[發明專利]燃油增壓雙鼓滾輪驅動機構

在審

• 申請號: 201310099709.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103362584A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 范立云;劉洋;田丙奇;王昊;劉勇;歐陽斌;馬修真;李文輝;袁志國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01L1/46
• 分類號: F01L1/46;F01M9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機，具體地說是柴油機的供油機構。

背景技術

隨著對柴油機排放法規和經濟性的日益嚴格的要求，對燃油噴射系統性能也提出了更加嚴格的要求。噴油器所需要的供油速率、噴油壓力不斷提高，對供油預行程和升程的要求不斷提高,挺柱的運動行程也隨之增加。隨著供油壓力的不斷提高，凸輪和挺柱機構間的工作強度也隨之增加。油泵供油壓力的不斷提高，一方面增加了作用在凸輪驅動機構中凸輪與滾輪之間的應力，在應力集中處易造成滾輪表面的點蝕；另一方面減小了凸輪與滾輪之間潤滑油膜的厚度，惡化了傳動機構的潤滑，加劇了對凸輪和滾輪的磨損。以上兩點均會惡化凸輪-挺柱燃油增壓機構的工作條件，加劇驅動裝置的損壞，甚至造成滾輪失效。同時，供油速率的不斷提高，也大幅增加了對凸輪-挺柱驅動機構的疲勞載荷和沖擊載荷，易造成燃油增壓驅動機構失效。

由于挺柱機構中滾輪在高速運動時并不是作純滾動，而是作伴有左右搖擺的晃動，因此在與凸輪的相互作用中，傳統的單鼓滾輪傳動機構所受最大應力并非出現在單鼓的弧頂處，而是集中分布在弧頂兩側的圓弧處。因此處于凸輪的接觸面積較弧頂處小，會加劇應力集中，引起滾輪受力點所受應力過大。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠減小滾輪與凸輪互相作用過程中的應力集中問題，提高滾輪的強度及承載能力，增強凸輪與滾輪間的潤滑效果，增加滾輪的使用壽命的燃油增壓雙鼓滾輪驅動機構。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明燃油增壓雙鼓滾輪驅動機構，包括凸輪、滾輪體、挺柱體以及安裝在挺柱體里的柱塞和復位彈簧，滾輪體安裝在挺柱體下端，凸輪與滾輪體相配合使滾輪體和挺柱體在凸輪的作用下做往復運動，其特征是：滾輪體為雙鼓滾輪，其外圓面沿軸向方向由兩段位于兩端的凸弧段和一段位于兩段凸弧段之間的凹弧段連接構成，凸弧段的壁厚大于凹弧段的壁厚，凸弧段的半徑與凹弧段的半徑相等。

本發明還可以包括：

1、挺柱體里分別開設有進油孔和出油孔，潤滑油從進油孔進入經滾輪體后從出油孔流出。

本發明的優勢在于：本發明利用雙鼓滾輪驅動機構中的滾輪的雙鼓形狀，增大了滾輪在與凸輪相互作用時的接觸面積，減小了應力。利用凸弧間的凹弧，增大了潤滑油膜的厚度，提高了潤滑效率，減小了對滾輪的磨損。充分利用了凸弧位置較大的壁厚部分，增強了抵抗疲勞載荷和沖擊載荷的能力。由此可減少對滾輪的損傷，提高驅動機構的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的側視圖；

圖3為本發明的雙鼓滾輪的工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～3，本發明包括凸輪1、滾輪體2、挺柱體3、彈簧座4、復位彈簧5與柱塞6，滾輪體2外圓面沿軸向方向由兩段位于兩端的凸弧段和一段位于兩段凸弧段之間的凹弧段連接構成且凸弧段部分滾輪的厚度大于凹弧段部分。復位彈簧5、彈簧座4、柱塞6安裝于挺柱體3中，構成本燃油驅動機構的增壓部分，挺柱隨凸輪型線進行上下往復運動，壓油過程中，柱塞6在凸輪驅動下隨挺柱上行，對柱塞腔中的燃油進行壓縮，為噴油提供高壓燃油。吸油過程中，柱塞6在復位彈簧5的彈簧力作用下隨凸輪下移，將燃油吸入柱塞腔，為噴油系統下一次供油做準備。燃油增壓雙鼓滾輪驅動機構工作過程中，潤滑油從潤滑油進油孔7進入，對滾輪體2與凸輪1進行潤滑，并從潤滑油出油孔8流出。

在高速運轉情況下，因凸輪軸在工作中承受噴油泵的工作負荷而產生變形，挺柱各部件間配合有誤差等原因，滾輪難以保持理想的工作狀態，除沿軸向轉動運動外，同時存在著徑向擺動運動，如圖3所示，即在滾輪中心軸與幾何中心軸間會產生滾輪擺動夾角。由于本驅動機構的滾輪采用了雙鼓形狀，當滾輪擺動時，凸輪表面會始終與雙鼓滾輪間的凸弧頂弧部分相接觸，并使得作用力長時間集中于壁面較厚的凸弧弧頂處附近，從而減小作用在滾輪表面的應力，提高承載能力。滾輪所受的最大應力集中在凸弧位置處，且在兩段凸弧間的凹弧部分有助于在凸輪和雙鼓滾輪間形成更厚的潤滑油膜，強化了滾輪與凸輪之間的潤滑作用，能夠有效提高潤滑效率，減小機械摩擦，從而增加燃油增壓驅動機構的使用壽命。

本發明的技術方案的指導思想是:利用滾輪的雙鼓形狀，增大滾輪在與凸輪相互作用時的接觸面積，從而減小作用在滾輪表面的應力，提高承載能力。同時，雙鼓滾輪中間的凹弧形狀，可有效增加凸輪與滾輪間潤滑油膜的厚度，提高潤滑效果，從而減少凸輪與滾輪的機械磨損。經實驗證明，最大應力集中在凸弧位置，且作用在滾輪與凸輪間接觸面的應力可減少12.4%。與傳統的單鼓滾輪相比，多鼓滾輪所受最大應力處為凸弧位置，充分利用了滾輪壁厚較大的弧頂位置，進一步提高了滾輪的承載能力，增強了滾輪抵抗疲勞載荷和沖擊載荷的能力。在凸弧間的凹弧處有助于形成較厚的潤滑油膜，有效地保持了滾輪與凸輪之間的液體潤滑狀態，提高潤滑效率，減小機械摩擦，增加了使用壽命。滾輪與凸輪接觸面積的增加，也有助于增加潤滑油膜的厚度，減小機械摩擦。弧段的增加，減小了曲率半徑，增加了滾輪外圓表面的總面積，有利于迅速散去滾輪與凸輪摩擦所產生的熱量，減小熱負荷沖擊。