CN101122247B - 具备减压装置的发动机 - Google Patents
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Abstract
一种具备减压装置的发动机,能够抑制包括减压装置在内的凸轮轴整体长度,同时抑制减压装置的部件数的增加。该具备减压装置(41)的发动机,具备的减压配重(42)经由转动轴(48)转动自如地轴支承在凸轮轴(25)上,在随着该凸轮轴(25)旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,在上述凸轮轴(25)的两端部间具有收容上述减压配重(42)的配重收容部(47),上述减压配重(42)能够转动。凸轮轴(25)及减压装置(41)的外径,小于滚珠轴承(27)的外径。减压配重(42)与减压凸轮轴(43)的轴端直接卡合并使其转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机,其具备释放起动时的压缩压力的减压装置(decompression device)。
背景技术
以往,在上述发动机中,具备凸轮轴和减压配重,该凸轮轴在两端部间具有吸排气凸轮、同时将上述两端部支承在发动机本体的凸轮轴支承部,该减压配重经由转动轴转动自如地轴支承在该凸轮轴上,在该凸轮轴的旋转而产生的离心力作用下转动规定角度(例如,参照专利文献1)。在比凸轮轴一端侧的被支承部更靠外侧配置减压配重,且将配置在排气凸轮附近的减压凸轮轴向上述一端侧延伸,使其轴端和减压配重的卡止部经由中间构件卡合。
专利文献1:特开2005-307840号公报
不过,上述现有的构成中,由于在凸轮轴的轴端配置减压配重,从而,存在的问题是包括减压装置的凸轮轴整体长度增加。
另外,由于减压凸轮轴的轴端和减压配重之间夹着中间构件,从而,存在减压装置的部件数增加的问题。
发明内容
本发明的目的是在具备减压装置的发动机中,抑制包括减压装置在内的凸轮轴整体的长度,同时抑制减压装置的部件数的增加。
作为上述课题的解决方案,技术方案1所述的发明,是一种具备减压装置(例如,实施例的减压装置41)的发动机(例如,实施例的发动机1),所述减压装置具备凸轮轴(例如,实施例的凸轮轴25)和减压配重(例如,实施例的减压配重42),所述凸轮轴在两端部(例如,实施例的左右轴颈25a、25b)间具有吸排气凸轮(例如,实施例的吸排气凸轮23a、23b),并且由发动机本体(例如,实施例的汽缸头5)的凸轮轴支承部(例如,实施例的各轴承支承部28a、29a)支承所述两端部,所述减压配重经由转动轴(例如,实施例的转动轴48)转动自如地轴支承在该凸轮轴上,在随着该凸轮轴旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,所述具备减压装置的发动机的特征在于,在所述凸轮轴的两端部间,具有***述减压配重的配重收容部(例如,实施例的收容部47),所述减压配重能够转动,所述凸轮轴的至少一端部经由滚珠轴承(例如,实施例的右滚珠轴承27)支承在所述发动机本体上,所述减压装置的外径小于所述滚珠轴承的外径。
技术方案2所述的发明,是一种具备减压装置(例如,实施例的减压装置41)的发动机(例如,实施例的发动机1),所述减压装置具备凸轮轴(例如,实施例的凸轮轴25)和减压配重(例如,实施例的减压配重42),所述凸轮轴在两端部(例如,实施例的左右轴颈25a、25b)间具有吸排气凸轮(例如,实施例的吸排气凸轮23a、23b),并且由发动机本体(例如,实施例的汽缸头5)的凸轮轴支承部(例如,实施例的各轴承支承部28a、29a)支承所述两端部,所述减压配重经由转动轴(例如,实施例的转动轴48)转动自如地轴支承在该凸轮轴上,在随着该凸轮轴旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,所述具备减压装置的发动机的特征在于,具备转动自如地插通在所述凸轮轴上形成的插通孔(例如,实施例的插通孔55)中的减压凸轮轴(例如,实施例的减压凸轮轴43),在所述减压凸轮轴的所述减压配重侧的轴端形成有与该减压配重的卡止部(例如,实施例的卡止销54)卡合的卡合部(例如,实施例的卡合槽56),所述减压凸轮轴随着所述减压配重的转动通过所述卡止部及卡合部转动动。
技术方案3所述的发明,其特征在于,在所述减压配重的与配重部(例如,实施例的配重部142c)夹着所述转动轴的相反侧设置有所述卡止部。
技术方案4所述的发明,其特征在于,在所述凸轮轴的两端部间具有复位机构(例如,实施例的复位机构51),所述复位机构使所述减压配重返回到在所述离心力作用下转动之前的状态。
技术方案5所述的发明,其特征在于,所述凸轮轴在组装了所述减压配重及减压凸轮轴的状态下,从所述发动机本体的一侧插通并组装到所述发动机本体。
