CN2584834Y - 用于发动机的阀操作装置 - Google Patents

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尾形文雄
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Abstract

一种用于发动机的阀操作装置包括一凸轮轴，其设置在包括排气阀和进气阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线。通过可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上的第一摇臂和第二摇臂，凸轮轴和排气阀及进气阀彼此连接起来。在该平面的该侧，该凸轮轴形成有大直径的排气凸轮和小直径的进气凸轮，进气凸轮和排气凸轮的一部分邻接。排气和进气摇臂设有沿着凸轮轴的轴向延伸的臂部，以便分别与排气和进气凸轮的外圆周表面滑动接触。这样，可能按照固有的打开和关闭时间来打开和关闭排气阀和进气阀，同时容易地避免部件之间的干涉。

Description

用于发动机的阀操作装置
【技术领域】
本实用新型涉及用于发动机的阀操作装置，尤其涉及用于发动机的一种阀操作装置的改进，其包括：凸轮轴，其设置在包括相应于进气阀和排气阀中的一个和另一个的第一阀和第二阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线；第一摇臂和第二摇臂，它们可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上，并且通过它们，凸轮轴和第一及第二阀被彼此连接起来，从而通过凸轮轴的转动，可以打开或者关闭第一和第二阀。
【相关技术的描述】
传统的阀操作装置已经公知，就像在日本专利申请公开号为JP8-74524中所披露的那样。
在上面文献所公开的装置中，第一和第二摇臂由形成在凸轮轴上的单个凸轮来操纵。这样，尽管结构简单，但是提供给第一和第二阀的打开和关闭时间受到限制。
如果第一和第二凸轮简单形成为轴向设置在凸轮轴上，从而分别给第一和第二阀提供固有的打开和关闭时间，以便可由该凸轮分别驱动第一和第二摇臂，那么为了避免在第一凸轮和第二摇臂之间以及在第二凸轮和第一摇臂之间的干涉，每个摇臂不可避免地设置有复杂的结构。
【发明内容】
因此，本实用新型的一个目的是提供用于发动机的一种阀操作装置其中第一和第二阀能够按照固有的打开和关闭时间来分别打开和关闭，同时容易地避免部件之间的干涉。
为了得到上述目的，根据本实用新型的第一特点，提供用于发动机的一种阀操作装置，该装置包括：凸轮轴，其设置在包括相应于进气阀和排气阀中的一个和另一个的第一阀和第二阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线；第一摇臂和第二摇臂，它们可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上，并且通过它们，凸轮轴和第一及第二阀被彼此连接起来，从而通过凸轮轴的转动，可以打开或者关闭第一和第二阀，其中，在该平面的所述侧，该凸轮轴设置有大直径的第一凸轮和小直径的第二凸轮，第二凸轮和第一凸轮的一部分邻接；其中，第一和第二摇臂设有沿着凸轮轴的轴向延伸的臂部，以便与第一和第二凸轮的外圆周表面滑动接触。
根据该第一特点，仅仅通过提供与第一和第二凸轮滑动接触的第一和第二摇臂上的臂部，同时利用在大直径的第一凸轮和小直径的第二凸轮之间形成的台阶，就能够由第一和第二凸轮分别驱动第一和第二摇臂，从而按照固有的打开和关闭时间来打开和关闭第一和第二阀，同时避免第一凸轮和第二摇臂之间以及第二凸轮和第一摇臂之间的干涉。这样，可能避免每一摇臂结构的复杂化。
根据本实用新型的第二特点，除了第一特点之外，第一和第二摇臂由单个共同的摇臂轴来支撑。
按照第二特点，使用第一和第二摇臂共用的摇臂轴减少了部件的数量，使得装配性得以提高，成本得以下降。
根据本实用新型的第三特点，除了第二特点之外，第一摇臂包括第一臂部和第二臂部。具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴上，且其末端靠在第一阀的头部上；第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和第一凸轮的外圆周表面滑动接触。第二摇臂包括第一臂部和第二臂部。具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴上，位于第一摇臂的第一臂部的内侧，且其末端紧靠在第二阀的头部上；第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和第二凸轮的外圆周表面滑动接触。
根据第三特点，因为摇臂轴支撑第一和第二摇臂每一个之中具有U形截面的基端的相对侧壁，基端的支撑刚性得以增加，从而保证每个摇臂的稳定摆动。另外，通过使内侧上的基端和外侧上的另一基端彼此相互重叠设置，能够紧密地布置摇臂，从而得到紧凑的阀操作装置。
