CN108138724A - 柴油发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柴油发动机，在运转中产生了反向旋转的情况下，能够防止继续反向旋转。因此，柴油发动机(1)具备：凸轮轴(13)，其由曲轴(5)驱动；燃料喷射泵驱动用凸轮(14)，其设置于凸轮轴(13)上，对燃料喷射泵(12)进行驱动，形成有最大径部(53)、最小径部(51)、直径小于最大径部(53)的直径且大于最小径部(51)的直径的中段部(55)、以及从中段部(55)向最小径部(51)变化的倾斜部(56)，并沿着反向旋转方向从中段部(55)经由倾斜部(56)而形成至最小径部(51)；以及进气凸轮(22)，其设置于凸轮轴(13)上，并对进气阀(31)进行驱动，燃料喷射泵驱动用凸轮(14)形成为：从中段部(55)向倾斜部(56)过渡的位置起始自使得进气阀(31)至少打开至该进气阀(31)的最大升降量的一半以上的位置。

Description

柴油发动机
技术领域
本发明涉及一种柴油发动机的技术。
背景技术
以往，对于柴油发动机，已知防止启动时的反向旋转的技术(例如，专利文献1)。然而，在单气缸的柴油发动机中，不仅在启动时，有时在运转中也产生反向旋转。例如，在柴油发动机的运转中，飞轮因惯性力而略微回转(反向旋转)，此时在以良好的时机喷射燃料的情况下，反向旋转有可能会持续。
专利文献
专利文献1：日本特开2005-133581号公报
发明内容
本发明所欲解决的课题在于提供一种柴油发动机，万一在运转中产生了反向旋转的情况下，能够防止继续反向旋转。
本发明所欲解决的课题如上，接下来对用于解决该课题的方法进行说明。
即，在技术方案1中，具备：凸轮轴，其由曲轴驱动；燃料喷射泵驱动用凸轮，其设置于所述凸轮轴上，对燃料喷射泵进行驱动，形成有最大径部、最小径部、直径小于所述最大径部的直径且大于所述最小径部的直径的中段部、以及从所述中段部向所述最小径部变化的倾斜部，并沿着反向旋转方向从所述中段部经由所述倾斜部而形成至所述最小径部；以及进气凸轮，其设置于所述凸轮轴上，并对进气阀进行驱动，所述燃料喷射泵驱动用凸轮形成为：从所述中段部向所述倾斜部过渡的位置起始自使得所述进气阀至少打开至该进气阀的最大升降量的一半以上的位置。
在技术方案2中，在技术方案1所记载的柴油发动机的基础上，所述燃料喷射泵驱动用凸轮形成有上段部，该上段部的直径小于所述最大径部的直径且大于所述中段部的直径，所述燃料喷射泵驱动用凸轮沿着反向旋转方向从所述中段部经由所述上段部而形成至所述倾斜部。
发明的效果
根据本发明的柴油发动机，在运转中产生了反向旋转的情况下，能够防止继续反向旋转。
附图说明
图1是示出柴油发动机的结构的局部剖视主视图。
图2是示出柴油发动机下部的结构的局部剖视侧视图。
图3是示出柴油发动机上部的结构的局部剖视侧视图。
图4是示出燃料喷射泵的结构的局部剖视主视图。
图5是示出燃料喷射泵驱动用凸轮的结构的主视图。
图6是示出燃料喷射泵驱动用凸轮的作用的曲线图。
图7是示出其他燃料喷射泵驱动用凸轮的结构的主视图。
图8是示出其他燃料喷射泵驱动用凸轮的作用的曲线图。
具体实施方式
利用图1至图3，对柴油发动机1进行说明。
其中，在图1中，利用局部剖视的主视图来表示柴油发动机1的结构，在图2中，利用局部剖视的侧视图来表示柴油发动机1的下部结构，在图3中，利用局部剖视的侧视图来表示柴油发动机1的上部结构。
柴油发动机1是本发明的柴油发动机所涉及的实施方式。本实施方式的柴油发动机1设为单气缸的空冷柴油发动机。
