CN104128609A - 四冲程发动机摇臂机构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种四冲程发动机摇臂机构，其通过粉末冶金注射成型工艺制备，并且该摇臂机构包括一对摇臂和一根摇臂转轴，各个摇臂单独一体成型并且可绕着摇臂转轴转动，运用粉末冶金注射成型工艺制备摇臂，可以使摇臂结构更紧凑，精度更高，满足小型四冲程发动机的需求。

Description

四冲程发动机摇臂机构及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种四冲程发动机，尤其涉及一种四冲程发动机摇臂机构及其制备方法。

背景技术

小型通用四冲程发动机的基本要求是结构尽量简单，以及制作成本尽量低，当发动机需要不断升级时，就需要不断简化其内部零件的结构，而简化的最佳做法就是将多个功能集中在一个零部件上实现。

摇臂是四冲程汽油发动机必备的一个机构，简化发动机内部零件，可以从摇臂着手。摇臂包括进气门摇臂和排气门摇臂，进、排气门摇臂能将凸轮的升程转化为气门开启的升程，但是进气门和排气门的开启时间是不同，所以大多数摇臂机构还需要在进、排气门摇臂上各设置一个摇臂轴，因此，整个摇臂机构显得过于复杂，制造精度的要求也很高。为了简化摇臂的制造工艺，目前所采用的大多数做法是将摇臂机构分割成若干个零部件制造，然后再装配成型，这样便造成了零部件过多，管理成本过高的缺陷，并且制造出的摇臂还会存在尺寸误差，以及在装配时存在装配误差，这样又造成零部件精度过低的缺陷。

而小型通用四冲程发动机的摇臂机构，特别是手持类汽油机的摇臂机构，由于受到空间排布的限制，如果在其内部狭窄的空间内布置多个零部件，容易造成空间拥堵和零部件装配困难，因此有必要对制造四冲程发动机摇臂机构的工艺进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种通过粉末冶金注射成型工艺制备的，结构更紧凑的，并且精度更高的四冲程发动机摇臂机构。

为实现上述发明目的，本发明主要采用了如下技术方案：一种四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述摇臂机构通过粉末冶金注射成型工艺制备，并且该摇臂机构包括一对摇臂和一根摇臂转轴，各个摇臂单独一体成型并且可绕着摇臂转轴转动。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

所述粉末冶金注射成型工艺包括如下步骤：1)混粉：将铁粉、粘结剂、以及润滑剂充分混炼均匀，得到喂料，混炼时间为4小时；2)注射成型：将所述喂料打入注射机，并将该喂料加热至100℃，在模具中注射成型，得到坯体；3)脱脂：将所述坯体放入溶剂脱脂炉内进行物理脱脂反应，反应时间为8小时；以及4)烧结：将上述脱脂坯体置于1000℃高温以及1MPa高压的环境下使其充分致密化，反应时间为18小时。

所述粉末冶金注射成型工艺还包括步骤5)再加工：包括整形、热处理、以及表面处理。

所述摇臂上设有减重开口。

所述一对摇臂相互交叉的套设在所述摇臂转轴上。

所述一对摇臂相对于所述摇臂转轴大致成中心对称。

所述一对摇臂的长度均为40厘米，宽度均为40厘米，高度均为15厘米。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的另一目的在于提供一种制备四冲程发动机摇臂机构的方法，使得摇臂机构可以做成各类异型，并且结构更紧凑，精度更高。

为了实现上述另一目的，本发明提供的主要技术方案如下：一种四冲程发动机摇臂机构的制备方法，其特征在于：所述摇臂机构包括一对摇臂和一根摇臂转轴，各个摇臂单独一体成型并且可绕着摇臂转轴转动，所述制备方法包括如下步骤：1)混粉：将铁粉、粘结剂、以及润滑剂充分混炼均匀，得到喂料，混炼时间为4小时；2)注射成型：将所述喂料打入注射机，并将该喂料加热至100℃，在模具中注射成型，得到坯体；3)脱脂：将所述坯体放入溶剂脱脂炉内进行物理脱脂反应，反应时间为8小时；以及4)烧结：将上述脱脂坯体置于1000℃高温以及1MPa高压的环境下使其充分致密化，反应时间为18小时。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

所述制备方法还包括步骤5)再加工：包括整形、热处理、以及表面处理。

相比于现有技术，本发明的优势在于利用了粉末冶金注射成型工艺制造四冲程发动机的摇臂机构，该粉末冶金注射成型工艺大致包括混粉注射成型-脱脂-烧结等步骤，因此使得制造出结构更紧凑的、精度更高的摇臂机构成为可能，满足了四冲程发动机小型化、高精密的需求。

附图说明

图1是对应于本发明较佳实施例的粉末冶金注射成型工艺流程图。

图2是对应于本发明较佳实施例的四冲程发动机的俯视图。

图3是图2中摇臂机构的俯视图。

图4是图3的侧视图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

图1所示是四冲程发动机摇臂机构的制备方法的流程图，由图可看出，该制备方法即为粉末冶金注射成型工艺，其主要流程为：混粉-注射成型-脱脂-烧结，具体操作步骤如下：

1)混粉：将购买的金属粉末、粘结剂、以及润滑剂充分混炼均匀后做成喂料，整个过程持续4个小时左右，其中的金属粉末一般为铁粉，粘接剂的主要成分为石蜡。

2)注射成型：将步骤1)所得的喂料打入注射机，在100度的温度下使粘结剂、润滑剂融化，会带动喂料在注射机里流动，最终在摇臂模具中注射成型，冷却后得到摇臂坯体，此时的摇臂坯体中含有金属粉末、粘结剂、以及润滑剂。

