CN109798162A - 低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，它包括大头支撑段、正时齿轮安装段、排气凸轮、油泵凸轮、进气凸轮与小头支撑段，进气凸轮位于小头支撑段的左侧，油泵凸轮位于进气凸轮的左侧，排气凸轮位于油泵凸轮的左侧，正时齿轮安装段位于排气凸轮的左侧，大头支撑段位于正时齿轮安装段的左侧，在正时齿轮安装段上开设有键槽；所述油泵凸轮由上升工作段、过渡段、桃尖段、下降减速段和基圆段组成，所述上升工作段为内凹圆弧面。本发明在确保喷油泵供油规律和供油压力满足低排放单缸风冷柴油机设计要求的同时，还具有结构简单、加工方便、便于装配、成本较低、工作可靠的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴，具体地说是一种低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴。
背景技术
近年来，随着国家对大气环境污染控制的重视，非道路柴油机的排放标准要求的不断提升，单缸柴油机行业采用电控技术对原有机械泵燃油供给系统进行排放升级改造的过程中，需要通过油泵凸轮型线的优化和凸轮轴结构强度和承载能力的提升，满足单缸风冷柴油机排放升级的要求。
原有单缸风冷柴油机采用机械泵供油系统，油泵工作时通过凸轮轴中的油泵凸轮驱动喷油泵柱塞往复运动对喷油器实现供油。为满足单缸风冷柴油机低排放的要求，需要对喷油泵的供油压力进行较大幅度的提升，对喷油泵的供油规律进行优化，原有的机械泵单缸风冷柴油机采用的6mm升程的切线油泵凸轮，驱动喷油泵后产生的最高供油压力不到40MPa,无法满足排放升级的设计要求。
据初步设计计算，低排放单缸风冷柴油机的喷油压力需要从原来22Mpa提升至25Pma以上，喷油泵最高供油压力需要至少提升到60MPa以上，因此油泵凸轮的升程至少要达到8mm以上。但由于受单缸柴油机整机结构限制，油泵凸轮升程加大以后，如仍保持原有的油泵凸轮基圆直径不变，会出现油泵凸轮桃尖与连杆大头侧面严重干涉的情况，因此，低排放电控单缸风冷柴油机的油泵凸轮的型线必须进行优化设计，以尽量减少单缸风冷柴油机排放升级对机体、连杆等零部件的变动。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、加工方便、容易装配且成本较低的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴。
按照本发明提供的技术方案，所述低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，包括大头支撑段、正时齿轮安装段、排气凸轮、油泵凸轮、进气凸轮与小头支撑段，进气凸轮位于小头支撑段的左侧，油泵凸轮位于进气凸轮的左侧，排气凸轮位于油泵凸轮的左侧，正时齿轮安装段位于排气凸轮的左侧，大头支撑段位于正时齿轮安装段的左侧，在正时齿轮安装段上开设有键槽；所述油泵凸轮由上升工作段、过渡段、桃尖段、下降减速段和基圆段组成，所述上升工作段为内凹圆弧面。
所述基圆段为一段圆弧，基圆段所在圆弧的半径为10.5mm。
所述桃尖段为一段圆弧，桃尖段所在圆弧与基圆段所在圆弧为同心圆弧，且桃尖段所在圆弧的半径为19.5mm。
所述上升工作段的内凹圆弧面的圆弧半径为75~125mm，且上升工作段的升程起点、升程终点分别与基圆段的圆心的连线而成的夹角度数为57~60°。
所述上升工作段的升程起点、键槽中心分别与基圆段的圆心的连线而成的夹角度数为102~103°。
所述小头支撑段的直径为21mm。
所述小头支撑段的直径为21mm。
本发明在确保喷油泵供油规律和供油压力满足低排放单缸风冷柴油机设计要求的同时，还具有结构简单、加工方便、便于装配、成本较低、工作可靠的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中油泵凸轮的右视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，它包括大头支撑段1、正时齿轮安装段2、排气凸轮3、油泵凸轮4、进气凸轮5与小头支撑段6，进气凸轮5位于小头支撑段6的左侧，油泵凸轮4位于进气凸轮5的左侧，排气凸轮3位于油泵凸轮4的左侧，正时齿轮安装段2位于排气凸轮3的左侧，大头支撑段1位于正时齿轮安装段2的左侧，在正时齿轮安装段2上开设有键槽2-1；所述油泵凸轮4由上升工作段4-1、过渡段4-2、桃尖段4-3、下降减速段4-4和基圆段4-5共5部分组成，其中a~b段为上升工作段4-1，该上升工作段4-1为内凹圆弧面，b~c段为上升工作段4-1与桃尖段4-3之间的过渡段4-2，c~d段为桃尖段4-3，d~e段为下降减速段4-4，e-a段为基圆段4-5。