技术方案6所述的发明,其特征在于,与所述凸轮轴同轴配置有使冷却水在该发动机内循环的冷却水泵(例如,实施例的水泵15)。
发明效果
根据技术方案1所述的发明,将减压配重配置在凸轮轴的两端部间,从而,能够抑制包括减压装置在内的凸轮轴整体长度,同时能够随着减压装置的紧凑化而实现发动机本体的小型化。另外,由于在凸轮轴两端部间配置减压装置,从而,能够简化该减压装置向凸轮轴的组装及组装减压装置后的凸轮轴向发动机本体的组装。
根据技术方案2所述的发明,减压配重的卡止部与减压凸轮轴的轴端直接卡合并使该减压凸轮轴转动,从而,不需要减压配重和减压凸轮轴间的中间构件,能够抑制减压装置的部件数,同时,使减压配重和减压凸轮轴靠近,能够抑制包括减压装置在内的凸轮轴整体长度。
根据技术方案3所述的发明,能够抑制减压配重的配重部的增大,实现减压装置的进一步紧凑化。
根据技术方案4所述的发明,将减压配重的复位机构配置在凸轮轴的两端部间,从而能够抑制包括减压装置在内的凸轮轴整体长度。
根据技术方案5所述的发明,将包括减压装置在内小型化了的凸轮轴以小组件的状态向发动机本体组装,从而,能够实现组装工序数的削减。
根据技术方案6所述的发明,与包括减压装置在内小型化了的凸轮轴同轴设置冷却水泵,从而,能够抑制该冷却水泵从发动机本体伸出。
附图说明
图1是本发明实施例的发动机的沿着曲轴线的截面图。
图2是上述发动机的汽缸头的与图1正交的截面图。
图3是图1的凸轮轴周围的放大图。
图4是上述凸轮轴的减压装置周围的立体图。
图5是图4的A-A截面图。
图6是上述凸轮轴停止时减压装置的作用说明图,(a)是减压凸轮轴端的截面图,(b)是减压凸轮轴的凸轮部的截面图。
图7是上述凸轮轴旋转时减压装置的作用说明图,(a)是减压凸轮轴端的截面图,(b)是减压凸轮轴的凸轮部的截面图。
图8是本发明第2实施例的与图3相当的放大图。
图9是图8的B-B截面图。
图10是上述第2实施例的减压凸轮轴的立体图。
图11是上述第2实施例的凸轮轴停止时减压装置的作用说明图,(a)是减压凸轮轴端的截面图,(b)是减压凸轮轴的凸轮部的截面图。
图12是上述第2实施例的凸轮轴旋转时减压装置的作用说明图,(a)是减压凸轮轴端的截面图,(b)是减压凸轮轴的凸轮部的截面图。
图中,1、101-发动机,5-汽缸头(发动机本体),15-水泵(冷却水泵),23a-吸气凸轮,23b-排气凸轮,25、125-凸轮轴,25a、125a-左轴颈(端部),25b-右轴颈(端部),27-右滚珠轴承(滚珠轴承),28a-左轴承支承部(凸轮轴支承部),128a-左轴颈支承部(凸轮轴支承部),29a-右轴承支承部(凸轮轴支承部),41、141-减压装置,42、142-减压配重,42c、142c-配重部,43、143-减压凸轮轴,47、147-配重收容部,48、148-转动轴,51、151-复位机构,54-卡止销(卡止部),55、155-插通孔,56a-卡合槽(卡合部)。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施例进行说明。
[实施例1]
图1所示的发动机1,例如,作为机动二轮车等车辆的原动机使用,以水冷四循环单缸发动机构成。
汽缸部3从发动机1的曲轴箱2突出。汽缸部3以安装在曲轴箱2上的汽缸本体4、安装在该汽缸本体4前端侧的汽缸头5和安装在该汽缸头5前端侧的头盖6(head cover)为主构成。其中,图中箭头LH表示左方。
在汽缸本体4内能够往复运动地嵌装有活塞7。活塞7经由连杆8与曲轴9连结。曲轴9的左右轴颈9a旋转自如地支承于曲轴箱2的左右轴承部3a。
曲轴9的旋转动力,经由例如带式无级变速机构11输出。还有,在曲轴9的左侧部支承着上述带式无级变速机构11的驱动滑轮11a,在曲轴9的右侧部支承发电机(generator)12。
同时参照图2,在汽缸头5上形成吸气口21a及排气口21b,该各口21a、21b的燃烧室侧开口分别依靠吸气阀22a及排气阀22b进行开闭。各阀22a、22b,经由保持器22c向其阀杆前端部输入阀簧22d的施加力,将各口21a、21b的燃烧室侧开口闭赛。
在各阀22a、22b的阀杆间,配置该各阀驱动用的凸轮轴25。凸轮轴25与曲轴9平行即沿着左右方向配置,其左右两端部分别经由左右滚珠轴承26、27旋转自如地支承在汽缸头5的左外侧壁28及右内侧壁29上。在凸轮轴25的左右中间部(两端部间)左右并排设置吸气凸轮23a及排气凸轮23b。
如图1所示,在凸轮轴25右端同轴设置从动链轮32。另一方面,在曲轴9的右侧部同轴设置驱动链轮33,在该驱动链轮33和上述从动链轮32上卷绕着凸轮链34,从而,与曲轴9同步旋转驱动凸轮轴25。还有,在汽缸部3的右侧,设置收容凸轮链34的凸轮链室35。
