CN101818671A - 柴油机气门润滑装置 - Google Patents

Abstract

一种柴油机气门润滑装置，包括泵油系统、传动系统和流量调节系统。传动系统的波形齿轮与泵油系统的柱塞做成一体，波形齿轮的上端面按照柴油机进、排气阀的运动规律设计。与波形齿轮相啮合的轴齿轮由柴油机曲轴驱动，实现润滑油供油频率与柴油机配气机构的进、排气频率的匹配。泵油系统的柱塞与波形齿轮一起转动，同时由顶销、柱塞底销、复位弹簧及限位螺钉共同作用，按照波形齿轮上端面设置的规律上、下往复运动，实现润滑装置的间断吸油和供油。可通过调节调整轴的位置控制柱塞行程，以满足该润滑装置的间断供油流量的要求。该润滑装置可改善柴油机气门与气门座间的摩擦磨损状况，提高柴油机寿命。

Description

柴油机气门润滑装置

技术领域

本发明涉及一种柴油机气门润滑装置，尤其适合用于高强化、大功率柴油机上，属于机械传动及液压传动技术领域。

背景技术

气门是柴油机配气机构的核心部件。在柴油机工作过程中，气门与气门座圈间的频繁撞击及气门在导杆中的上下滑动，不可避免地将产生摩擦磨损。而且气门在工作中承受极高的机械负荷、热负荷及腐蚀性气体的冲刷，润滑状态极为不良，因而在工作中磨损比较严重，常造成气门下沉，燃烧室的容积增大，使柴油机性能变坏，严重时影响柴油机的正常工作。气门和气门座处于燃烧室和气道之间，由于缺乏有效的润滑油供应，在气门工作表面上不能很好地形成润滑油膜，从而使摩擦运动产生严重的磨损作用。据相关资料显示，配气机构的摩擦损失在柴油机总摩擦损失中占有较大的比例，特别是在低速、小负荷时，可达20％以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柴油机气门润滑装置。该柴油机气门润滑装置采用小流量、多点间断供油方式，可以在气门与气门座间接触表面进行间断供油润滑，改善柴油机气门与气门座间的摩擦磨损状况。

本发明的柴油机气门润滑装置由泵油系统、传动系统和流量调节系统三部分组成。所述泵油系统包括泵体、柱塞、柱塞底销、复位弹簧和限位螺钉，柱塞放置在柱塞底销之上，柱塞底销头部顶在柱塞的下端面上，尾部套设复位弹簧并由复位弹簧和限位螺钉支撑。所述传动系统包括轴线相互垂直且相互啮合的波形齿轮和轴齿轮，而且波形齿轮位于上述柱塞之上并且两者做成一体。上述柱塞、柱塞底销、波形齿轮、轴齿轮和复位弹簧均置于泵体内。所述流量调节系统包括调整座、调整轴、顶销和调整螺钉，其中，调整轴贯穿调整座的轴孔且调整轴上端的外螺纹与调整座轴孔的内螺纹啮合，顶销固定在调整座的底端面上并且向下顶靠在波形齿轮的上端面上；在气门润滑装置装配后，调整轴与柱塞同轴；旋转调整轴，可使调整轴在调整座的轴孔内轴向移动，因而可以对顶销与调整轴的相对位置进行调节。调整螺钉可调节地横向锁紧调整轴。

所述传动系统的轴齿轮由柴油机曲轴驱动，因而，本发明的柴油机气门润滑装置，可以根据曲轴转速控制润滑装置的供油频率，实现润滑油供油频率与柴油机配气机构的进、排气频率的匹配。

本发明的柴油机气门润滑装置的波形齿轮上端面按照柴油机进、排气阀的运动规律设计成波形，波形的凸起部分与凹陷部分间隔交替设置，并且凸起部分与凹陷部分的衔接部分采用光滑过渡。波形齿轮与泵油系统的柱塞做成一体，由于柱塞底销、复位弹簧和限位螺钉的作用，使波形齿轮的上端面始终紧压在顶销上，当轴齿轮驱动波形齿轮转动时，波形齿轮上端面的凸起部分、凹陷部分交替地与顶销接触，使柱塞做有规律的下降、上升运动，完成泵油部分的间断供油和吸油。

本发明的柴油机气门润滑装置的柱塞外圆柱面下部开设有多条径向位置对称的轴向槽，轴向槽通向柱塞底部，在泵体柱塞孔内圆柱面上开设了与柱塞的上述轴向槽的数量和位置相对应的出油、吸油通孔。当柱塞上升时，柱塞轴向槽与吸油孔连通；柱塞下降时，柱塞的轴向槽与出油孔连通。

