(dòng)扭轉(zhuǎn)達(dá)到選擇配氣相位角。
配氣相位可調(diào)裝置中，曲軸上的正時(shí)齒輪與凸輪軸上的時(shí)規(guī)齒輪是通過螺旋齒轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪上螺旋角度的大小，是取決于錐形凸輪具體的要求，當(dāng)錐形凸輪確定后才能確定齒輪上螺旋角度，其原因是，當(dāng)錐形凸輪的軸向運(yùn)動(dòng)使挺柱到達(dá)凸輪上新的一點(diǎn)時(shí)，在軸向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，由于齒輪上螺旋結(jié)構(gòu)的作用，必然將凸輪軸主動(dòng)扭轉(zhuǎn)一定的角度，扭轉(zhuǎn)角度的大小也被配氣相位角的需要所確定，所以特定的螺旋角度是該裝置以調(diào)整為前題的配氣相位專用角度。
權(quán)利要求1.一種配氣相位可調(diào)裝置，由進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪、挺柱、時(shí)規(guī)齒輪、正時(shí)齒輪和曲軸組成，其特征在于進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)是長柱形錐形凸輪，其端面是由基圓面和基圓外的小圓弧以及與小圓弧和基圓相連的兩條曲線圍成的面，基圓的圓心為O，小圓弧的頂點(diǎn)為h，兩條曲線與基圓的交點(diǎn)分別為a和b，ah和bh是腹弧線，OD為錐形凸輪的軸心線，he是凸輪頂點(diǎn)沿軸向形成的直線，a和b兩點(diǎn)分別為氣門開啟與關(guān)閉的控制點(diǎn)，bb是基圓一側(cè)沿軸向的一條螺旋線，aa是基圓另一側(cè)沿軸向的一條螺旋線，兩條螺旋線均由氣門的開啟或關(guān)閉的控制點(diǎn)組成，進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)分別固定在進(jìn)氣凸輪軸(5)和排氣凸輪軸(7)上，凸輪軸的同一端安裝和曲軸(6)端部的正時(shí)齒輪(4)嚙合的時(shí)規(guī)齒輪(3)和(8)，挺柱(1)和(10)固定在氣缸體上座孔內(nèi)，挺柱底面與錐形凸輪相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配氣相位可調(diào)裝置，其特征在于沿錐形凸輪OD軸心線垂直截成若干個(gè)片狀凸輪，各片狀凸輪的基圓半徑相等，持續(xù)角∠aOb不等，腹弧線ah、bh是一條曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配氣相位可調(diào)裝置，其特征在于錐形凸輪有雙錐形和單錐形兩種，雙錐形凸輪是凸輪斷面上的凸輪廓線工作段的兩個(gè)“半作用角”∠aOh和∠bOh相等，凸輪廓線上氣門的開閉點(diǎn)具有對(duì)稱性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配氣相位可調(diào)裝置，其特征在于單錐形凸輪是凸輪斷面上的凸輪廓線工作段的兩個(gè)“半作用角”∠aOh∠bOh不相等，凸輪廓線上氣門的開閉點(diǎn)不對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配氣相位可調(diào)裝置，其特征在于正時(shí)齒輪(4)和時(shí)規(guī)齒輪(3)(8)是螺旋形齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配氣相位可調(diào)裝置，其特征在于挺柱(1)(10)有平底和球底挺柱，挺柱底面與錐形凸輪相配合。
專利摘要一種配氣相位可調(diào)裝置，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，該裝置的進(jìn)氣凸輪(2)和排氣凸輪(9)是錐形凸輪，分別安裝在進(jìn)排氣凸輪軸(5)(7)上，凸輪軸端部安裝大小相同的時(shí)規(guī)齒輪(3)(8)，與曲軸(6)上的正時(shí)齒輪(4)嚙合，挺柱(1)(10)固定在氣缸體上座孔內(nèi)，挺柱底面與錐形凸輪相配合，當(dāng)進(jìn)排氣凸輪軸軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)進(jìn)排氣凸輪軸向運(yùn)動(dòng)，使挺柱沿著錐形凸輪上的螺旋線軌跡變動(dòng)，改變氣門開啟時(shí)間總角度，實(shí)現(xiàn)配氣相位在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的全面調(diào)整。
文檔編號(hào)F01L31/00GK2258536SQ96202688
公開日1997年7月30日 申請日期1996年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月18日
發(fā)明者徐勇 申請人:徐勇