同时参照图3,以凸轮轴25的左端部为左轴颈25a,该左轴颈25a经由左滚珠轴承26支承在汽缸头5的左外侧壁28上。在左外侧壁28的内侧形成向右方(左轴颈25a侧)开放的杯状左轴承支承部28a,在该左轴承支承部28a内嵌合保持左滚珠轴承26。
另一方面,凸轮轴25的右端部作为右轴颈25b,该右轴颈25b经由右滚珠轴承27支承在汽缸头5的右内侧壁29上。还有,在右轴颈25b的右侧,突出设置用于支承从动链轮32的右突部25c。在右内侧壁29上,形成有对其左右贯通的比较大径的右轴承支承部(支承孔)29a,在该右轴承支承部29a内嵌合保持右滚珠轴承27。另外,在右突部25c上支承用于安装从动链轮32的法兰构件32a。法兰构件32a的左侧面与右滚珠轴承27的内环右侧面抵接,右滚珠轴承27的内环左侧面经由推力垫圈32b与凸轮轴25的后述右圆盘部45的右侧面抵接。
同时参照图2,在吸气或排气凸轮23a、23b和吸气或排气阀22a、22b的阀杆前端部之间,分别摆动自如地设置吸气或排气摇臂24a、24b。在各摇臂24a、24b的凸轮侧端部(输入端部),分别旋转自如地设置与吸气或排气凸轮23a、23b外周面(凸轮面)抵接的凸轮辊36。另一方面,在各摇臂24a、24b的阀侧端部(输出端部),分别安装与吸气或排气阀22a、22b的阀杆前端抵接的挺杆螺栓(tappet bolt)37。
并且,当如上所述凸轮轴25旋转驱动时,对应于吸排气凸轮23a、23b的凸轮形式,各摇臂24a、24b适当摆动,使吸排气阀22a、22b往复运动,开闭吸排气口21a、21b的燃烧室侧开口。还有,图1中符号13表示火花塞。
各摇臂24a、24b的凸轮辊36,从头盖6侧与吸排气凸轮23a、23b的凸轮面抵接,当凸轮轴25旋转时,在上述凸轮面上滚动。以下,将吸排气凸轮23a、23b上凸轮辊36抵接(滚动)的位置称作辊滚动位置。
同时参照图2,吸排气凸轮23a、23b,具有与凸轮轴25同轴的形成圆筒状凸轮面的圆筒部38和相对于该圆筒部38向外周侧突出形成山形凸轮面的凸轮山部39。吸排气凸轮23a、23b,在上述圆筒部38位于辊滚动位置时,不使吸排气阀22a、22b上升,吸排气口21a、21b的燃烧室侧开口保持关闭,在凸轮山部39位于辊滚动位置时,上升吸排气阀22a、22b,开放吸排气口21a、21b的燃烧室侧开口。以下,将上述圆筒部38外周的圆筒状凸轮面作为零上升面38a。
如图1所示,在凸轮轴25的右方,配置用以在发动机1内循环冷却水的水泵15。水泵15与凸轮轴25同轴配置沿着左右方向的驱动轴16,使该驱动轴16的左端部与凸轮轴25的右端部不能相对旋转地卡合,从而,随着曲轴9及凸轮轴25的旋转而驱动。水泵15的壳体17上的驱动轴16用的轮毂部18,贯通汽缸头5的右外侧壁31向其左方突出。
在此,发动机1为了在其起动时释放汽缸内的压缩压力而具备使排气阀22b开动作的减压装置(decompression device)41。
如图3、4所示,减压装置41,设置在凸轮轴25的右轴颈25b和排气凸轮23b之间(凸轮轴25的两端部间),具有受到凸轮轴25旋转时的离心力作用而工作的减压配重42和随着该减压配重42的工作而旋转运动的减压凸轮轴43。以下,将沿着凸轮轴25轴线C1的方向作为凸轮轴方向、将以轴线C1为中心的周方向为凸轮周方向、将靠近轴线C1一侧作为凸轮内周侧、将远离轴线C1一侧作为凸轮外周侧。
右轴颈25b和排气凸轮23b间隔开规定量,在它们之间并排设置比右轴颈25b大径的左右圆盘部44、45。在左右圆盘部44、45间形成规定的间隙,在该间隙内设置与右轴颈25b大致相同直径的中央轴部46。将在该中央轴部46的外周侧且左右圆盘部44、45间形成的槽状空间作为配重收容部47,上述减压配重42被安装在凸轮轴25上。
同时参照图5,减压配重42,在凸轮轴方向看形成大致U字形状,在其内周侧嵌入中央轴部46,并插脱自如地收容在配重收容部47中。在减压配重42的一端侧,设置在凸轮轴方向对其贯通的转动轴48,该转动轴48的两侧部插通保持在左右圆盘部44、45中,从而,减压配重42转动(摆动)自如地与凸轮轴25连结。减压配重42,以从插通转动轴48的一端部向另一端侧延伸的部位(大概整体)作为配重部42c而构成。
减压配重42在其转动时,整体向配重收容部47进出这样移动。换言之,减压配重42整体向凸轮内周侧或凸轮外周侧移动这样转动。即,减压配重42受到凸轮轴25旋转时的离心力作用能够转动。
另外,在减压配重42的上述一端侧,一体设置从转动轴48插通部位沿着大致凸轮周方向延伸的复位臂42a,同时,在该复位臂42a的凸轮内周侧,设置复位机构51,复位机构51经由该复位臂42a向减压配重42赋予朝向凸轮内周侧的施加力。复位机构51配置在左右圆盘部44、45间、即配重收容部47内,具有复位活塞52和压缩螺旋弹簧53,复位活塞52在凸轮轴方向看沿着与复位臂42a的延伸方向大致正交的方向往复运动,压缩螺旋弹簧53压缩设置在该复位活塞52和在中央轴部46外周凹陷设置的座面形成部46a之间。