为尽量减少排放升级给单缸柴油机主要零部件的变动，该电控单缸柴油机凸轮轴的进气凸轮5、排气凸轮3、正时齿轮安装段2、大头支撑段1（即滚动轴承支撑段）、进排气凸轮桃尖对正时齿轮键槽对称中心的夹角等结构和参数，均与原机械泵单缸风冷柴油机凸轮轴相同。
油泵凸轮4的上升工作段4-1采用了等速凹弧凸轮设计方法，加大凸轮升程为9mm，以增加喷油泵柱塞的行程，改善供油规律、提升喷油泵的最大供油压力至60MPa以上。
所述上升工作段4-1的内凹圆弧面的圆弧半径为75~125mm，且上升工作段4-1的升程起点、升程终点分别与基圆段4-5的圆心的连线而成的夹角β1度数为57~60°。
为避免凸轮升程加大后桃尖段4-3与连杆大头侧面发生干涉，将油泵凸轮4的基圆段4-5半径设计为10.5mm，以减少排放升级对机体、连杆作大的变动。
所述桃尖段4-3为一段圆弧，桃尖段4-3所在圆弧与基圆段4-5所在圆弧为同心圆弧，且桃尖段4-3所在圆弧的半径为19.5mm。
所述上升工作段4-1的升程起点、键槽2-1中心分别与基圆段4-5的圆心的连线而成的夹角度数为102~103°，以固定油泵凸轮4在凸轮轴上的安装位置，保证油泵凸轮4与进气凸轮5以及排气凸轮3的相互位置。
小头支撑段6的直径设计为21mm，以增大凸轮小头支撑段6在机体凸轮小头支撑孔的面积，提高凸轮轴和机体小头支撑孔的承载能力。为确保凸轮小头的润滑，相应的在机体凸轮小头支撑孔上增设了润滑导油槽，以简化凸轮轴小头支撑段6的结构。
本发明的油泵凸轮4的上升工作段4-1采用了具有先缓后供油规律的内凹圆弧面结构，改善了喷油泵的供油规律，有利于促进柴油机燃烧系统的优化匹配；油泵凸轮4的升程增加至9mm，有利于提高喷油泵的最大供油压力至60MPa以上，满足将柴油机喷油器喷油压力提高到25MPa的需要,为提高柴油机喷油雾化质量、优化燃烧、降低气体和颗粒排放奠定了基础；油泵凸轮4采用10.5mm的基圆半径，可防止出现因油泵凸轮4升程加大后引起凸轮桃尖与连杆大头干涉的情况，从而避免对机体、连杆等主要零件作大的变动，提高了零部件的通用型；采用直径为21mm的凸轮小头支撑段6，可增加机体凸轮小头孔的支撑面积，提高凸轮轴和机体上凸轮小头孔的承载能力，提高了柴油机的可靠性。
Claims (6)
1.一种低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，包括大头支撑段（1）、正时齿轮安装段（2）、排气凸轮（3）、油泵凸轮（4）、进气凸轮（5）与小头支撑段（6），进气凸轮（5）位于小头支撑段（6）的左侧，油泵凸轮（4）位于进气凸轮（5）的左侧，排气凸轮（3）位于油泵凸轮（4）的左侧，正时齿轮安装段（2）位于排气凸轮（3）的左侧，其特征是：大头支撑段（1）位于正时齿轮安装段（2）的左侧，在正时齿轮安装段（2）上开设有键槽（2-1）；所述油泵凸轮（4）由上升工作段（4-1）、过渡段（4-2）、桃尖段（4-3）、下降减速段（4-4）和基圆段（4-5）组成，所述上升工作段（4-1）为内凹圆弧面。
2.如权利要求1所述的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，其特征是：所述基圆段（4-5）为一段圆弧，基圆段（4-5）所在圆弧的半径为10.5mm。
3.如权利要求1所述的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，其特征是：所述桃尖段（4-3）为一段圆弧，桃尖段（4-3）所在圆弧与基圆段（4-5）所在圆弧为同心圆弧，且桃尖段（4-3）所在圆弧的半径为19.5mm。
4.如权利要求1所述的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，其特征是：所述上升工作段（4-1）的内凹圆弧面的圆弧半径为75~125mm，且上升工作段（4-1）的升程起点、升程终点分别与基圆段（4-5）的圆心的连线而成的夹角度数为57~60°。
5.如权利要求1所述的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，其特征是：所述上升工作段（4-1）的升程起点、键槽中心分别与基圆段（4-5）的圆心的连线而成的夹角度数为102~103°。
6.如权利要求1所述的低排放电控单缸风冷柴油机的凸轮轴，其特征是：所述小头支撑段（6）的直径为21mm。
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