專利名稱：四沖程頂置凸輪式發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，屬于動力裝置技術領域。
技術背景目前， 一般四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其氣缸蓋、機體分別鑄造成型為 分體的結構，將氣缸蓋用螺栓安裝在機體上，再將凸輪軸安裝在氣缸蓋上， 其重疊組裝，因而零件數(shù)量多，密封面多而增大加工工時數(shù)，必須在密封面 上添加墊圈類的零件來提高密封的依賴性，從而增大氣缸局部的壁厚。另其 普遍采用單頂置凸輪軸來增加發(fā)動機的高度，雙頂置凸輪軸來增加氣缸頭部 的寬度。該種結構對發(fā)動機的輕量化、氣缸頭部的散熱都是不利的。在美國專利號為US 5706769的專利中也提出了一種新的頂置凸輪式發(fā)動機，其進 氣和排氣閥及進氣和排氣凸輪從動件設置在氣缸蓋中的單閥門操作凸輪的相 反的兩側。進氣和排氣閥門相互平行，且與曲軸垂直。進氣和排氣凸輪從動 件形成兩分的結構。進氣和排氣凸輪從動件的一個臂部相互向內(nèi)延伸，分別 接觸到進氣和排氣閥門，另一臂部也相互向內(nèi)延伸，接觸到閥門操作凸輪旋 轉中心下面的閥門操作凸輪的一個凸輪面，其是將搖臂布置在凸輪軸的兩側， 采用一根凸輪軸兩個搖臂軸，從而增加了零件數(shù)，并且兩個搖臂軸的往復運 動范圍增大，直接影響了氣缸頭部的散熱，特別影響了排氣門座與燃燒室接 觸處的散熱。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種將機體與氣缸 蓋合成一個整體，減少密封面，實現(xiàn)發(fā)動機的輕量化，改善氣缸頭部的散熱; 將凸輪軸、搖臂布置在兩氣門中間位置，不會增加氣缸頭部的寬度，且還降 低了發(fā)動機的高度；通過減少整個氣門驅動機構的零件數(shù)，減少了發(fā)動機頭 部的尺寸，有利于發(fā)動機燃燒室外部的冷卻，能提高整機的可靠性。本實用新型的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型中機體、曲軸箱蓋、氣缸蓋罩由鋁合金或鎂合金壓鑄成型；機體與曲軸箱蓋連接，機體與曲軸箱蓋的結合面穿過曲軸軸線A1—A1和氣缸 軸線Bl-Bl，曲軸通過軸承支承裝在體機上；在氣缸筒中安裝活塞，燃燒室 由活塞、機體、氣缸筒形成，活塞通過連桿組連接曲軸，特征是-機體由氣缸蓋、氣缸筒、上曲軸半箱、鏈條室連接形成一體，氣缸蓋罩 固定在氣缸蓋上；機體上部設有進氣道、排氣道，進氣道和排氣道分別位于 氣缸軸線B1-Bl的兩側；在進氣道內(nèi)與氣缸軸線B1-Bl傾斜處設有孔，進氣 門導管安裝在孔內(nèi)，孔與進氣門座同軸，在進氣門導管內(nèi)穿有進氣門；在進 氣道內(nèi)與氣缸軸線B1-B1傾斜處設有孔，進氣門導管安裝在孔內(nèi)，孔與進氣 門座同軸，在進氣門導管內(nèi)穿有排氣門；在機體上部通過軸裝有凸輪軸，凸輪軸布置在進氣門與排氣門中間位 置，凸輪軸平行于曲軸，并且與氣缸軸線B1-Bl相交，垂直；曲軸上裝有正 時齒輪；在鏈條室中容納有一根鏈條或皮帶，正時鏈條或皮帶將其上刻有齒 形的凸輪軸與正時齒輪連接；在機體上部設有氣門搖臂座，搖臂軸安裝在氣門搖臂座內(nèi)，搖臂軸布置 在進氣門搖臂與排氣門搖臂的中間位置，搖臂軸與曲軸平行，且穿過并垂直 氣缸軸線B1-Bl，位于凸輪軸的上部；進、排氣門搖臂交叉穿在搖臂軸上， 進氣門搖臂的上端、下端及排氣門搖臂的上端、下端分別位于曲軸軸線A1-A1 的兩邊，進氣門搖臂、排氣門搖臂能繞著搖臂軸擺動；在凸輪軸上設有形成一體的凸輪或形成一體的進氣凸輪及排氣凸輪；進氣門搖臂分為兩段，上端、下端，上端與進氣門根部相連，下端制成 