还有,在减压配重42的U字形状内周侧形成限位壁42b,其规定该减压配重42向配重收容部47内侧的转动界限位置。另外,减压配重42向配重收容部47外侧的转动界限位置,通过将复位活塞52底部安装在座面形成部46a上等进行规定。
另一方面,在减压配重42的另一端侧(配重部42c侧),插通保持与上述减压凸轮轴43连接用的卡止销54。卡止销54沿着凸轮轴方向,其左端部从减压配重42的左侧面向左方突出。在卡止销54的左方具有同样沿着凸轮轴方向的减压凸轮轴43,在该减压凸轮轴43的右端部卡合卡止销54的左突部。基于该卡合,随着减压配重42环绕上述转动轴48的转动,减压凸轮轴43能够绕自身轴线C2转动。
减压凸轮轴43转动自如地插通保持在插通孔55中,该插通孔55贯通左圆盘部44形成到排气凸轮23b的左右中间部。减压凸轮轴43具有形成其右侧部的圆柱状轴部56、形成左侧部的凸轮部57。减压凸轮轴43位于凸轮轴25的上述排气凸轮23b的圆筒部38侧而配置。换言之,减压凸轮43配置成,在发动机1处于压缩工序的状态(排气凸轮23b的圆筒部38位于上述辊滚动位置的状态)下,位于凸轮轴25的旋转中心(轴线C1)和排气凸轮23b的辊滚动位置之间。
插通孔55(及减压凸轮轴43),其凸轮外周侧的端部比排气凸轮23b的圆筒部38的凸轮面(零上升面38a)更靠外周侧,该插通孔55通过切去排气凸轮23b的凸轮面的一部分而形成。以下,将排气凸轮23b的凸轮面切口部记为符号38b。还有,插通孔55(及减压凸轮轴43)的凸轮内周侧端部比右轴颈25b的外周面更靠内周侧,该插通孔55也是通过切去右轴颈25b及中央轴部46外周面的一部分,从凸轮轴25右端贯通左右圆盘部44、45直到排气凸轮23b的左右中间部而形成。
减压凸轮轴43,从其右方插通在插通孔55内,在使其左端部(凸轮部57的左端部)到达插通孔55的左底部、限制其向左方移动的状态下,使右端面(轴部56的右端面)与左圆盘部44的右侧面大概成为一个面。在此状态,在配重收容部47中收容减压配重42,从而,限制减压配重43向右方移动即向从插通孔55拔出方向移动。
此时,在配重收容部47内预先收容复位机构51,从而,复位机构51被保持在减压配重42的复位臂42a和座面形成部46a之间。在此状态,向凸轮轴25中贯通***上述转动轴48,从而,成为减压配重42及减压凸轮轴43等一体组装在凸轮轴25上的状态。
在减压凸轮轴43的右端面形成卡合槽56a,卡合上述卡止销54的左突部。卡合槽56a从上述右端面的中心附近延伸到其外周,沿着其延伸方向移动自如地卡合上述卡止销54的左突部。
另外,减压凸轮轴43的凸轮部57,将与轴部56相同直径的圆柱体外周侧的一部分切成截面弓形。以下,将凸轮部57的切口部记为符号57a,将除去该切口部57a的部位记为圆筒部57b。
凸轮部57的圆筒部57b,位于排气凸轮23b的凸轮面切口部38b内时,从零上升面38a突出规定量。在此,当凸轮辊36在凸轮面切口部38b上滚动时,其大致右半部分在凸轮面切口部38b上通过,大致左半部分在凸轮面切口部38b左侧残留的凸轮面(零上升面38a)上通过(参照图1)。因而,若在凸轮部57(圆筒部57b)从凸轮面切口部38b突出的状态下,凸轮辊36在该凸轮面切口部38b上滚动,则该凸轮辊36在凸轮部57上升高,使排气摇臂24b摆动,使排气阀22b工作,将排气口21b的燃烧室侧开口开放规定量。
另一方面,凸轮部57的切口部57a,位于排气凸轮23b的凸轮面切口部38b内时,不会从零上升面38a突出。因此,若在此状态下凸轮辊36在凸轮面切口部38b上滚动,则会成为该凸轮辊36在排气凸轮23b的凸轮面(零上升面38a)上滚动,不会开放排气口21b的燃烧室侧开口。
在此,凸轮轴25以减压配重42及减压凸轮轴43等预先被组装成一体的总成状态(成为小组件的状态),向汽缸头5从其右方沿着轴线C1***而进行组装。
如图1所示,在汽缸头5的右外侧壁31上形成右插通孔31a,能够贯通***安装了上述各部件的凸轮轴25。另外,汽缸头5的右内侧壁29的右轴承支承部29a,具有能够贯通***左滚珠轴承26、各凸轮23a、23b、左右圆盘部44、45及减压配重42等的内径,在将组装了各部件的凸轮轴25向汽缸头5组装时,首先将凸轮轴25从右插通孔31a***汽缸头5内、同时通过右轴承支承部29a内后,分别使左滚珠轴承26嵌合保持在左轴承支承部28a中,使右滚珠轴承27嵌合保持在右轴承支承部29a中。
