CN204755008U - 一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴及其支撑结构 - Google Patents
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Abstract
一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴及其支撑结构。一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，包括齿盖安装段、齿轮安装段、排气凸轮、油泵凸轮、进气凸轮和机体安装段，并公开了进气凸轮、排气凸轮和油泵凸轮的各项几何尺寸和相位尺寸要求，在上下止点位置时，进排气门的相位角，它在L198F单缸立式风冷柴油机中，能稳定可靠地完成进气、排气、供油的协调动作，确保柴油机的具备优异的性能。凸轮轴两端通过轴孔间隙配合方式安装在齿轮室盖和机体上，采用无轴承轴与孔直接间隙配合，通过飞溅的机油进行润滑，能降低机体和齿轮室盖的设计难度，提高运转的可靠性，在转动过程中能形成稳定油膜，既减少磨擦阻力，降低配合零件的磨损，延长使用寿命，降低生产成本，有利于输出功率的提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单缸立式风冷柴油机，尤其涉及单缸立式风冷柴油机的凸轮轴。
背景技术
凸轮轴是柴油机中极其关键的核心零件，它直接影响进气门、排气门的开启、关闭及油泵的供油时间，因此，凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位，凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，它的作用是控制气门的开启和闭合动作，虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半，不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩。柴油机凸轮轴是配气驱动和油泵驱动的机构件，起到控制气门和油泵的开启及闭合动作。单缸柴油机的凸轮轴布置在曲轴箱内，通过凸轮轴齿轮与曲轴齿轮实现传动，进凸轮、排凸轮和供油凸轮布置在同一根轴上。凸轮轴的支撑方案是大端通过球轴承紧配固定在齿轮室盖上，而小端是通过滚针轴承间隙配合固定在机体上。申请人研制一种缸径98毫米的环保节能型单缸立式风冷柴油机，L198F单缸立式风冷柴油机，其主要技术参数如下：
缸径×行程为98×82mm，排量0.618L，
12小时功率8.8kW/3000r/min，9.5kW/3600r/min；
1小时功率9.6kW/3000r/min，10.5kW/3600r/min；
8.8kW/3000r/min时燃油耗为232.7g/kW.h，排温456℃，机油温度89℃；超负荷工况点(1小时工况)9.6kW/3000r/min燃油耗为257g/kW.h，排温530℃；扭矩点7.2kW/2200r/min燃油耗为237.2g/kW.h，排温440℃，机油温度84℃；万有特性最低燃油耗达到225g/kW.h以下；整机机油耗为1.05g/kW.h；整机噪声为109dB(A)；怠速870r/min；稳定调速率5.5％。
这种柴油机可配套发电机组；水泵机组、微耕机、机动三轮车、工程机械等。
其中，凸轮轴是这种环保节能型柴油机中的核心零件。
实用新型内容
本实用新型提供一种缸径为98毫米的风冷柴油机的凸轮轴及其支撑结构。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：包括齿盖安装段、齿轮安装段、排气凸轮、油泵凸轮、进气凸轮和机体安装段，其中，齿轮安装段、排气凸轮、油泵凸轮和进气凸轮依次设置在齿盖安装段和机体安装段之间，且齿轮安装段与齿盖安装段相邻，排气凸轮和进气凸轮的形线相同，排气凸轮的排气基圆半径为15毫米，升程为6毫米，排气凸轮对称中心线与齿轮安装段上的齿轮键槽中心线之间的夹角为114.5°±20’，沿逆时针方向看，排气凸轮对称中心线到排气基圆起点和排气基圆终点之间的夹角均为74°15’；进气凸轮的进气基圆半径为15毫米，升程为6毫米，进气凸轮对称中心线与齿轮安装段上的齿轮键槽中心线之间的夹角为221°±20’，按逆时针方向看，进气凸轮对称中心线到进气基圆起点和进气基圆终点之间的夹角均为73°；油泵凸轮的基圆半径为16毫米，回程圆的半径为12毫米，升程为8毫米，油泵凸轮顶端与回程圆之间通过切线相连，油泵凸轮按顺时针方向看，基圆的终点与起点之间的夹角为114°，油泵凸轮升程夹角为55.7°，进气门开启相位角为上止点前18°，进气门关闭相位角为下止点后46°；排气门开启相位角为下止点前50°，进气门关闭相位角为上止点后14°。
进一步，机体安装段的长度为22毫米，进气凸轮的宽度为14毫米，进气凸轮的左侧面到机体安装段的止推面之间距离为29毫米。
进一步，油泵凸轮的宽度13毫米，油泵凸轮的左侧面到机体安装段的止推面之间距离为50.5毫米。
进一步，排气凸轮的宽度14毫米，排气凸轮的左侧面到机体安装段的止推面之间距离为74毫米。
进一步，齿轮安装段的右侧面到机体安装段的止推面之间距离为101.3毫米，齿轮安装段的左侧面到机体安装段的止推面之间距离为119.8毫米，齿盖安装段的左侧面到机体安装段的止推面之间距离为146.8毫米。
