[發明專利]對稱外形型線凸輪

無效

• 申請號: 201010103058.0
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101865001A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 郝付林
• 申請（專利權）人: 東風朝陽柴油機有限責任公司
• 主分類號: F01L1/08
• 分類號: F01L1/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明屬于內燃機零部件，具體涉及到柴油發動機內的凸輪外形型線的改進。

背景技術

柴油機工作過程中，氣門的開閉運動是靠凸輪軸來傳動的，凸輪外形線的合理設計關系到柴油機的性能參數。所以凸輪不但決定氣門時間-截面值的大小，而且決定配氣系統各個零部件運動的承載情況和工作狀況，因此凸輪外形的設計不僅要保證盡可能大的時間-截面值，而且還應使配氣機構工作平穩可靠。所以圓弧凸輪的四個主要參數(凸輪的工作段、過渡段、圓弧段的半徑以及凸輪輪廓全高)即可決定發動機的性能。目前某型柴油機凸輪軸安裝在自然吸氣式發動機上，裝在增壓柴油機上存在一定的缺陷，主要是排放性能不能很好地滿足要求，并且噪音大，排氣溫度高等。本發明的提出有效改善了目前凸輪軸的工作狀態，解決了噪音大、排氣溫度高等問題。

發明內容

本發明的目的是為增壓柴油機提供更加合理的凸輪軸凸輪外形型線，以達到改善柴油機整機工作性能和節約能耗的目的。

以下結合附圖對本發明的技術方案予以說明：如背景技術所述，內燃機凸輪無論是進氣凸輪或排氣凸輪，決定凸輪外形的參數有四個，即凸輪的工作段、過渡段、圓弧段的半徑以及凸輪輪廓全高。本發明提出的對稱外形型線凸輪，因為升程曲線表是加工凸輪的根據，所以其對稱是指凸輪升程曲線表數據是按曲軸轉角對稱分布的。據此進氣凸輪的四個外形型線參數為：進氣凸輪工作段為54.2°；進氣凸輪過渡段為25°；進氣凸輪圓弧段的半徑為20.6±0.0625mm；進氣凸輪輪廓全高為48.09±0.05mm。排氣凸輪工作段為60.5°；排氣凸輪過渡段為29°；排氣凸輪圓弧段的半徑為20±0.0625mm；排氣凸輪輪廓全高為47.916±0.05mm。本發明設計的凸輪輪廓全高尺寸既保證了氣門的最大開度又保證了排氣徹底，圓弧段(也稱為基圓半徑)的半徑保證了凸輪軸具有足夠的剛度，過渡段(也稱為緩沖段)角度的確定大幅降低了配氣系統的噪聲。通過改變進排氣門重疊角(重疊角是指在柴油機工作過程中進、排氣門同時打開的曲軸轉角)，目的是增加進入汽缸的新鮮空氣量，保證進氣充分，排氣徹底。這樣可以改善柴油機的性能，提高功率，降低油耗。

附圖說明

附圖1為第一缸進氣凸輪的外形型線結構參數示意圖。

附圖2為第一缸排氣凸輪的外形型線結構參數示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖并通過實施例對本發明的技術方案進行進一步的說明。對稱外形型線凸輪包括進氣凸輪和排氣凸輪，兩個凸輪的具體參數為：進氣凸輪工作段1-1為54.2°，進氣凸輪過渡段1-2為25°，進氣凸輪圓弧段1-3的半徑為20.6±0.0625mm，進氣凸輪輪廓全高1-4為48.09±0.05mm，進氣凸輪軸鍵槽中心線1-5為3.5°。排氣凸輪工作段2-1為60.5°，排氣凸輪過渡段2-2為29°，排氣凸輪圓弧段2-3的半徑為20±0.0625mm，排氣凸輪輪廓全高2-4為47.916±0.05mm，排氣凸輪軸鍵槽中心線2-5為107.5°。第一缸進氣凸桃與第二、三、四缸進氣凸桃相隔角分別為90°、180°、270°。第一缸排氣凸桃與第二、三、四排氣凸桃相隔角分別為90°、180°、270°。

以進氣門開啟至鍵槽中心線1-5的上止點之間的夾角為進氣門提前角，排氣門關閉至上止點即鍵槽中心線2-5之間的夾角為排氣滯后角，排氣門開啟至排氣門關閉之間夾角為排氣延續角，進氣門關閉至鍵槽中心線1-5之間的夾角為進氣滯后角，進氣門開啟至進氣門關閉之間夾角為進氣延續角。進、排氣的凸輪寬為20mm，過渡圓角為R3mm，進、排氣凸輪的圓軸徑為φ34mm。凸輪型線決定柴油機性能主要是通過配氣相位實現的。本實施例加工進、排氣凸輪所用的加工技術參數為：進氣凸桃與排氣凸桃對稱中心線夾角104°(凸桃是凸輪的工作段部分)，進氣滯后角為26°，上止點進氣提前角為14°，進氣延續角為220°。排氣滯后角為16°，排氣提前角為48°，排氣延續角為244°。凸輪在加工過程中，以基圓升程為起點，凸輪最大升程為：進氣6.8899mm；排氣7.9164mm，理論上進氣門升程啟點值：0.3867mm；排氣門升程啟點值：0.4584mm。

本發明的特點及產生的有益效果在于，通過改進凸輪外形型線，使柴油機的各項性能指標得到提高。實施例已在朝陽柴油機廠CY4102EZLQ四缸柴油機實際使用，達到了提高功率、降低油耗的目的。實驗柴油機標定功率103Kw/2800r/min，在相同轉速的情況下功率由88Kw提高到103Kw，最大扭矩達到395N.m/1600-1800r/min，在相同轉速的情況下扭矩由343N.m提高到395N.m，標定功率燃油消耗率基本不變≤245g/(Kw.h)，排氣煙度(FSN)≤2.0，排氣溫度≤700℃，噪聲限值dB(A)≤113，因此本發明所設計的對稱外形型線凸輪使柴油機的性能得到明顯提高。