圓弧形與凸輪或排氣凸輪相接觸；排氣門搖臂分為兩段，上端、下端，上端與排氣門根部相連，下端制成 圓弧形與凸輪軸相接觸；本實用新型與已有技術相比具有以下優(yōu)點本實用新型結構簡單、緊湊，合理；由于將機體與氣缸蓋制成一個整體， 減少密封面，實現(xiàn)了發(fā)動機的輕量化，改善氣缸頭部的散熱；由于采用凸輪 軸、搖臂布置在兩氣門中間位置，減小了氣缸蓋的寬度，且還降低了發(fā)動機 的高度；通過減少整個氣門驅動機構的零件數(shù)，減少了發(fā)動機頭部的尺寸，
有利于發(fā)動機燃燒室外部的冷卻，提高了整機的可靠性；該結構能廣泛用于 汽油機，柴油機，單缸，多缸，風冷，水冷等四沖程發(fā)動機上。

圖l是本實用新型結構縱剖視圖(實施例一)。圖2是本實用新型結構A-A的剖視圖。圖3是本實用新型結構圖2的俯視圖。圖4是本實用新型結構圖3的B-B剖視圖。圖5是本實用新型結構氣門操縱機構的分解圖。圖6是本實用新型結構的縱剖視圖(實施例二)。圖7是本實用新型結構圖6的俯視圖。圖8是本實用新型結構圖6的C-C剖視圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述 本實用新型主要由機體1 、曲軸箱蓋2 、氣缸蓋罩3、結合面4、螺栓5 、 曲軸6 、軸承7、 8、氣缸筒9、活塞10、燃燒室11、連桿組12、活塞銷13、 進氣道14、排氣道15、進氣門座16、排氣門座17、進氣管18、排氣管19、 進氣門導管20、排氣門導管21、孔22、孔23、進氣門24、排氣門25、進氣 門彈簧26、排氣門彈簧27、氣門彈簧座28、氣門彈簧座29、軸30、凸輪軸 31、正時齒輪32、正時鏈條或皮帶33、氣門搖臂座34、搖臂軸35、進氣門 搖臂36 (上端38、下端39)、排氣門搖臂37 (上端40、下端41)、氣門調(diào)節(jié) 螺釘42a、氣門調(diào)節(jié)螺母43a、氣門調(diào)節(jié)螺釘42b、氣門調(diào)節(jié)螺母43b、發(fā)動 機缸蓋44、鏈條室45、上半曲軸箱46、凸輪47、火花塞48、進氣凸輪49 及排氣凸輪50等組成。實施例一(進排氣門共用一個凸輪)本實用新型是單氣缸風冷型頂置凸輪式汽油機，發(fā)動機主要件機體1、 曲軸箱蓋2、氣缸蓋罩3由鋁合金或鎂合金模壓成型。機體1與曲軸箱蓋2 是在結合面4處斜分，并用多組螺栓5來連接。機體1與曲軸箱蓋2的結合 面4穿過曲軸軸線A1 — A1和氣缸軸線B1-B1。曲軸6的旋轉是通過穿在兩端 的軸承7和軸承8，軸承7支承在體機1上，軸承8支承在曲軸箱蓋2上。 發(fā)動機機體1由氣缸蓋44、上曲軸半箱46、氣缸筒9、鏈條室45采用 螺栓連接形成一體，氣缸蓋罩3固定在氣缸蓋44上，在氣缸筒9中安裝活塞 10,燃燒室11由活塞10、機體1、氣缸筒9形成?；钊?0通過連桿組12 連接曲軸6，連桿組12與曲軸6的連接是可以相對自由旋轉的?；钊?0和 連桿組12的連接是通過一個活塞銷13，并可相對自由擺動。發(fā)動機機體1上部還有預先鑄出成形的進氣道14、排氣道15，進氣道 14和排氣道15分別位于氣缸軸線B1-B1的兩側。進氣道14的一端通到燃燒 室ll，并在交接處壓配一個進氣門座16，另一端在機體1的外面形成一平面， 在此與進氣管18相連。排氣道15的一端也通到燃燒室11，在交接處壓配一 個排氣門座17，另一端在機體1關于氣缸軸線B1-B1對稱的另一面形成一平 面，在此與排氣管19相連。