进一步，齿盖安装段的外圆直径为35毫米，齿轮安装段的外圆直径为41毫米，机体安装段的直径为22毫米。
进一步，齿轮安装段上的齿轮键槽的宽度为5毫米。
进一步，在机体安装段的外圆上设有2～3条引油槽。
更进一步，引油槽分为左旋引油螺纹槽和右旋引油螺纹槽，左旋引油螺纹槽和右旋引油螺纹槽之间的相位角为180度。
所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴的支撑结构为：齿盖安装段直接安装在齿轮室盖上的支承孔中，两者之间为间隙配合，机体安装段直接安装在机体上的支承孔中，两者之间为间隙配合，凸轮轴两端均为通过轴孔间隙配合的支撑结构实现可转动双端支撑，轴与孔之间通过飞溅的机油进行润滑，在转动过程中形成油膜，减少磨擦力，延长凸轮轴的使用寿命。
本实用新型的有益效果是：这种种凸轮轴结构在L198F单缸立式风冷柴油机中，能稳定可靠地完成进气、排气、供油的协调动作，确保柴油机的具备优异的性能。凸轮轴两端均为通过轴孔间隙配合方式安装在齿轮室盖和机体上的对应支承孔中，这种轴与孔无轴承直接间隙配合，两者之间通过飞溅的机油进行润滑，这样能最大限度降低机体和齿轮室盖在此传动结构中的设计难度，提高运转的可靠性，凸轮轴在转动过程中能形成稳定油膜，既减少磨擦阻力，降低配合零件的磨损，延长凸轮轴的使用寿命，降低生产成本，有利于输出功率的提高。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中排气凸轮的端面视图；
图3为图1中进气凸轮的端面视图；
图4为图1中油气凸轮的端面视图；
图5为图1中A-A剖视图；
图6为排气凸轮和排气凸轮在上止点和下止点开关相位角示意图
图7为凸轮轴安装机体与盖轮室盖上的无轴承支撑结构示意图。
图中：1-齿盖安装段；2-齿轮安装段；3-排气凸轮；4-油泵凸轮；5-进气凸轮；6-机体安装段；7-机体；8-齿轮室盖；9-上止点位置；10-下止点位置；11-排气门开启相位；12-排气门关闭相位；13-进气门开启相位；14-进气门关闭相位；21-齿轮键槽中心线；31-排气凸轮对称中心线；32-排气基圆起点；33-排气基圆终点；41-回程圆；42-基圆；43-油泵凸轮对称中心线；44-切线；51-进气凸轮对称中心线；52-进气基圆起点；53-进气基圆终点；61-止推面；62-左旋引油螺纹槽；63-右旋引油螺纹槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，如图1～图7所示，包括齿盖安装段1、齿轮安装段2、排气凸轮3、油泵凸轮4、进气凸轮5和机体安装段6，其中，齿轮安装段2、排气凸轮3、油泵凸轮4和进气凸轮5依次设置在齿盖安装段1和机体安装段6之间，且齿轮安装段2与齿盖安装段1相邻，排气凸轮3和进气凸轮5的形线相同，排气凸轮3的基圆半径为15毫米，升程为6毫米，排气凸轮对称中心线31到齿轮安装段2上的齿轮键槽中心线21之间的夹角为114.5°±20’，沿逆时针方向，排气凸轮对称中心线31到排气基圆起点32和排气基圆终点33之间的夹角均为74°15’；进气凸轮5的基圆半径为15毫米，升程为6毫米，进气凸轮对称中心线51到齿轮安装段2上的齿轮键槽中心线21之间的夹角为221°±20’，按逆时针方向计算，进气凸轮对称中心线51到进气基圆起点52和进气基圆终点53之间的夹角分别为均为73°；油泵凸轮4的基圆42半径为16毫米，回程圆41的半径为12毫米，升程为8毫米，回程圆41与基圆42相切，油泵凸轮对称中心线43与基圆42之间通过切线44相连，凸轮按顺时针方向看，基圆42的终点与起点之间的夹角为114°，油泵凸轮对称中心线43到基圆42的终点的夹角为55.7°，缓冲圆夹角10°，进气门开启相位角为上止点前18°，进气门关闭相位角为下止点后46°；排气门开启相位角为下止点前50°，进气门关闭相位角为上止点后14°；机体安装段6的长度为22毫米，进气凸轮3的宽度为14毫米，进气凸轮5的左侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为29毫米；油泵凸轮4的宽度13毫米，油泵凸轮4的左侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为50.5毫米；排气凸轮4的宽度14毫米，排气凸轮3的左侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为74毫米；齿轮安装段2的右侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为101.3毫米，齿轮安装段2的左侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为119.8毫米，齿盖安装段1的左侧面到机体安装段6的止推面61之间距离为146.8毫米；齿盖安装段1的外圆直径为35毫米，齿轮安装段2的外圆直径为41毫米，机体安装段6的直径为22毫米，齿轮键槽的宽度为5毫米，在机体安装段6的外圆上设有左旋引油螺纹槽62和右旋引油螺纹槽63，左旋引油螺纹槽62和右旋引油螺纹槽63之间的相位角为180°。