柴油发动机1的主体构成为包括上部的气缸体2以及下部的曲轴箱3。在气缸体2的中央，气缸2a沿上下方向而形成。在气缸2a收纳有活塞4。
在气缸体2的上方配置有气缸盖7。在气缸盖7的上方配置有阀盖8。阀盖8的内部形成为阀臂室8a，并内置有进气阀臂27、排气阀臂28、进气阀31的上端部、排气阀32的上端部、进气推杆25的上端部以及排气推杆26的上端部(参照图3)。
在柴油发动机1上部的阀盖8的一侧(图1中的左侧)配置有消音器9。在阀盖8的另一侧(图1中的右侧)配置有燃料箱10。
在曲轴箱3上轴支承有曲轴5。利用连杆6将曲轴5与活塞4连结。在曲轴箱3的内部配置有平衡配重件(balance weight)以及调节(governor)装置11。在调节装置11的上方配置有燃料喷射泵12以及凸轮轴13。
凸轮轴13以与曲轴5平行的方式轴支承于曲轴箱3。在凸轮轴13的一端固定有凸轮齿轮17。凸轮齿轮17与齿轮18啮合，该齿轮18固定于曲轴5的一端，能够经由齿轮18和凸轮齿轮17而将驱动力从曲轴5传递至凸轮轴13。
在凸轮轴13的中途部，隔开规定间隔地设置有进气凸轮21以及排气凸轮22。在进气凸轮21与排气凸轮22之间设置有燃料喷射泵驱动用凸轮14。
顶杆23与进气凸轮21抵接。进气推杆25的下端与顶杆23连结。进气推杆25的上端经由在气缸体2和气缸盖7上沿上下方向开口的杆孔而伸出至阀盖8的内部的阀臂室8a。进气推杆25的上端与进气阀臂27的一侧下端抵接，进气阀31的上端与进气阀臂27的另一侧的下端抵接。
进气阀31包括下端部的阀头31a以及躯干部的阀杆31b，且配置于活塞4的上方。阀头31a配置为：能够落座于在气缸盖7下表面形成的阀座、或者与该阀座分离，能够将形成于气缸盖7的进气端口7a和形成于气缸体2的气缸2a的燃烧室连通、或者切断该连通。进气端口7a与在气缸盖7的一侧面(后表面)设置的空气滤清器20连通。
阀杆31b以向上方将气缸盖7贯通且能够向阀盖8侧滑动的方式突出，其上端与进气阀臂27抵接。在阀臂室8a内，构成为：弹簧33外嵌于阀杆31b，利用弹簧33对阀头31a施力以使其向上方滑动，由此使得进气阀31关闭。
顶杆24与排气凸轮22抵接。进气推杆25的下端与顶杆23连结。排气推杆26的下端与顶杆24连结。
排气推杆26的上端经由在气缸体2和气缸盖7上沿上下方向开口的杆孔而伸出至阀盖8的内部的阀臂室8a。排气推杆26的上端与排气阀臂28的一侧下端抵接，排气阀32的上端与排气阀臂28的另一侧的下端抵接。
排气阀32包括下端部的阀头32a以及躯干部的阀杆32b，并配置于活塞4的上方。阀头32a配置为：能够落座于在气缸盖7下表面形成的阀座、或者与该阀座分离，能够将形成于气缸盖7的排气端口7b和形成于气缸体2的气缸2a的燃烧室连通、或者切断该连通。排气端口7b经由排气岐管29而与消音器9连通。
阀杆32b以向上方将气缸盖7贯通且能够向阀盖8侧滑动的方式突出，其上端与排气阀臂28抵接。在阀臂室8a内，构成为：弹簧33外嵌于阀杆32b，利用弹簧33对阀头32a施力以使其向上方滑动，由此使得排气阀32关闭。
在进气阀31与排气阀32之间配置有燃料喷射喷嘴15。燃料喷射喷嘴15以其前端(排出部)位于气缸2a的中心上方的方式将气缸盖7贯通并向下方突出，能够向气缸2a内喷射由燃料喷射泵12供给的燃料。
通过形成为这种结构，在柴油发动机1中，使得曲轴5转动，由此借助齿轮18以及凸轮齿轮17而使得凸轮轴13转动，进而，通过凸轮轴13的旋转，进气凸轮21使得顶杆23升降，并且排气凸轮22使得顶杆24升降。