然后,向汽缸头5的右内侧从其上方***凸轮从动链轮32,将其与法兰构件32a紧固后,将水泵15安装在汽缸头5右侧,使其驱动轴16的左端部与凸轮轴25的右突部25c不能相对旋转地卡合,同时将轮毂部18油密地嵌合在右插通孔31a内,在此状态下,通过将水泵15的壳体17与汽缸头5的右外侧壁31紧固,从而完成凸轮轴25周围向汽缸头5的组装。
接着,对上述减压装置41的作用进行说明。
图6是表示减压配重42位于向配重收容部47内侧(图中左侧)的转动界限位置的状态,图7是表示减压配重42位于向配重收容部47外侧(图中右侧)的转动界限位置的状态。
在图6所示的状态,减压凸轮轴43的卡合槽56a,从轴端面中心附近向图中左侧且凸轮外周侧延伸配置。此时,凸轮部57的圆筒部57b位于凸轮面切口部38b内,切口部57a相对于凸轮面切口部38b位于图中左侧且凸轮内周侧。
另一方面,在图7所示的状态,减压凸轮轴43的卡合槽56a,从轴端面中心附近向图中右侧且凸轮外周侧延伸配置。此时,凸轮部57的切口部57a位于凸轮面切口部38b内,圆筒部57b相对于凸轮面切口部38b位于凸轮内周侧。
并且,在凸轮轴25停止(或以小于规定速度旋转),不对减压配重42作用规定值以上的离心力的状态下,在复位机构51的施加力作用下减压配重42向配重收容部47内侧移动,保持图6所示的状态。此时,凸轮部57的圆筒部57b从凸轮面切口部38b突出图中尺寸T,在凸轮面切口部38b上滚动的凸轮辊36在该圆筒部57b上升高,如上所述使排气阀22b动作,将排气口21b的燃烧室侧开口开放。
另外,在凸轮轴25以规定速度(相当于发动机起动时的旋转速度)以上旋转、向减压配重42作用规定值以上的离心力的状态下,在该离心力的作用下减压配重42克服复位机构51的施加力向配重收容部47外侧移动,成为图7所示的状态。此时,减压配重42的卡止销54在减压凸轮轴43的卡合槽56a内滑动,且使减压凸轮轴从图6所示的状态转动到图7所示的状态。
从而,凸轮部57的圆筒部57b从凸轮面切口部38b内退避、同时凸轮部57的切口部57a位于该凸轮面切口部38b内,凸轮部57不从凸轮面切口部38b突出。因而。当凸轮辊36在凸轮面切口部38b上滚动时,不会使排气阀22b动作,排气口21b的燃烧室侧开口保持关闭。还有,图7中箭头F表示凸轮轴25的旋转方向。
接下来,对具备上述减压装置41的发动机1的作用进行说明。
首先,在发动机1的运转停止状态下,若同时停止曲轴9与凸轮轴25的旋转,则在复位机构51的作用下,减压配重42向配重收容部47内侧移动,减压凸轮轴43旋转使其圆筒部57b位于排气凸轮23b的凸轮面切口部38b内。从而,圆筒部57b从排气凸轮23b的凸轮面(零上升面38a)突出规定量。在此,凸轮面切口部38b,在例如压缩工序即将结束之前(活塞7即将位于压缩上止点之前的状态),处于上述辊滚动位置。
接下来,若从上述发动机停止状态依靠起动马达等发动机起动装置的动作使曲轴9旋转,则在压缩工序就要完成之前,排气摇臂24b的凸轮辊36在从排气凸轮23b的零上升面38a上突出的圆筒部57b上升高,经由排气摇臂24b使排气阀22b动作,将排气口21b的燃烧室侧开口开放规定量。即,能够抑制就要到达压缩上止点之前由于压力上升而产生的曲轴9的旋转抑制力,能够充分加速曲轴9的旋转。
并且,若曲轴9与凸轮轴25同时加速旋转,则在其离心力作用下,减压配重42克服复位机构51的施加力向配重收容室47外侧移动,随之,减压凸轮轴43旋转,从而,圆筒部57b从排气凸轮23b的凸轮面切口部38b内退避、同时切口部57a位于该凸轮面切口部38b内。从而,排气凸轮23b不从零上升面38a突出,排气口21b的燃烧室侧开口保持关闭,能够进行通常的压缩工序,因而也能够转移到之后的燃烧行程中,不仅能够减轻上述发动机起动装置的初始输入,而且能够容易且切实地起动发动机1。
如以上说明,上述实施例的发动机1具备减压装置41,该减压装置41包括凸轮轴25和减压配重42,该凸轮轴25在两端部(左右轴颈25a、25b)间具有吸排气凸轮23a、23b、同时上述两端部由汽缸头5的各轴承支承部28a、29a支承,上述减压配重42经由转动轴48转动自如地轴支承在该凸轮轴25上,在随着该凸轮轴25旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,在上述凸轮轴25的两端部间,具有收容上述减压配重42的配重收容部47,上述减压配重42能够转动,上述凸轮轴25的向汽缸头5组装方向近前侧的端部经由右滚珠轴承27支承在汽缸头5上,凸轮轴25及减压装置41的外径小于上述右滚珠轴承27的外径。
根据该构成,将减压配重42配置在凸轮轴25的两端部间,从而,能够抑制包括减压装置41在内的凸轮轴25整体的长度,同时能够随着减压装置41的紧凑化而实现汽缸头5的小型化。另外,通过在凸轮轴25两端部间配置减压装置41,从而,能够简化该减压装置41向凸轮轴25的组装及组装减压装置41后的凸轮轴25向汽缸头5的组装。
