CN101782004B - 柴油机顶置凸轮轴结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柴油机顶置凸轮轴结构，包括汽缸盖、凸轮轴体、凸轮轴轴承座、泵喷嘴、安装在凸轮轴端部的传动齿轮以及设置在凸轮轴体上的进气凸轮和排气凸轮，所述凸轮轴体通过凸轮轴轴承座安装在汽缸盖上方，在所述凸轮轴体上还设有驱动泵喷嘴上的供油凸轮，在安装传动齿轮的凸轮轴端上还设置有消减扭转振动的减振器装置。本发明可使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性、提高燃烧效率、减少燃烧噪音，提高凸轮轴抗拉强度，使其符合通用、船用、农用，发电以及工程机械等各行业的配套柴油机动力性、可靠性要求，并降低废气中的有害排放物使之达到欧III、欧IV排放标准，进一步改善并提高排放指标要求，满足越来越严格的环保排放法规。
Description
技术领域
本发明涉及一种多缸柴油机的凸轮轴结构，特别涉及一种135中等功率的电控柴油机顶置凸轮轴结构。
背景技术
目前普遍使用的缸心距为170毫米的直列六缸柴油机，其主要规格有6135系列等，其凸轮轴结构主要由凸轮轴本体，以及依照设计在凸轮轴本体上的进气凸轮、排气凸轮。随着通用、船用、农用，发电以及工程机械等对其配套的柴油机动力性、可靠性以及排放指标要求的逐步提高，从而使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性、提高燃烧效率、减少燃烧噪音并降低废气中的有害排放物。
如图1所示，而现有的6135系列柴油机是两缸一盖，即一个进气门和一个排气门，凸轮轴6由齿轮4驱动，前端凸轮轴传动齿轮4由通过六角头头部带孔螺栓1、压板2以及半圆键3安装由该凸轮轴6上，凸轮轴6轴向定位是通过止推板10和螺栓9及弹垫11压紧在机体8端面上，凸轮轴6上面有进气凸轮7和排进凸轮5，同时凸轮轴6安装装在机体8内部；由于凸轮轴孔在柴油机机体8里面造成加工制造困难、造成不便于加工精度控制的缺陷。由于此凸轮轴6通过挺柱、推杆及摇臂装置传递到进排气上控制进排气门的开度，因此运动误差较大并影响柴油机性能；另外在6135系列柴油机中的凸轮轴很多采用的材料为冷激合金铸铁，其强度低脆性大；同时该凸轮轴6的传动齿轮4端部没有采用减振措施，例如减振器等；当柴油机在高速运转下，遇上较大脉动载负时发生剧烈的抖动，增加了柴油机工作噪声、加剧了凸轮轴磨损以及油量消耗，使其功率下降，严重时甚至会发生凸轮轴扭断。由于受到当时的加工、制造、工艺、技术条件所限制及柴油机燃油供给系统技术的发展历史所限，上述原有的凸轮轴结构、燃油供给方式及传统的控制方法不能适应现代柴油机的要求，因此对于现代柴油机的排放、噪声、振动及动力性能和可靠性等要求，已经很难实现。
发明内容
本发明的目的是在于，克服上述现有技术的不足，而提供一种强度高、具有吸振减振能力、能减少噪声及提高耐磨性、提高柴油机功率的顶置凸轮轴结构，使柴油机机体加工制造容易，在高速运转下使其传动平稳，提高燃烧效率、减少燃烧噪音并降低废气中的有害排放物使之达到欧III、欧IV排放标准。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
柴油机顶置凸轮轴结构，包括汽缸盖、凸轮轴体、凸轮轴轴承座、泵喷嘴、安装在凸轮轴端部的传动齿轮以及设置在凸轮轴体上的进气凸轮和排气凸轮，其特征在于，所述凸轮轴体通过凸轮轴轴承座安装在汽缸盖上方，在所述凸轮轴体上还设有驱动泵喷嘴上的供油凸轮，在安装传动齿轮的凸轮轴端上还设置有消减扭转振动的减振器装置，通过减振器装置使柴油机在高速运转下使传动平稳，扭振转角和扭振应力都能达到较小的峰值，噪声减小，磨损减小，油耗减小，功率提高，通过使用柴油机电控式燃油供给系统来需要根据实时转速及实际负荷进行特殊形式的控制，或者根据温度、进气压力、运行状态等进行综合控制，提高直列六缸柴油机的输出功率，使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性、提高燃烧效率、减少燃烧噪音并降低废气中的有害排放物使之达到欧III、欧IV排放标准，有提高到欧V的可能性。
进一步的，所述泵喷嘴为电控泵喷嘴，由凸轮轴通过摇臂轴驱动供油摇臂部件直接驱动，所述电控泵喷嘴的安装位置空间比较紧凑，适合高压喷射，以此改善喷油特性，从而使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性并且同时降低废气中的有害排放物，以此保证柴油机的可靠性工作，满足越来越严格的环保排放法规的要求。
进一步的，所述凸轮轴轴承座上设有凸轮轴轴承盖，所述凸轮轴轴承盖通过螺栓固定在凸轮轴轴承座上，通过螺栓拧紧将其固定在气缸盖对应的位置上，从而将凸轮轴固定在气缸盖上。
进一步的，所述进气凸轮和排气凸轮分别驱动进气摇臂部件和排气摇臂部件，来控制进气和排气相位。
进一步的，通过改变凸轮轴材料为提高静强度、接触强度及耐磨性，使摩擦副达到最佳状态。
