CN107587909A - 一种柴油机双顶置凸轮轴及机油泵驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种占用空间小、工作可靠的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统。本发明的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统由设有曲轴链轮的曲轴、第一凸轮轴、第二凸轮轴、设有机油泵链轮的机油泵、正时链条、机油泵链条、正时链条导轨、正时张紧器构成；曲轴位于机油泵与第一凸轮轴、第二凸轮轴之间；所述第一凸轮轴前端设有凸轮轴链轮；所述曲轴链轮设有双排齿；其中一排齿通过正时链条与凸轮轴链轮连接，以驱动第一凸轮轴转动，另一排齿通过机油泵链条与机油泵链轮连接，以驱动机油泵转动；所述第一凸轮轴和第二凸轮轴设有相互啮合的传动齿轮；所述正时张紧器通过正时链条导轨与正时链条接触，以张紧正时链条。
Description
技术领域
本发明涉及到汽车发动机技术领域，具体涉及到一种用于柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统。
背景技术
柴油发动机相比汽油发动机，有热效率高，油耗率低，低速扭矩大等优势。由于柴油介质的燃烧特性和汽油的不同，其进、排气气门之间的夹角较小，从而进、排气凸轮轴之间距离也较小。发动机正时传动一般驱动其中一个凸轮轴，另外一个由一对齿轮啮合后传动。正时传动有的采用正时链条，也有的采用正时皮带。从零件可靠性看，链条系统占有很大优势。同时，对于需要传递较大扭矩时，链条比皮带更具有优势，更加适合工作粗暴的柴油机。
发明内容
本发明的目的是提出一种占用空间小、工作可靠的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统。
本发明的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统由设有曲轴链轮的曲轴、第一凸轮轴、第二凸轮轴、设有机油泵链轮的机油泵、正时链条、机油泵链条、正时链条导轨、正时张紧器构成；曲轴位于机油泵与第一凸轮轴、第二凸轮轴之间；所述第一凸轮轴前端设有凸轮轴链轮；所述曲轴链轮设有双排齿；其中一排齿通过正时链条与凸轮轴链轮连接，以驱动第一凸轮轴转动，另一排齿通过机油泵链条与机油泵链轮连接，以驱动机油泵转动；所述第一凸轮轴和第二凸轮轴设有相互啮合的传动齿轮；所述正时张紧器通过正时链条导轨与正时链条接触，以张紧正时链条。
曲轴转动时，通过正时链条带动第一凸轮轴转动，而第一凸轮轴通过传动齿轮带动第二凸轮轴转动，从而实现发动机的配气；曲轴还同时通过机油泵链条带动机油泵轴转动，实现供油。由于曲轴位于机油泵与第一凸轮轴、第二凸轮轴之间，因此曲轴同时受到上下两个方向链条的拉力，有助于保持平衡，减少振动和噪声。正时链条从曲轴到凸轮轴之间仅连接单凸轮轴，相比于连接双凸轮轴链轮有一定的技术优势，可以增大链条包裹链轮的角度范围，该包角越大，在发动机运行过程中越不容易跳齿。
进一步地，为方便装配及保证运行的稳定性，第一凸轮轴上的传动齿轮与凸轮轴链轮通过螺栓固定连接。
进一步地，正时链条导轨由分别位于正时链条两侧的固定导轨和活动导轨构成，所述正时链条导轨与正时链条接触的位置采用聚酰胺类塑料材料制成，以减少对正时链条的摩擦，同时降低噪声；固定导轨和活动导轨将正时链条夹于中间，可以保证正时链条的形态。
进一步地，所述固定导轨通过螺栓固定于发动机缸体和缸盖上，所述固定导轨设有两个或两个以上螺栓孔，其中底端或者顶端的螺栓孔为圆孔，其余螺栓孔为腰型孔，避免因零件制造误差而产生的无法安装的问题。
进一步地，所述活动导轨的一端通过螺栓与发动机缸体连接，所述螺栓的杆身设有一段光滑段，以使活动导轨绕螺栓转动，活动导轨的另一端与正时张紧器相抵。正时张紧器将活动导轨压向正时链条，以使正时链条保持张紧状态。