進氣道14內(nèi)與氣缸軸線B1-Bl傾斜加工一孔22 用來壓配一進氣門導管20，該孔與進氣門座16同軸，在進氣門導管20內(nèi)穿 有一進氣門24，進氣門24上裝有一氣門彈簧座28,在氣門彈簧座28與機體 1之間，與進氣門24同軸裝有一進氣門彈簧26，因此進氣門彈簧26壓縮時， 進氣門24下移，脫離進氣門座16,進氣通暢；進氣門彈簧26復位時，進氣 門24上移，貼住進氣門座16，進氣阻塞。排氣道15內(nèi)與氣缸軸線B1-B1傾 斜加工一孔23用來壓配一排氣門導管21,該孔與排氣門座17同軸，在排氣 門導管21內(nèi)穿有一排氣門25，排氣門25上裝有一氣門彈簧座29，在氣門彈 簧座29與機體1之間，與排氣門25同軸裝有一排氣門彈簧27，因此排氣門 彈簧27壓縮時，排氣門25下移，脫離排氣門座17，排氣通暢；排氣門彈簧 27復位時，排氣門25上移，貼住排氣門座17，排氣阻塞。在機體1上部還通過一根軸30裝配有一根凸輪軸31，凸輪軸31布置在 兩個氣門的中間位置，凸輪軸31平行于曲軸6，并且與氣缸軸線B1-Bl相交， 垂直。在凸輪軸31設有一體形成的凸輪47，凸輪軸31可以在軸30上自由 旋轉。凸輪軸31的旋轉主要通過曲軸6的帶動。曲軸6上裝有一個正時齒輪 32，正時齒輪32過盈壓配在曲軸6上，與曲軸一起旋轉；在鏈條室45中容 納有一根鏈條或皮帶33，正時鏈條或皮帶33將其上刻有齒形的凸輪軸31與 正時齒輪32連接在一起；并且通過齒形的個數(shù)保證曲軸6與凸輪軸31的轉
數(shù)比為2: 1。凸輪軸31上的凸輪47偏離不正對進排氣門24、 25，在機體1 上部設有突出的氣門搖臂座34，搖臂軸35安裝在氣門搖臂座34內(nèi)，搖臂軸 35布置在進氣門搖臂36與排氣門搖臂37的中間位置，搖臂軸35與曲軸6 平行，并且穿過并垂直氣缸軸線B1-B1，位于凸輪軸31的上部；由于氣門的 傾斜，搖臂很方便的布置在兩個氣門的中間位置；搖臂軸35的一端做成突出， 用以于氣缸蓋罩3接觸防止滑脫。進氣門搖臂36分為兩段，上端38、下端 39，上端38上裝有氣門調(diào)節(jié)螺釘42a氣門調(diào)節(jié)螺母43a與進氣門24根部相 連，下端39成一圓弧形與凸輪47相接觸；排氣門搖臂37分為兩段，上端 40、下端41,上端40上裝有氣門調(diào)節(jié)螺釘42b氣門調(diào)節(jié)螺母43b與排氣門 25根部相連，下端41成一圓弧形與凸輪軸31相接觸；進排氣門搖臂36、 37 共用一根搖臂軸35，以及一個凸輪47，并且進排氣門搖臂36、 37交叉穿在 搖臂軸35上從而連接在機體1上，使進氣門搖臂36的上端38、下端39，排 氣門搖臂37的上端40、下端41分別位于曲軸軸線A1-A1的兩邊，并且進氣 門搖臂36、排氣門搖臂37能繞著搖臂軸35擺動。 其工作過程當曲軸6旋轉時，曲軸6通過正時鏈條33帶動凸輪軸31以1/2的轉數(shù) 旋轉，從而借助凸輪47推動與之接觸的進氣門搖臂36下端39、排氣門搖臂 37的下端41。使進氣門搖臂36上端38、排氣門搖臂37的上端40擺動，克 服進氣門彈簧26和排氣門彈簧27的阻力，打開進氣門24及排氣門25。另一方面，進氣門搖臂36下端39、排氣門搖臂37的下端41貼靠在凸 輪47，當凸輪47繼續(xù)旋轉對進氣門搖臂36、排氣門搖臂37沒有壓力時，進 氣門24及排氣門25依靠進氣門彈簧26和排氣門彈簧27的彈力打開，并且 完成進氣門搖臂36、排氣門搖臂37的復位。實施例二(進、排氣門分別使用一個凸輪)發(fā)動機機體l由氣缸蓋44、容納活塞的氣缸筒9、鏈條室45、上曲軸半 箱46結合形成一體，機體上氣缸筒9的頂部形成一燃燒室11，火花塞48在 此處用于定時的向燃燒室內(nèi)點火。機體1上部還有預先鑄出成形的進氣道14排氣道15，進氣道14和排氣