通过顶杆23的升降，经由与顶杆23连结的进气推杆25、进气阀臂27使得进气阀31上下滑动而进行开闭。通过顶杆24的升降，经由与顶杆24连结的排气推杆26、排气阀臂28使得排气阀32上下滑动而进行开闭。即，与凸轮轴13的进气凸轮21以及排气凸轮22的旋转联动地进行进气阀31以及排气阀32的开闭。
利用图4，对燃料喷射泵12进行说明。
其中，在图4中，以局部剖视的方式示意性地表示燃料喷射泵12的结构。
燃料喷射泵12与凸轮轴13一起配置于在曲轴箱3内所配置的调节装置11的上方。在燃料喷射泵12中，轴支承于顶杆41的辊42与燃料喷射泵驱动用凸轮14抵接，该燃料喷射泵驱动用凸轮14设置于凸轮轴13的进气凸轮21与排气凸轮22之间，通过燃料喷射泵驱动用凸轮14的旋转并借助辊42以及顶杆41而使柱塞43进行往返滑动，由此将燃料箱10的燃料从吸入部44吸入至柱塞筒(plunger barrel)45内。
通过形成为这种结构，在燃料喷射泵12中，借助燃料喷射泵驱动用凸轮14的进一步旋转而使辊42上升，并借助辊42以及顶杆41而使柱塞43上升，由此对柱塞筒45内的燃料进行压缩，并且使得出口阀48打开而在规定的时刻从排出部46经由高压管47向燃料喷射喷嘴15供给规定量的燃料。
此外，利用调节装置11使燃料喷射泵12的控制杆16转动，并对柱塞43的行程进行变更，由此能够对燃料喷射喷嘴15的燃料喷射量进行调节。
利用图5，对燃料喷射泵用驱动凸轮14的结构进行说明。
其中，在图5中，以主视的方式示意性地表示燃料喷射泵用驱动凸轮14。另外，双点划线表示各部位的边界。
燃料喷射泵驱动用凸轮14构成为：半径根据活塞4的往返、以及曲轴5的旋转角度而不同。作为直径不同的部分，燃料喷射泵用驱动凸轮14沿着反向旋转方向而形成有最小径部51、倾斜部52、最大径部53、倾斜部54、中段部55、倾斜部56以及最小径部51。
最小径部51是燃料喷射泵用驱动凸轮14中直径最小的部分。最大径部53是燃料喷射泵用驱动凸轮14中直径最大的部分。中段部55是直径小于最大径部53的直径、且大于最小径部51的直径的部分。
倾斜部52是沿着反向旋转方向而从最小径部51向最大径部53变化的部分。倾斜部54是沿着反向旋转方向而从最大径部53向中段部55变化的部分。倾斜部56是沿着反向旋转方向而从中段部55向最小径部51变化的部分。
利用图6，对燃料喷射泵用驱动凸轮14的作用进行说明。
其中，在图6中，作为横轴表示曲轴转角、且纵轴表示升降量的曲线图而示意性地表示燃料喷射泵用驱动凸轮14的作用。另外，在图6中，由实线表示燃料凸轮的升降，由虚线表示排气阀的升降，由点划线表示进气阀的升降，由双点划线表示压送燃料的时刻。
首先，对燃料喷射泵用驱动凸轮14正向旋转时(从图6中的左侧朝向右侧的方向)的作用进行说明。在辊42与最小径部51抵接的阶段，燃料凸轮的升降量处于最小的位置，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地伸长的位置(非压缩位置)。然后，在辊42与倾斜部52抵接的阶段，以规定的曲轴转角进行燃料的喷射。更具体而言，从图6中的双点划线上的点P1的位置开始进行燃料的压送，在压送的燃料的压力达到喷嘴打开压力之后喷射燃料。即，喷射燃料的时刻比压送燃料的时刻的点P1滞后，压送燃料的时刻与喷射燃料的时刻错开。