进一步地，所述正时张紧器为液压张紧器，所述液压张紧器与发动机油道相连，从发动机油道中得到润滑油的供应；所述活动导轨在对应液压张紧器的位置设有通孔，以连通液压张紧器与正时链条。通孔的入口端与液压张紧器的活塞口（即出油口）连通，通孔的出口端与正时链条相接，液压张紧器从发动机引油，从液压张紧器的活塞头部流出的机油通过通孔注在正时链条上，实现对正时链条的润滑。
进一步地，该驱动系统还包括机油泵链条张紧器，所述机油泵链条张紧器由扭簧和导轨构成，所述扭簧由一个安装在缸体上的定位销钉限位，导轨在扭簧的作用下与机油泵链条相抵。上述机油泵链条张紧器同时起到了张紧及导向的作用，而且占用空间少，便于布置。
本发明的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统采用曲轴同时驱动凸轮轴及机油泵的方式，并增设了正时链条润滑、机油泵链条张紧等结构，以提高系统的减振性能和使用寿命。
附图说明
图1是本发明的驱动系统的轴视图。
图2是本发明的驱动系统的正视图。
图3是本发明中正时链条导轨的结构示意图。
附图标示：1、曲轴链轮；2、第一凸轮轴；3、第二凸轮轴；4、机油泵链轮；5、正时链条；6、机油泵链条；7、正时张紧器；8、机油泵链条张紧器；9、传动齿轮；10、凸轮轴链轮；11、固定导轨；12、活动导轨；13、通孔；14、喷油嘴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图所示，本实施例的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统由曲轴链轮1、第一凸轮轴2（排气凸轮轴）、第二凸轮轴3（进气凸轮轴）、机油泵链轮4、正时链条5、机油泵链条6、正时链条导轨、正时张紧器7、机油泵链条张紧器8构成；曲轴位于机油泵与第一凸轮轴2、第二凸轮轴3的中间；第一凸轮轴2和第二凸轮轴3的前端设有相互啮合的传动齿轮9，第一凸轮轴2上的传动齿轮9通过若干个螺栓固定有凸轮轴链轮10；曲轴链轮1设有双排齿；其中前排齿通过正时链条5与凸轮轴链轮10连接，以驱动第一凸轮轴2转动，后排齿通过机油泵链条6与机油泵链轮4连接，以驱动机油泵转动。
结合图1、2、3，正时链条导轨由分别位于正时链条5两侧的固定导轨11和活动导轨12构成，固定导轨11位于正时链条5的紧边，即曲轴链轮1和凸轮轴链轮10之间的右侧部分，固定导轨11与正时链条5相接触的部分采用聚酰胺类塑料材料制作，固定导轨11为一个单独零件，通过螺栓安装在发动机缸体和缸盖上。固定导轨11中间和上端的螺栓孔均设计为腰形孔，下端螺栓孔设计为圆孔，避免因零件制造误差而产生的无法安装的问题。
活动导轨12位于正时链条5的左侧为松边部分，即曲轴链轮1和凸轮轴链轮10之间的左侧，活动导轨12的下端通过螺栓与发动机缸体连接，该螺栓的杆身设有一段光滑段，以使活动导轨12可以绕螺栓的光杆部分自由转动，正时张紧器7位于活动导轨12的上端。
在本实施例中，正时张紧器7采用液压张紧器，当正时链条5松弛时，使张紧器活塞弹起，正时链条5张紧；反之，若正时链条5处于过度张紧的状态，则将压力传递给张紧器以缓冲压力。可见，在正时链条5处设置张紧器，可以控制正时链条5的松紧度，减小正时链条5和导轨之间的摩擦和磨损。此外，液压张紧器与发动机油道相连，从发动机油道中得到润滑油的供应；在活动导轨12对应正时张紧器7的位置开设通孔13（即油槽），通孔13的入口端与正时张紧器7的活塞口即出油口连通，通孔13的出口端与正时链条5相衔接，正时张紧器7从发动机引油，从正时张紧器7的活塞头部流出的机油通过通孔13注在正时链条5上，实现对正时链条5的润滑。
由于固定导轨11和活动导轨12都为塑料件，其固定螺栓不能直接压到塑料件上，否则可能把导轨局部压碎。因此导轨螺栓都采用了一段光杆结构，光杆的直径略小于导轨上的孔，光杆的长度略大于导轨上孔的深度。这样，固定螺栓后，螺栓没有直接压到塑料件上，不会损坏导轨。
发动机缸体前端还设有朝向正时链条5的喷油嘴14，该喷油嘴14与缸体油道相连，来自发动机的机油经喷油嘴14喷射到正时链条5上，为正时链条5增加润滑效果，避免因正时链条5润滑不足造成损坏。