另外,上述发动机1中,具备转动自如地贯通***在上述凸轮轴25上形成的插通孔55中的减压凸轮轴43,在上述减压凸轮轴43的上述减压配重42侧的轴端形成与该减压配重42的卡止销54卡合的卡合槽56a,随着上述减压配重42的转动,经由上述卡止销54及卡合槽56a使上述减压凸轮轴43转动,从而,减压配重42的卡止销54与减压凸轮轴43的轴端直接卡合并使其转动,不需要减压配重42和减压凸轮轴43间的中间构件,能够抑制减压装置41的部件数,同时,使减压配重42和减压凸轮轴43靠近,能够抑制包括减压装置41在内的凸轮轴25整体的长度。
另外,上述发动机1中,在上述凸轮轴25的两端部间,具有复位机构51,该复位机构51使上述减压配重42返回到在上述离心力作用下转动之前的状态,从而,将减压配重42的复位机构51配置在凸轮轴25的两端部间,能够进一步抑制包括减压装置41在内的凸轮轴25整体的长度。
另外,上述发动机1中,上述凸轮轴25,在组装了上述减压配重42及减压凸轮轴43的状态下,从上述汽缸头5的一侧贯通***其中进行组装,从而,将包括减压机构41在内小型化了的凸轮轴25以小组件的状态向汽缸头5组装,从而,能够实现组装工序数的削减。
另外,上述发动机1中,与上述凸轮轴25同轴配置使冷却水在该发动机1内循环的水泵15,从而,与包括减压机构41在内小型化了的凸轮轴25同轴设置水泵15,从而,能够抑制该水泵15从汽缸头15的伸出。
[实施例2]
接下来,关于本发明的第2实施例,参照图8~12进行说明。
该实施例的发动机101(减压装置141),与上述第1实施例的主要不同点在于,在减压配重142的与配重部142c夹着转动轴148的相反侧,设置上述卡止销54,对与上述实施例相同部分附以相同符号,其说明省略。
图8所示的凸轮轴125,具有沿着左右方向的轴线C1’,其右端部(右轴颈25b)经由右滚珠轴承27旋转自如地支承在上述汽缸头5的右内侧壁29的右轴承支承部29a上,左端部(左轴颈125a)旋转自如地直接支承在汽缸头5的左外侧壁28内侧的左轴颈支承部128a上。左轴颈125a比上述左轴颈25a大径,该左轴颈125a在左外侧壁28内侧被支承在向右方开放的杯状左轴颈支承部128a内。还有,也可以采用左轴颈125a经由滚珠轴承支承的构成。
在凸轮轴125的左右中间部(两端部间)并排设置上述吸气凸轮23a及排气凸轮23b,在凸轮轴125右端安装上述从动链轮32。还有,该实施例中,采用在凸轮轴125右方不配置上述水泵15(在凸轮轴125的右端部不卡合水泵15的驱动轴16)的构成,不过,当然也可以采用如第1实施例那样与凸轮轴125同轴配置水泵15的构成。
减压装置141,设置在凸轮轴125的右轴颈25b和排气凸轮23b间(凸轮轴1 25的两端部间),具有受到凸轮轴125旋转时的离心力作用而工作的减压配重142和随着该减压配重142的工作而旋转运动的减压凸轮轴143。
右轴颈25b和排气凸轮23b间隔开规定量,将这些右轴颈25b(右滚珠轴承27)和排气凸轮23b间的空间作为配重收容部147,上述减压配重142被安装在凸轮轴125上。
同时参照图9,在配重收容部147的靠近排气凸轮23b的部位,设置支承减压配重142及减压凸轮轴143的支承壁部144。支承壁部144与轴线C1’大致正交,在凸轮轴方向看,以与右轴颈25b大致相同幅度的方形状向凸轮外周侧突出。在支承壁部144的凸轮轴旋转方向(由图中箭头F’表示)近前侧,支承减压配重142,在凸轮轴旋转方向里侧,支承减压凸轮轴143。凸轮轴125的支承壁部144和右轴颈25b间,形成与右轴颈25b大致相同直径的轴部146。
减压配重142在凸轮轴方向看形成大致C字形状(半圆弧形状),使上述轴部146嵌入其内周侧,并将其插拔自如地收容在配重收容部147中。在减压配重142的C字形状中间部的一端侧,设置在凸轮轴方向对其贯通的转动轴148,该转动轴148的左侧部插通保持在支承壁部144中,从而,减压配重142转动(摆动)自如地与凸轮轴125连结。减压配重142,以从插通转动轴148的中间部向另一端侧延伸的部位作为配重部142c而构成。配重部142c,相对于上述中间部周围使凸轮轴方向宽度向左侧(排气凸轮23b侧)扩展。还有,上述中间部周围,具有与支承壁部144和右滚珠轴承27间的间隙相同的凸轮轴方向宽度。
减压配重142在其转动时,使配重部142c相对于配重收容部147向凸轮内周侧或凸轮外周侧进出。即,减压配重142,受到凸轮轴125旋转时的离心力作用能够转动。