接下来，在辊42与最大径部53抵接的阶段，燃料凸轮的升降量处于最大的位置，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地缩小(压缩)的位置。然后，在辊42与中段部55抵接的阶段，排气阀32进行开闭动作，进气阀31开始打开。
接下来，在辊42与从中段部55向倾斜部56过渡的位置抵接的阶段，进气阀31变为至少打开至进气阀31完全打开时的升降量的大致一半的状态。在本实施方式中，在辊42与从中段部55向倾斜部56过渡的位置抵接的阶段，进气阀31变为大致完全打开的状态。然后，在辊42与从倾斜部56向最小径部51过渡的位置抵接的阶段，进气阀31变为关闭完毕的状态。
换言之，燃料喷射泵用驱动凸轮14形成为：从中段部55向倾斜部56过渡的位置起始自使得进气阀31至少打开至进气阀31的最大升降量的一半以上的位置。
接下来，对燃料喷射泵用驱动凸轮14反向旋转时(从图6中的右侧朝向左侧的方向)的作用进行说明。在辊42与最小径部51抵接的阶段，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地伸长的位置(非压缩位置)。然后，在辊42与倾斜部56抵接的阶段，以规定的曲轴转角进行燃料的喷射。如图6所示，反向旋转时的燃料喷射的时刻与正向旋转时的燃料喷射的时刻错开。关于正向旋转时的喷射燃料的时刻以及反向旋转时的喷射燃料的时刻，与正向旋转侧相比，从压送燃料的时刻的点P2来看，反向旋转侧的喷射燃料的时刻滞后，从而二者错开。
与此同时，在辊42与倾斜部56抵接的阶段，进气阀31变为充分打开的状态。因此，喷射的燃料从进气端口7a排出，在气缸2a内无法确保燃烧所需的燃料量，从而不会产生燃烧。
对柴油发动机1的效果进行说明。
根据柴油发动机1，通过使用燃料喷射泵用驱动凸轮14，在运转中产生了反向旋转的情况下，能够防止继续反向旋转。
利用图7，对燃料喷射泵用驱动凸轮74的结构进行说明。
其中，在图7中，以主视的方式示意性地表示燃料喷射泵用驱动凸轮74。另外，双点划线表示各部位的边界。
燃料喷射泵驱动用凸轮74构成为：半径根据活塞4的往返、以及曲轴5的旋转角度而不同。作为直径不同的部分，燃料喷射泵用驱动凸轮74沿着反向旋转方向按顺序形成有最小径部61、倾斜部62、最大径部63、倾斜部64、中段部65、倾斜部66、上段部67、倾斜部68、最小径部61。
最小径部61是燃料喷射泵用驱动凸轮74中直径最小的部分。最大径部63是燃料喷射泵用驱动凸轮74中直径最大的部分。中段部65是直径小于最大径部63的直径、且大于最小径部61的直径的部分。
倾斜部62是沿着反向旋转方向而从最小径部61向最大径部63变化的部分。倾斜部64是沿着反向旋转方向而从最大径部63向中段部65变化的部分。倾斜部66是沿着反向旋转方向而从中段部65向上段部67变化的部分。上段部67是直径小于最大径部63的直径、且大于中段部65的直径的部分。
利用图8，对燃料喷射泵用驱动凸轮74的作用进行说明。
其中，在图8中，作为横轴表示曲轴转角、且纵轴表示升降量的曲线图而示意性地表示燃料喷射泵用驱动凸轮74的作用。另外，在图8中，由实线表示燃料凸轮的升降，由虚线表示排气阀的升降，由点划线表示进气阀的升降，由双点划线表示压送燃料的时刻。