本发明的柴油机气门润滑装置间断供油流量是由柱塞行程确定，而柱塞行程则由顶销和调整轴的相对位置确定。顶销确定柱塞下降的最低位置，调整轴确定柱塞上升的最高位置。因此，通过调节调整轴的位置，可以调节柱塞的行程，进而控制气门润滑装置的间断供油流量。

附图说明

图1是本发明气门润滑装置的装配图(A-A剖视图)；

图2是本发明气门润滑装置的装配图的俯视图；

图3是本发明气门润滑装置的流量调节系统的装配图；

图4是本发明气门润滑装置的柱塞的零件图；

图5是本发明气门润滑装置的波形齿轮凸、凹部分分布图；

图6是本发明气门润滑装置的波形齿轮凸、凹部分局部展开图。

图中：

1.调整座     2.铜垫圈         3.调整螺钉    4.弹簧

5.顶柱       6.垫板           7.顶销        8.波形齿轮

9.柱塞       10.限位螺钉      11.铜垫圈     12.复位弹簧

13.柱塞底销  14.波形弹簧垫圈  15.螺钉       16.泵体

17.薄垫圈    18.铜垫圈    19.固定螺钉     20.铜套

21.轴齿轮    22.调整轴    23.O型密封圈    24.三角卡箍

具体实施方式

本发明的柴油机气门润滑装置主要包括泵油系统、传动系统和流量调节系统。

如图1和2所示，泵油系统包括泵体16、柱塞9、柱塞底销13、复位弹簧12和限位螺钉10。其中，柱塞9放置在柱塞底销13之上，柱塞底销13的尾部套设复位弹簧12，通过复位弹簧12和限位螺钉10将柱塞底销13的头部抵靠在柱塞9的下端面上。上述柱塞9、柱塞底销13和复位弹簧12均被容置于泵体16内，限位螺钉10固定在泵体16上。

传动系统包括轴线相互垂直且相互啮合的波形齿轮8和轴齿轮21，波形齿轮8位于柱塞9之上并且两者做成一体。上述波形齿轮8和轴齿轮21均置于泵体内，波形齿轮8和轴齿轮21的啮合工况类似涡轮蜗杆传动。该轴齿轮21横穿泵体16设置(如图2所示)。

如图1和3所示，流量调节系统包括调整座1、调整轴22、顶销7和调整螺钉3。其中，调整轴22贯穿调整座1的轴孔并与柱塞9同轴，且柱塞9上升到最高位置时波形齿轮8的顶端抵靠在调整轴22的下端面上。调整轴22上端的外螺纹与调整座1轴孔的内螺纹配合，因而可以对调整轴22进行轴向位置调整。顶销7由螺纹固定在调整座1的底端面上，并且顶销7向下贴合地顶靠在波形齿轮8的上端面。调整螺钉3通过顶柱5可调节地横向锁紧调整轴22。顶柱5上还套设有弹簧4。

如图3所示，流量调节系统还设有O型密封圈23和三角卡箍24，两者分别套设于调整轴22的中部和下端，起密封和卡固作用。

如图4所示，波形齿轮8与柱塞9做成一体，柱塞9的外圆柱面下部还开设有多条径向位置对称的轴向槽(例如，轴向槽宽2mm)，轴向槽通向柱塞底部，在泵体16的柱塞孔内圆柱面上开设有与柱塞9的轴向槽的数量和位置相对应的出油、吸油通孔。

如图5、图6所示，波形齿轮8的上端面按照柴油机进、排气阀的运动规律(已知)设计成波形，波形的凸起部分(

区间)与凹陷部分(

区间)间隔交替设置，并且凸起部分与凹陷部分之间的衔接部分(

和

区间)采用光滑过渡。

作为波形齿轮上端面的一个实例，其中，凸起部分和凹陷部分均对应于60°的中心角即

而过渡部分对应于30°的中心角即

当然，根据具体的柴油机气门运动规律，可以设计凸起部分、凹陷部分和过渡部分对应于不同的中心角。

如图1所示，轴齿轮21带动波形齿轮8转动，从而在顶销7和复位弹簧12的作用下，柱塞9既与波形齿轮8的一起转动，又按照波形齿轮8上端面设计的规律做上、下往复运动，完成泵油部分的间断供油和吸油。