在减压配重142的上述一端侧,一体设置从转动轴148插通部位沿着大概凸轮周方向延伸的延伸部142d。延伸部142d通过切去其左侧,从而使其凸轮轴方向宽度比插通上述转动轴148的中间部窄。还有,上述中间部的一部分也与延伸部142d同样使凸轮轴方向宽度窄。在延伸部142d(及上述中间部的一部分)和支承壁部144之间,由它们夹着配置减压凸轮轴143的头部143b。
同时参照图10,减压凸轮轴143具有凸轮轴本体143a和头部143b,凸轮轴本体143a转动自如地插通保持在插通孔155中,插通孔155贯通支承壁部144形成到排气凸轮23b的左右中间部,头部143b在该凸轮轴本体143a的右端部扩径形成。凸轮轴本体143a将其右侧部作为上述轴部56、将左侧部作为上述凸轮部57而构成。减压凸轮轴143其头部143b如上所述由延伸部142d和支承壁部144夹持,从而,保持限制了凸轮轴方向上的移动的状态。
在延伸部142d的长度方向中间部,插通保持用于与上述减压凸轮轴143相连的上述卡止销54。卡止销54的左端部从延伸部142d左侧面向左方突出,该卡合销54的左突部与在减压凸轮轴143的头部143b右端面形成的上述卡合槽56a卡合。基于该卡合,随着减压配重142绕转动轴148的转动,使减压凸轮轴143能够绕自身的轴线C2’转动。还有,在减压配重142的C字形状内周侧,设置限位突部142b,其规定该减压配重142向配重收容部147内侧的转动界限位置。
延伸部142d的前端侧作为复位臂142a,在该复位臂142a的凸轮内周侧,设置经由该复位臂142a对减压配重142(配重部142c)赋予向凸轮内周侧的施加力的复位机构151。复位机构151配置在配重收容部147内,具有中空的复位活塞152和压缩螺旋弹簧153,该复位活塞152能够往复运动地收容在汽缸孔146a内,该汽缸孔146a在凸轮轴125的轴部146上沿着其径方向形成,上述压缩螺旋弹簧153,压缩设置在该复位活塞152的前端部内侧和汽缸孔146a的底部之间。
减压凸轮轴143(及插通孔155),与上述减压凸轮轴43(及插通孔55)同样,配置成位于排气凸轮23b的圆筒部38侧。插通孔155,其凸轮外周侧的端部切去排气凸轮23b的圆筒部38的凸轮面(零上升面38a)的一部分(将该凸轮切口部记为符号138b)。减压凸轮轴143,在减压配重142向凸轮轴125安装前,从其右方贯通***插通孔155内。在此状态,将减压配重142向凸轮轴125组装,从而,形成在凸轮轴125上一体组装了减压装置141的状态。
此时,在配重收容部147内预先收容复位机构151,从而,复位机构151被保持在减压配重142的复位臂142a和汽缸孔146a之间。在此状态,向凸轮轴125组装减压配重142,从而,成为在凸轮轴125上一体组装减压装置141的状态。
凸轮轴125,以预先一体组装了减压装置141的总成状态(小组件状态),向汽缸头5从其右方沿着轴线C1’***进行组装。即,汽缸头5的右内侧壁29的右轴承支承部29a,具有能够贯通***凸轮轴125的各凸轮23a、23b及支承壁部144、还有组装在凸轮轴125上的状态的减压装置141的内径。
接着,对于上述减压装置141的作用进行说明。
图11是表示减压配重142(配重部142c)位于向配重收容部147内侧(图中右侧)的转动界限位置的状态,图12是表示减压配重142位于向配重收容部147外侧(图中左侧)的转动界限位置的状态。
在图11所示的状态,减压凸轮轴143的卡合槽56a,从轴端面中心附近向图中右侧且凸轮外周侧延伸配置。此时,凸轮部57的圆筒部57b位于凸轮面切口部138b内,切口部57a相对于凸轮面切口部138b位于图中左侧且凸轮内周侧。
另一方面,在图12所示的状态,减压凸轮轴143的卡合槽56a,从轴端面中心附近向图中右侧且凸轮内周侧延伸配置。此时,凸轮部57的切口部57a位于凸轮面切口部138b内,圆筒部57b相对于凸轮面切口部138b位于凸轮内周侧。
并且,在凸轮轴125停止(或以小于规定速度旋转),不对减压配重142的配重部142c作用规定值以上的离心力的状态下,在复位机构151的施加力作用下减压配重142(配重部142c)向配重收容部147内侧移动,保持图11所示的状态。此时,凸轮部57的圆筒部57b从凸轮面切口部138b突出图中尺寸T’,在凸轮面切口部138b上滚动的凸轮辊36在该圆筒部57b上升高,如上所述使排气阀22b动作,将排气口21b的燃烧室侧开口开放。
另外,在凸轮轴125以规定速度(相当于发动机起动时的旋转速度)以上旋转、向减压配重142的配重部142c作用规定值以上的离心力的状态下,在该离心力的作用下减压配重142(配重部142c)克服复位机构15 1的施加力向配重收容部147外侧移动,成为图12所示的状态。此时,减压配重1 42的卡止销54在减压凸轮轴143的卡合槽56a内滑动,且使减压凸轮轴143从图11所示的状态转动到图12所示的状态。