首先，对燃料喷射泵用驱动凸轮74正向旋转时(从图8中的左侧朝向右侧的方向)的作用进行说明。在辊42与最小径部61抵接的阶段，燃料凸轮的升降量处于最小的位置，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地伸长的位置(非压缩位置)。然后，在辊42与倾斜部62抵接的阶段，以规定的曲轴转角进行燃料的喷射。更具体而言，从图8的双点划线上的点P1的位置开始进行燃料的压送，在压送的燃料的压力达到喷嘴打开的压力之后喷射燃料。即，喷射燃料的时刻比压送燃料的时刻的点P1滞后，压送燃料的时刻与喷射燃料的时刻错开。
接下来，在辊42与最大径部63抵接的阶段，燃料凸轮的升降量处于最小的位置，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地缩小(压缩)的位置。然后，在辊42与中段部65抵接的阶段，排气阀32进行开闭动作，进气阀31开始打开。
接下来，在辊42与倾斜部66抵接的阶段，进气阀31变为至少打开至进气阀31完全打开时的升降量的大致一半的状态。然后，在辊42与上段部67抵接的阶段，进气阀31变为大致完全打开的状态。然后，在辊42开始与最小径部51抵接的阶段，进气阀31变为关闭的状态。
换言之，燃料喷射泵用驱动凸轮74形成为：供上段部67形成的位置是使得进气阀31变为大致完全打开的状态的位置。
接下来，对燃料喷射泵用驱动凸轮74反向旋转时(从图8中的右侧朝向左侧的方向)的作用进行说明。在辊42与最小径部61抵接的阶段，燃料喷射泵12的柱塞43处于最大程度地伸长的位置(非压缩位置)。然后，在辊42与倾斜部68抵接的阶段，以规定的曲轴转角进行燃料的喷射。如图8所示，反向旋转时的喷射燃料的时刻与正向旋转时的喷射燃料的时刻错开。关于正向旋转时的喷射燃料的时刻和反向旋转时的喷射燃料的时刻，与正向旋转侧相比，从压送燃料的时刻的点P2来看，反向旋转侧滞后从而二者错开。
与此同时，在辊42与倾斜部68抵接的阶段中，进气阀31变为充分打开的状态。因此，喷射的燃料从进气端口7a排出，在气缸2a内无法确保燃烧所需的燃料量，从而不会产生燃烧。
对柴油发动机1的效果进行说明。
根据柴油发动机1，通过使用燃料喷射泵用驱动凸轮74，在运转中产生了反向旋转的情况下，能够防止继续反向旋转。
产业上的可利用性
本发明能够用于各种柴油发动机，对于单气缸的柴油发动机特别有效。
附图标记的说明
1 柴油发动机
5 曲轴
12 燃料喷射泵
13 凸轮轴
14 燃料喷射泵驱动用凸轮
51 最小径部
52 倾斜部
53 最大径部
54 倾斜部
55 中段部
56 倾斜部

Claims (2)

1.一种柴油发动机，其中，
所述柴油发动机具备：
凸轮轴，其由曲轴驱动；
燃料喷射泵驱动用凸轮，其设置于所述凸轮轴上，对燃料喷射泵进行驱动，形成有最大径部、最小径部、直径小于所述最大径部的直径且大于所述最小径部的直径的中段部、以及从所述中段部向所述最小径部变化的倾斜部，并沿着反向旋转方向从所述中段部经由所述倾斜部而形成至所述最小径部；以及
进气凸轮，其设置于所述凸轮轴上，并对进气阀进行驱动，
所述燃料喷射泵驱动用凸轮形成为：从所述中段部向所述倾斜部过渡的位置起始自使得所述进气阀至少打开至该进气阀的最大升降量的一半以上的位置。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机，其中，
所述燃料喷射泵驱动用凸轮形成有上段部，该上段部的直径小于所述最大径部的直径且大于所述中段部的直径，所述燃料喷射泵驱动用凸轮沿着反向旋转方向从所述中段部经由所述上段部而形成至所述倾斜部。
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