3)脱脂：为了得到纯金属的摇臂，需要将粘结剂和润滑剂从步骤2)所得到的摇臂坯体中剔除掉，因此，把上述注射成型的摇臂坯体放入溶剂脱脂炉里脱脂，通过物理反应，把石蜡、粘结剂等非金属成分剔除出来，此反应过程过程持续8个小时。

4)烧结：通过步骤3)剔除了粘结剂、润滑剂的摇臂，整个产品密度是很低的，因此需要对其进行烧结，将摇臂放入烧结炉，在1000度高温和1MPa高压环境下使摇臂充分致密化，整个反应过程持续18小时。通过烧结后摇臂一般可以保证在95％99％的密度，机械性能和机加工零件几乎一致。

5)再加工：摇臂通过步骤4)烧结后收缩大，因此部分产品需要进行烧结后处理，包括整形、热处理、以及表面处理等。

6)检验，将合格产品与不合格产品分检出来。

7)将步骤6)检验出的合格产品制成成品。

由于采取金属粉末注射成型工艺，从而提高了摇臂的结构强度和刚度，而且还不受结构限制，可以做成各类异型，于是又提高摇臂的制造精度。同时采取金属粉末注射成型的工艺后，摇臂结构可以急剧小型化，特别是对于手持类汽油机产品的汽缸头上减小空间、结构紧凑、便于制造和装配有特殊的贡献。

图2至图6所示的是由上述制备方法制备出的摇臂机构，由图可看出，四冲程发动机包括摇臂室4、安装在该摇臂室4内的摇臂机构5、以及与摇臂机构5相互配接的凸轮(图未示)，其中的摇臂机构4包括一对摇臂44和一根摇臂转轴45，该对摇臂44的尺寸为长度为40厘米，宽度为40厘米，高度为15厘米，在该对摇臂44上均设置有减重开口47，在保持摇臂44结构坚固的前提下减轻了其重量。该对摇臂44又分为进气门摇臂44a和排气门摇臂44b，进、排气门摇臂44a、44b单独一体成型，相互交叉的套设在摇臂转轴45上，相对于摇臂转轴45大致成中心对称，并且可绕着该摇臂转轴45转动。具体地，进、排气门摇臂44a、44b的其中一端均设置有一个凸块50，凸块50的形状大致呈圆弧型，并与凸轮相接触。在进、排气门摇臂44a、44b的另一端均设置有调节螺钉51，进44a的调节螺钉51与进气门(图未示)相接触，排气门44b的调节螺钉51与排气门(图未示)相接触。这样，当发动机启动时，凸轮发生旋转运动，凸轮的转动使得摇臂44绕着转轴45进行摆动，从而通过调节螺钉51控制气门的打开和关闭。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述摇臂机构通过粉末冶金注射成型工艺制备，并且该摇臂机构包括一对摇臂和一根摇臂转轴，各个摇臂单独一体成型并且可绕着摇臂转轴转动。

2.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于所述粉末冶金注射成型工艺包括如下步骤：

1)混粉：将铁粉、粘结剂、以及润滑剂充分混炼均匀，得到喂料，混炼时间为4小时；

2)注射成型：将所述喂料打入注射机，并将该喂料加热至100℃，在模具中注射成型，得到坯体；

3)脱脂：将所述坯体放入溶剂脱脂炉内进行物理脱脂反应，反应时间为8小时；以及

4)烧结：将上述脱脂坯体置于1000℃高温以及1MPa高压的环境下使其充分致密化，反应时间为18小时。

3.根据权利要求2所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于其还包括步骤5)再加工：包括整形、热处理、以及表面处理。

4.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述摇臂上设有减重开口。

5.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述一对摇臂相互交叉的套设在所述摇臂转轴上。

6.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述一对摇臂相对于所述摇臂转轴大致成中心对称。

7.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述一对摇臂均安装有调节螺钉。

8.根据权利要求1所述的四冲程发动机摇臂机构，其特征在于：所述一对摇臂的长度均为40厘米，宽度均为40厘米，高度均为15厘米。

9.一种四冲程发动机摇臂机构的制备方法，其特征在于：所述摇臂机构包括一对摇臂和一根摇臂转轴，各个摇臂单独一体成型并且可绕着摇臂转轴转动，所述制备方法包括如下步骤：

1)混粉：将铁粉、粘结剂、以及润滑剂充分混炼均匀，得到喂料，混炼时间为4小时；

2)注射成型：将所述喂料打入注射机，并将该喂料加热至100℃，在模具中注射成型，得到坯体；

3)脱脂：将所述坯体放入溶剂脱脂炉内进行物理脱脂反应，反应时间为8小时；以及

4)烧结：将上述脱脂坯体置于1000℃高温以及1M Pa高压的环境下使其充分致密化，反应时间为18小时。

10.根据权利要求9所述的四冲程发动机摇臂机构的制备方法，其特征在于其还包括步骤5)再加工：包括整形、热处理、以及表面处理。