道15分別位于氣缸軸線Bl-Bl的兩側。進氣道14的一端通到燃燒腔11，并 在交接處壓配一個進氣門座16，另一端在機體1的外面形成一平面。排氣道 15的一端也通到燃燒室11，在交接處壓配一個排氣門座17，另一端在機體1 關于氣缸軸線Bl-Bl對稱的另一面形成一平面。進氣道14內(nèi)與氣缸軸線 B1-B1傾斜加工一孔22用來壓配一進氣門導管20，該孔與進氣門座16同軸， 在進氣門導管20內(nèi)穿有一進氣門24，進氣門24上裝有一氣門彈簧座28，在 氣門彈簧座28與機體1之間，與進氣門24同軸裝有一進氣門彈簧26，因此 進氣門彈簧26壓縮時，進氣門24下移，脫離進氣門座16，進氣通暢；進氣 門彈簧26復位時，進氣門24上移，貼住進氣門座16，進氣阻塞。排氣道15 內(nèi)與氣缸軸線B1-Bl傾斜加工一孔23用來壓配一排氣門導管21，該孔與排 氣門座17同軸，在排氣門導管21內(nèi)穿有一排氣門25，排氣門25上裝有一 氣門彈簧座29，在氣門彈簧座29與機體1之間，與排氣門25同軸裝有一排 氣門彈簧27，因此排氣門彈簧27壓縮時，排氣門25下移，脫離排氣門座17， 排氣通暢；排氣門彈簧27復位時，排氣門25上移，貼住排氣門座17，排氣 阻塞。在機體1上部還通過一根軸30裝配有一根凸輪軸31，凸輪軸31布置在 兩個氣門的中間位置，凸輪軸31平行于曲軸6，并且與氣缸軸線Bl-Bl相交， 垂直。在凸輪軸31設有一體形成的進氣凸輪49、排氣凸輪50，分別驅動進 氣門24、排氣門25。在機體1上部還有一突出的氣門搖臂座34，用于裝配一根搖臂軸35,搖 臂軸35與曲軸6平行，并且穿過并垂直氣缸軸線B1-Bl，位于凸輪軸30的 上部；由于氣門的傾斜，搖臂很方便的布置在兩個氣門的中間位置。進氣門 搖臂36分為兩段，上端38、下端39，上端38上裝有氣門調(diào)節(jié)螺釘42a氣門 調(diào)節(jié)螺母43a與進氣門24根部相連，下端39成一圓弧形與進氣凸輪49相接 觸；排氣門搖臂37分為兩段，上端40、下端41，上端40上裝有氣門調(diào)節(jié)螺 釘42b氣門調(diào)節(jié)螺母43b與排氣門25根部相連，下端41成一圓弧形與排氣 凸輪50相接觸；進排氣門搖臂36、 37共用一根搖臂軸35，并且進排氣門搖 臂36、 37穿在搖臂軸35上從而連接在機體1上，使進氣門搖臂36的上端38、下端39及排氣門搖臂37的上端40、下端41分別位于曲軸軸線A1-A1 的兩邊，并且進氣門搖臂36、排氣門搖臂37能繞著搖臂軸35擺動。這樣當發(fā)動機工作時，同樣的凸輪軸旋轉，進排氣凸輪相應的打開進排 氣門，繼續(xù)旋轉時又由于回位彈簧的作用相應的關閉進排氣門，來保證發(fā)動 機的四個沖程的可靠工作。
權利要求1、一種四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，采用機體(1)與曲軸箱蓋(2)連接，曲軸(6)通過軸承支承裝在機體(1)上；在氣缸筒(9)中安裝活塞(10)，燃燒室(11)由活塞(10)、機體(1)、氣缸筒(9)形成，活塞(10)通過連桿組(12)連接曲軸(6)，其特征是a、機體(1)由氣缸蓋(44)、氣缸筒(9)、上曲軸半箱(46)、鏈條室(45)連接形成一體，氣缸蓋罩(3)固定在氣缸蓋(44)上；b、機體(1)上部設有進氣道(14)、排氣道(15)，進氣道(14)和排氣道(15)分別位于氣缸軸線(B1-B1)的兩側；在進氣道(14)內(nèi)與氣缸軸線(B1-B1)傾斜處設有孔(22)，進氣門導管(20)安裝在孔(22)內(nèi)，孔(22)與進氣門座(16