所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴的支撑结构为：齿盖安装段1直接安装在齿轮室盖8上的支承孔中，两者之间为间隙配合，机体安装段6直接安装在机体7上的支承孔中，两者之间为间隙配合，凸轮轴两端均为通过轴孔间隙配合的支撑结构实现可转动双端支撑，轴与孔之间通过飞溅的机油进行润滑，在转动过程中形成油膜，减少磨擦力，延长凸轮轴的使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，在本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。实施例仅为示范性的实施方案，不是限制性的方案，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，只要凸轮轴两端与机体和齿轮室盖之间不用轴承直接通过轴孔间隙配合方式的双支撑结构方案，及凸轮轴的结构与权利要求相同或等同的技术方案在本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：包括齿盖安装段(1)、齿轮安装段(2)、排气凸轮(3)、油泵凸轮(4)、进气凸轮(5)和机体安装段(6)，其中，齿轮安装段(2)、排气凸轮(3)、油泵凸轮(4)和进气凸轮(5)依次设置在齿盖安装段(1)和机体安装段(6)之间，且齿轮安装段(2)与齿盖安装段(1)相邻，排气凸轮(3)和进气凸轮(5)的形线相同，排气凸轮(3)的排气基圆半径为15毫米，升程为6毫米，排气凸轮对称中心线(31)与齿轮安装段(2)上的齿轮键槽中心线(21)之间的夹角为114.5°±20’，沿逆时针方向看，排气凸轮对称中心线(31)到排气基圆起点(32)和排气基圆终点(33)之间的夹角均为74°15’；进气凸轮(5)的进气基圆半径为15毫米，升程为6毫米，进气凸轮对称中心线(51)与齿轮安装段(2)上的齿轮键槽中心线(21)之间的夹角为221°±20’，按逆时针方向看，进气凸轮对称中心线(51)到进气基圆起点(52)和进气基圆终点(53)之间的夹角均为73°；油泵凸轮(4)的基圆(42)半径为16毫米，回程圆(41)的半径为12毫米，升程为8毫米，油泵凸轮顶端与回程圆(41)之间通过切线(44)相连，油泵凸轮(4)按顺时针方向看，基圆(42)的终点与起点之间的夹角为114°，油泵凸轮(4)升程夹角为55.7°，进气门开启相位角为上止点前18°，进气门关闭相位角为下止点后46°；排气门开启相位角为下止点前50°，进气门关闭相位角为上止点后14°。
2.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：机体安装段(6)的长度为22毫米，进气凸轮(5)的宽度为14毫米，进气凸轮(5)的左侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为29毫米。
3.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：油泵凸轮(4)的宽度13毫米，油泵凸轮(4)的左侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为50.5毫米。
4.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：排气凸轮(3)的宽度14毫米，排气凸轮(3)的左侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为74毫米。
5.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：齿轮安装段(2)的右侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为101.3毫米，齿轮安装段(2)的左侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为119.8毫米，齿盖安装段(1)的左侧面到机体安装段(6)的止推面(61)之间距离为146.8毫米。
6.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：齿盖安装段(1)的外圆直径为35毫米，齿轮安装段(2)的外圆直径为41毫米，机体安装段(6)的直径为22毫米。
7.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：齿轮安装段(2)上的齿轮键槽的宽度为5毫米。
8.根据权利要1所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：在机体安装段(6)的外圆上设有2～3条引油槽。
9.根据权利要8所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴，其特征是：所述引油槽分为左旋引油螺纹槽(62)和右旋引油螺纹槽(63)，左旋引油螺纹槽(62)和右旋引油螺纹槽(63)之间的相位角为180度。
10.权利要求1～9任一所述缸径为98毫米的风冷柴油机专用凸轮轴的支撑结构，其特征是：齿盖安装段(1)直接安装在齿轮室盖(8)上的支承孔中，两者之间为间隙配合，机体安装段(6)直接安装在机体(7)上的支承孔中，两者之间为间隙配合，凸轮轴两端均为通过轴孔间隙配合的支撑结构实现可转动双端支撑，轴与孔之间通过飞溅的机油进行润滑，在转动过程中形成油膜。
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