如图1、图4、图5、图6所示，当波形齿轮8转动，顶销7由波形齿轮8的凹陷部分

滑向凸起部分

时(即运行在

区间)，柱塞9在顶销7的作用下，压缩复位弹簧12向下运动，泵油室产生高压，此时柱塞9的轴向槽与泵体16的供油口连通，泵油系统供油。当顶销7运行在波形齿轮8的凸起部分(即

区间)时，柱塞9只转动，不升降，柱塞9的轴向槽与泵体16的吸油、出油孔不连通，既不吸油，也不供油。

如图1、图4、图5、图6所示，当波形齿轮8转动，顶销7由波形齿轮8的凸起部分

滑向凹陷部分

(即运行在

区间)时，柱塞9在复位弹簧12的作用下向上运动，泵油室产生真空度，此时柱塞9的轴向槽与泵体16的进油口连通，泵油系统吸油。当波形齿轮8的顶端抵靠在调整轴22的下端面上时，柱塞9停止上升，吸油结束。此时顶销7运行在波形齿轮8的凹陷部分(即

区间)，柱塞9只转动，不升降，柱塞9的轴向槽与泵体16的吸油、出油孔不连通，既不吸油，也不供油。

综上所述，本发明的柴油机气门润滑装置，可以根据曲轴转速控制润滑装置的供油频率，在气门与气门座之间有规律地引入润滑油对其接触表面实行间断供油润滑，能够实现润滑油供油频率与柴油机配气机构的进、排气频率的匹配，能够保证润滑油的流量精度，因而极大改善了柴油机气门与气门座间的摩擦磨损状况，提高柴油机的寿命和工作可靠性。

Claims (10)

1.一种柴油机气门润滑装置，由泵油系统、传动系统和流量调节系统三部分组成，其特征在于：

所述泵油系统包括泵体(16)、柱塞(9)、柱塞底销(13)、复位弹簧(12)和限位螺钉(10)，柱塞(9)放置在柱塞底销(13)之上，柱塞底销(13)的尾部套设复位弹簧(12)，复位弹簧(12)和限位螺钉(10)将柱塞底销(13)的头部抵靠在柱塞(9)的下端面上；

所述传动系统包括轴线相互垂直且相互啮合的波形齿轮(8)和轴齿轮(21)，并且波形齿轮(8)位于柱塞(9)之上并且两者做成一体；

所述流量调节系统包括调整座(1)、调整轴(22)、顶销(7)和调整螺钉(3)，可轴向调节的调整轴(22)贯穿调整座(1)轴孔的位置，并与柱塞(9)同轴；顶销(7)固定在调整座(1)的底端面上，并且向下贴合地顶靠在波形齿轮(8)的上端面上；调整螺钉(3)可调节地横向锁紧调整轴(22)；所述波形齿轮(8)的顶端抵靠在调整轴(22)的下端面。

2.根据权利要求1所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述波形齿轮(8)的上端面按照柴油机进、排气阀的运动规律设计为波形，即在上端面上间隔交替地设置凸起部分

与凹陷部分

并且相邻凸起部分与凹陷部分之间有光滑的过渡部分

3.根据权利要求2所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述凸起部分与凹陷部分

均对应于60°的中心角，所述过渡部分

对应于30°的中心角。

4.根据权利要求3所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述柱塞(9)的外圆柱面上开设有多条径向位置对称的轴向槽，在泵体(16)的柱塞孔内圆柱面上开设有与柱塞轴向槽的数量和位置相对应的出油、吸油通孔。

5.根据权利要求1或2所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述调整轴(22)上端的外螺纹与调整座(1)容置调整轴(22)的轴孔的内螺纹配合。

6.根据权利要求1或2所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述柱塞(9)的外圆柱面上开设有多条径向位置对称的轴向槽，在泵体(16)的柱塞孔内圆柱面上开设有与柱塞轴向槽的数量和位置相对应的出油、吸油通孔。

7.根据权利要求6所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述轴向槽宽2mm。

8.根据权利要求1-4任一项所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述传动系统的轴齿轮(21)由柴油机曲轴驱动。

9.根据权利要求1-4任一项所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述调整螺钉(3)通过顶柱(5)横向锁紧调整轴(22)，该顶柱(5)套设有弹簧(4)。

10.根据权利要求1-4任一项所述的柴油机气门润滑装置，其特征在于：所述调整轴(22)的中部和下端分别套设有O型密封圈(23)和三角卡箍(24)。

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