)同軸，在進氣門導管(20)內(nèi)穿有進氣門(24)；在進氣道(15)內(nèi)與氣缸軸線(B1-B1)傾斜處設有孔(23)，進氣門導管(21)安裝在孔(23)內(nèi)，孔(22)與進氣門座(17)同軸，在進氣門導管(21)內(nèi)穿有排氣門(25)；c、在機體(1)上部通過軸(30)裝有凸輪軸(31)，凸輪軸(31)布置在進氣門(24)與排氣門(25)中間，凸輪軸(31)平行于曲軸(6)，并且與氣缸軸線(B1-B1)相交，垂直；曲軸(6)上裝有正時齒輪(32)；在鏈條室(45)中容納一根鏈條或皮帶(33)，正時鏈條或皮帶(33)將凸輪軸(31)與正時齒輪(32)連接；d、在機體(1)上部設有氣門搖臂座(34)，搖臂軸(35)安裝在氣門搖臂座(34)內(nèi)，搖臂軸(35)布置在進氣門搖臂(36)與排氣門搖臂(37)的中間，搖臂軸(35)與曲軸(6)平行，且穿過并垂直氣缸軸線(B1-B1)，位于凸輪軸(31)的上部；進氣門搖臂(36)、排氣門搖臂(37)交叉穿在搖臂軸(35)上，進氣門搖臂(36)的上端(38)、下端(39)及排氣門搖臂(37)的上端(40)、下端(41)分別位于曲軸軸線(A1-A1)的兩邊，進氣門搖臂(36)、排氣門搖臂(37)能繞著搖臂軸(35)擺動。
2、 根據(jù)權利要求1所述的四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其特征在于所述的 凸輪軸(31)上設有形成一體的凸輪(47)或形成一體的進氣凸輪(49)及 排氣凸輪(50)。
3、 根據(jù)權利要求1所述的四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其特征在于所述的 進氣門搖臂(36)的上端(38)與進氣門(24)根部相連，下端(39)制成 圓弧形與凸輪(47)相接觸。
4、 根據(jù)權利要求1所述的四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其特征在于所述的 排氣門搖臂(37)的上端(40)與排氣門(25)根部相連，下端(41)制成 圓弧形與凸輪軸(31)相接觸。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其特征在于所 述的凸輪軸(31)上刻有齒形。
6、 根據(jù)權利要求1所述的四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，其特征在于所述的 機體(1)、曲軸箱蓋(2)、氣缸蓋罩(3)分別由鋁合金或鎂合金材料壓鑄成 型。
專利摘要本實用新型涉及一種四沖程頂置凸輪式發(fā)動機，屬于動力裝置技術領域。其機體主要由氣缸蓋、氣缸筒、上曲軸半箱、鏈條室結合制成一體，在氣缸筒上部形成燃燒室；進氣門、排氣門分別布置在氣缸軸線B1-B1的兩側；凸輪軸布置在進氣門與排氣門中間位置，凸輪軸平行于曲軸，并且與氣缸軸線B1-B1相交，垂直；搖臂軸布置在進氣門搖臂與排氣門搖臂的中間位置，搖臂軸與曲軸平行。本實用新型減少了機體密封面，實現(xiàn)了發(fā)動機的輕量化，改善氣缸頭部的散熱；減小了氣缸蓋的寬度，且還降低了發(fā)動機的高度；通過減少整個氣門驅動機構的零件數(shù)，減少了發(fā)動機頭部的尺寸，有利于發(fā)動機燃燒室外部的冷卻，提高了整機的可靠性。
文檔編號F01L1/12GK201027572SQ200620126898
公開日2008年2月27日 申請日期2006年10月28日 優(yōu)先權日2006年10月28日
發(fā)明者肖亨琳 申請人:無錫開普動力有限公司