机油泵链条张紧器8由扭簧和导轨构成，所述导轨利用扭簧安装于发动机缸体上，扭簧由一个安装在缸体上的定位销钉限位，导轨在扭簧的作用下与机油泵链条6相抵。上述机油泵链条张紧器8同时起到了张紧及导向的作用，机油泵链条6的张紧效果完全通过一个扭簧来实现，这是因为机油泵本身驱动力矩较小，通过扭簧控制完全可以保持机油泵链条6的正常张力。机油泵链条张紧器8结构简单，成本较低，而且占用空间少，便于布置。
曲轴转动时，通过正时链条5带动第一凸轮轴2转动，而第一凸轮轴2通过传动齿轮9带动第二凸轮轴3转动，从而实现发动机的配气；曲轴还同时通过机油泵链条6带动机油泵转动，实现供油。由于曲轴位于机油泵与第一凸轮轴2、第二凸轮轴3之间，因此曲轴同时受到上下两个方向链条的拉力，有助于保持平衡，减少振动和噪声。正时链条5从曲轴到凸轮轴之间仅连接单凸轮轴，相比于连接双凸轮轴链轮10有一定的技术优势，可以增大链条包裹链轮的角度范围，该包角越大，在发动机运行过程中越不容易跳齿。
在本实施例中，第一凸轮轴2通过齿轮副传递带动第二凸轮轴3转动，第一凸轮轴2转动方向和曲轴转动方向相同，均为顺时针（从前端看），第二凸轮轴3旋转方向为逆时针。正时链条5采用节距为9.525mm的套筒链，机油泵链条6采用节距为8mm的套筒链。凸轮轴链轮10和曲轴链轮1的齿数比为2:1,机油泵链轮4和曲轴链轮1的齿数比为18:19。
经测试，本发明的系统分析结果显示，链条最大张力为2500N。如果本系统采用皮带传动，则对皮带强度要求较高。
Claims (7)
1.一种柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于由设有曲轴链轮的曲轴、第一凸轮轴、第二凸轮轴、设有机油泵链轮的机油泵、正时链条、机油泵链条、正时链条导轨、正时张紧器构成；曲轴位于机油泵与第一凸轮轴、第二凸轮轴之间；所述第一凸轮轴前端设有凸轮轴链轮；所述曲轴链轮设有双排齿；其中一排齿通过正时链条与凸轮轴链轮连接，以驱动第一凸轮轴转动，另一排齿通过机油泵链条与机油泵链轮连接，以驱动机油泵转动；所述第一凸轮轴和第二凸轮轴设有相互啮合的传动齿轮；所述正时张紧器通过正时链条导轨与正时链条接触，以张紧正时链条。
2.根据权利要求1所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于第一凸轮轴上的传动齿轮与凸轮轴链轮通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于正时链条导轨由分别位于正时链条两侧的固定导轨和活动导轨构成，所述正时链条导轨与正时链条接触的位置采用聚酰胺类塑料材料制成。
4.根据权利要求3所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于所述固定导轨通过螺栓固定于发动机缸体和缸盖上，所述固定导轨设有两个或两个以上螺栓孔，其中底端或者顶端的螺栓孔为圆孔，其余螺栓孔为腰型孔。
5.根据权利要求3所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于所述活动导轨的一端通过螺栓与发动机缸体连接，所述螺栓的杆身设有一段光滑段，以使活动导轨绕螺栓转动，活动导轨的另一端与正时张紧器相抵。
6.根据权利要求5所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于所述正时张紧器为液压张紧器，所述液压张紧器与发动机油道相连，从发动机油道中得到润滑油的供应；所述活动导轨在对应液压张紧器的位置设有通孔，以连通液压张紧器与正时链条。
7.根据权利要求1所述的柴油机双顶置凸轮轴及机油泵的驱动系统，其特征在于该驱动系统还包括机油泵链条张紧器，所述机油泵链条张紧器由扭簧和导轨构成，所述扭簧由一个安装在缸体上的定位销钉限位，导轨在扭簧的作用下与机油泵链条相抵。
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