本发明通过上述技术方案，使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性、提高燃烧效率、减少燃烧噪音，提高凸轮轴接触强度及耐磨性；使其符合通用、船用、农用，发电以及工程机械等各行业的配套柴油机动力性、可靠性要求，并降低废气中的有害排放物使之达到欧III、欧IV排放标准，进一步改善并提高排放指标要求，满足越来越严格的环保排放法规。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为现有的6135系列等直列六缸柴油机中凸轮轴结构以及安装示意图。
图2为本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例：
参见图2，本实施例为缸心距为178毫米，缸径为135毫米直列六缸电控柴油机顶置凸轮轴结构，其包括气缸盖200、设置在汽缸盖200上方的凸轮轴体100、电控泵喷嘴、安装在凸轮轴体100端部减振器焊接部件210、摇臂轴160、进气摇臂部件170、供油摇臂部件180和排气摇臂部件190；在凸轮轴体100上依照设计安装有进气凸轮110、排气凸轮130以及用于驱动电控泵喷嘴的供油凸轮120，该供油凸轮120设置在进气凸轮110与排气凸轮130在之间，用于驱动电控泵喷嘴；该电控泵喷嘴的安装位置空间比较紧凑，适合高压喷射，以此改善喷油特性，从而使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性并且同时降低废气中的有害排放物，以此保证柴油机的可靠性工作，满足越来越严格的环保排放法规的要求。
本发明中，凸轮轴体100通过若干个凸轮轴轴承座140安装在气缸盖200上方，使柴油机机体加工制造容易；在每个凸轮轴轴承座140上通过气缸盖罩壳螺栓151以及六角法兰面螺栓152以及固定有凸轮轴轴承盖150，从而将凸轮轴体100固定在气缸盖对应的位置上。凸轮轴体100上的进气凸轮110和排气凸轮130分别用于驱动进气摇臂部件170和排气摇臂部件190，供油凸轮120驱动泵喷嘴(机械式)，本实施例中，泵喷嘴用了电动用了电控泵喷嘴，没有高压油管，通过这种结构，减少了使用零件、高速性好，这种类型的配气机构方法显示了优异的高速动力性能。
值得一提的是，本实施的凸轮轴体100材料采用的是强度比较高QT-H460，提高了凸轮轴抗拉强度，使之达到850MPa，并提高触强度及耐磨性，硬度适中为HRc43~52使摩擦副更为合理，延长了凸轮轴的使用寿命。在凸轮轴端部通过6个六角法兰面螺栓320、圆柱销330以及垫板310来安装传动齿轮300，在安装传动齿轮300的凸轮轴体100端部位置采用了消减扭转振动的措施，即在传动齿轮300端制出有安装减振器装置的减振器焊接部件210。本发明通过减振器焊接部件210来安装减振器装置，使得柴油机在高速运转下使传动平稳，扭振转角和扭振应力都能达到较小的峰值，噪声减小，磨损减小，油耗减小，功率提高。
本发明为中等功率直列六缸电控柴油机顶置凸轮轴结构，采用的是每缸2进气门和2排气门，小排气门热负荷小，工作可靠性易于保证控制，凸轮轴与运动件的接触表面采用了是滚轮结构即通过轴承连接，这样可减少机构运动时的摩擦损失。
基于上述，本发明通过改变凸轮轴材料为QT-H460来提高凸轮轴抗拉强度使之达到850MPa并提高触强度及耐磨性，通过改变凸轮轴安装位置来使柴油机机体加工制造容易，在凸轮轴安装齿轮端设置消减扭转振动的措施，如减振器装置；柴油机在高速运转下使传动平稳，扭振转角和扭振应力都能达到较小的峰值，噪声减小，磨损减小，油耗减小，功率提高。
另外，本发明通过使用柴油机电控式燃油供给系统来需要根据实时转速及实际负荷进行特殊形式的控制，或者根据温度、进气压力、运行状态等进行综合控制，提高直列六缸柴油机的输出功率，使柴油机获得良好的燃油经济性、动力性、提高燃烧效率、减少燃烧噪音并降低废气中的有害排放物使之达到欧III、欧IV排放标准，有提高到欧V的可能性，提供一种行之有效的解决方案，解决上述存在的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.柴油机顶置凸轮轴结构，包括汽缸盖、凸轮轴体、凸轮轴轴承座、泵喷嘴、安装在凸轮轴端部的传动齿轮以及设置在凸轮轴体上的进气凸轮和排气凸轮，其特征在于，所述凸轮轴体通过凸轮轴轴承座安装在汽缸盖上方，在所述凸轮轴体上还设有驱动泵喷嘴上的供油凸轮，在安装传动齿轮的凸轮轴端上还设置有消减扭转振动的减振器装置，所述泵喷嘴为电控泵喷嘴，所述凸轮轴轴承座上设有凸轮轴轴承盖，所述凸轮轴轴承盖通过螺栓固定在凸轮轴轴承座上；
在所述凸轮轴端部通过6个六角法兰面螺栓、圆柱销以及垫板来安装传动齿轮；
所述柴油机顶置凸轮轴结构为中等功率直列六缸电控柴油机顶置凸轮轴结构，该中等功率直列六缸电控柴油机顶置凸轮轴结构采用的是每缸2进气门和2排气门；所述凸轮轴体材料为QT-H460。
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