从而,凸轮部57的圆筒部57b从凸轮面切口部138b内退避、同时凸轮部57的切口部57a位于该凸轮面切口部138b内,凸轮部57不从凸轮面切口部138b突出。因而。当凸轮辊36在凸轮面切口部138b上滚动时,不会使排气阀22b动作,排气口21b的燃烧室侧开口保持关闭。
从而,发动机101,也与第1实施例同样,能够在发动机起动时,抑制就要到达压缩上止点之前由于压力上升而产生的曲轴9的旋转抑制力,能够充分加速曲轴9的旋转,不仅能够减轻发动机起动装置的初始输入,而且能够容易且切实地进行起动。
如以上说明,在上述实施例的发动机101中,在凸轮轴125的两端部间,具有收容减压配重142的配重收容部147,上述减压配重142能够转动,凸轮轴125的向汽缸头5组装方向近前侧的端部经由右滚珠轴承27支承在汽缸头5上,凸轮轴125及减压装置141的外径小于上述右滚珠轴承27的外径,从而,能够抑制包括减压装置141在内的凸轮轴125整体长度,同时能够随着减压装置141的紧凑化而实现汽缸头5的小型化。另外,在凸轮轴125两端部间配置减压装置141,从而,能够简化该减压装置141向凸轮轴125的组装及组装减压装置141后的凸轮轴125向汽缸头5的组装。
另外,在上述发动机101中,减压配重142的卡止销54与减压凸轮轴143的轴端直接卡合并使该减压凸轮轴143转动,从而,能够抑制减压装置141的部件数,同时,减压配重142的复位机构151位于凸轮轴125的两端部间,从而能够进一步抑制包括减压装置141在内的凸轮轴125整体长度、且能够削减包括减压装置141在内小型化了的凸轮轴125的组装工序数。
并且,在上述发动机101中,在上述减压配重142的与配重部142c夹着上述转动轴148的相反侧设置上述卡止销54,从而,能够抑制减压配重142的配重部142c的增大,实现减压装置141的进一步小型化。
Claims (5)
1.一种具备减压装置的发动机,所述减压装置具备凸轮轴和减压配重,所述凸轮轴在两端部间具有吸排气凸轮,并且由发动机本体的凸轮轴支承部支承所述两端部,所述减压配重经由转动轴转动自如地轴支承在该凸轮轴上,在随着该凸轮轴旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,所述具备减压装置的发动机的特征在于,
在所述减压配重的一端侧一体设置从所述转动轴插通部位沿着大致凸轮周方向延伸的复位臂,并且,在该复位臂的凸轮内周侧,设置复位机构,该复位机构经由所述复位臂向所述减压配重赋予朝向凸轮内周侧的施加力,
在所述凸轮轴的两端部间,具有***述减压配重的配重收容部,所述减压配重能够转动,所述凸轮轴的至少一端部经由滚珠轴承支承在所述发动机本体上,所述减压装置的外径小于所述滚珠轴承的外径,
所述复位机构配置在所述配重收容部内,并具有复位活塞和压缩螺旋弹簧,所述复位活塞在凸轮轴方向看沿着与所述复位臂的延伸方向大致正交的方向往复运动,所述压缩螺旋弹簧压缩设置在所述复位活塞与中央轴部外周凹陷设置的座面形成部之间。
2.一种具备减压装置的发动机,所述减压装置具备凸轮轴和减压配重,所述凸轮轴在两端部间具有吸排气凸轮,并且由发动机本体的凸轮轴支承部支承所述两端部,所述减压配重经由转动轴转动自如地轴支承在该凸轮轴上,在随着该凸轮轴旋转而产生的离心力作用下转动规定角度,所述具备减压装置的发动机的特征在于,
具备转动自如地插通在所述凸轮轴上形成的插通孔中的减压凸轮轴,在所述减压凸轮轴的所述减压配重侧的轴端形成有与该减压配重的卡止部卡合的卡合部,所述减压凸轮轴随着所述减压配重的转动通过所述卡止部及卡合部转动,
在所述减压配重的与配重部夹着所述转动轴的相反侧设置有所述卡止部,
在所述减压配重的一端侧一体设置从所述转动轴插通部位沿着大致凸轮周方向延伸的复位臂,并且,在该复位臂的凸轮内周侧,设置复位机构,该复位机构经由所述复位臂向所述减压配重赋予朝向凸轮内周侧的施加力,
所述复位机构配置在所述配重收容部内,并具有中空的复位活塞和压缩螺旋弹簧,所述复位活塞能够往复运动地收容在汽缸孔内,该汽缸孔在所述凸轮轴的轴部上沿着其径方向形成,所述压缩螺旋弹簧压缩设置在所述复位活塞的前端部内侧和所述汽缸孔的底部之间。
3.根据权利要求1或2所述的具备减压装置的发动机,其特征在于,
在所述凸轮轴的两端部间具有所述复位机构,所述复位机构使所述减压配重返回到在所述离心力作用下转动之前的状态。
4.根据权利要求1或2所述的具备减压装置的发动机,其特征在于,
所述凸轮轴在组装了所述减压配重及减压凸轮轴的状态下,从所述发动机本体的一侧插通并组装到所述发动机本体。
5.根据权利要求1或2所述的具备减压装置的发动机,其特征在于,
与所述凸轮轴同轴配置有使冷却水在该发动机内循环的冷却水泵。
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