根据本实用新型的第四特点，提供一种用于发动机的阀操作装置，包括：凸轮轴，其设置在包括相应于进气阀和排气阀中的一个和另一个的第一阀和第二阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线；第一摇臂和第二摇臂，它们可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上，并且通过它们，凸轮轴和第一及第二阀被彼此连接起来，从而通过凸轮轴的转动，可以打开或者关闭第一和第二阀，其中，该第一摇臂包括第一臂部和第二臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴上，且其末端紧靠在第一阀的头部上；第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和该凸轮轴滑动接触，其中，该第二摇臂包括第一臂部和第二臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在第一摇臂的第一臂部内侧的摇臂轴上，且其末端靠在第二阀的头部上；第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和该凸轮轴滑动接触。
根据该第四特点，第一和第二摇臂共用的摇臂轴的使用减少了部件的数量，使得装配性得以提高，成本得以下降。另外，因为摇臂轴支撑第一和第二摇臂每一个之中具有U形截面的基端的相对侧壁，基端的支撑刚性得以增加，从而保证每个摇臂的稳定摆动。此外，通过使内侧上的基端和外侧上的另一基端彼此相互重叠设置，能够紧密地布置摇臂，从而得到紧凑的阀操作装置。
第一和第二阀分别相应于将在后面描述的本实用新型实施例中的排气阀和进气阀24和23；第一和第二凸轮分别相应于排气和进气凸轮66和65；第一和第二摇臂分别相应于排气和进气摇臂71和70。
通过接合附图在下面进行的优选实施例的描述，本实用新型的上述和其他目的、特点和好处将变得清楚。
【附图的简要说明】
图1是通用发动机的基本部分的垂直剖面侧视图，该发动机包括根据本实用新型的阀操作装置，
图2是沿着图1中的箭头2看去的视图，
图3是沿着图1中的箭头3看去的视图，
图4是沿着图1中的4-4线的剖面图，
图5是沿着图1中的5-5线的剖面图，
图6是沿着图2中的6-6线的剖面图，
图7是沿着图2中的箭头7看去的视图，
图8是沿着图4中的8-8线的剖面图，
图9是沿着图6中的9-9线的剖面图，
图10A是凸轮的垂直剖面图，
图10B是该凸轮的左侧视图，
图10C是该凸轮的右侧视图，
图11是表示一发动机的垂直剖面俯视图，该发动机包括根据本实用新型的装置的改进形式。
【优选实施例的描述】
现在，参考附图借助实施例来描述本实用新型。
首先描述发动机的整体布置。
参考图1、4和5，具有平衡件的发动机E的发动机主体1包括：曲轴箱2，从曲轴箱2的一侧面略微向上凸出的气缸体3，以及连接到气缸体3的头部的气缸盖4。通过在曲轴箱2的下面上的安装架5，该曲轴箱2适合被安装在各种类型的工作机械的发动机座上。
该曲轴箱2包括：箱主体2a，其和气缸体3一体铸造成而具有一开口端面；侧盖2b，其连接到该开口端面上。曲轴6以其相对的末端用***其间的球轴承7、7’和油封8、8’可旋转地支撑在箱主体2a和侧盖2b上。曲轴6突出曲轴箱2外，其一端作为一输出轴部分60，并且另一端作为附属安装轴部分6a。一飞轮10楔固到附属安装轴部分6a上并且用一螺栓11固定在那儿。用来给发动机主体1的各个部分和化油器30供应冷却空气的冷却扇12，用螺栓13固定到飞轮10的外端面上，该汽化器将在后面描述。一反冲式发动机起动器14设置在冷却扇12的外面。
一发电机15的定子15a装在该曲轴箱2的外端面上，该外端面和飞轮10相面对。飞轮10包括设置在定子15a的外边缘周围的多个磁铁15b，并且也用作发电机15的转子。
曲轴6包括在曲轴箱2内具有360°相差的一对曲柄销6p、6p。一对活塞17、17通过连杆16、16分别连接到这些曲柄销6p、6p上。一对气缸18、18被彼此平行地确定在气缸体3内，活塞17、17可滑动地容纳在气缸内。
燃烧腔20、20、进气口21、21和排气口22、22对应于气缸18、18地被确定在气缸盖4内。用来分别打开和关闭进气口21、21和排气口22、22的进气阀23、23和排气阀24、24装在气缸4内。在这种情况下，进气口21、21和排气口22、22垂直设置，从而进气口21、21的上游端开口到气缸盖4的顶面，排气口22、22的下游端开口到气缸盖4的下面。
火花塞25、25以其电极面向燃烧腔20、20从横向相对的两侧螺纹装配到气缸盖4。
如图1、2、6和7所示，用螺栓28将进气歧管27固定到气缸盖4的顶面。进气歧管27包括一对进气通道29、29，它们水平延伸以分别连通进气口21、21。进气通道29的上游端朝向气缸盖4的一侧，在与冷却扇12相同的气缸盖的一侧开口，并且并联的双化油器30连接到该开口上。这样，化油器30被设置成在其径向上邻近冷却扇。
空气滤清器32通过带有朝向上的上游端的进气管31连接到该化油器30的上游端。空气滤清器32设置在气缸体3和气缸盖4上方。
化油器30和进气管31通过多个贯穿螺栓33连接到进气歧管27上。通过单个嵌入进气管31内的安装螺栓34将空气滤清器32安装在进气管31上。
排气歧管35用螺栓39固定到气缸盖4的下面上。排气歧管35包括单个排气通道36，其水平延伸，通常和排气口22、22连通。排气通道36朝向气缸盖4的另一侧开口。排气管37设置在与化油器30相对的气缸盖4的另一侧且连接到排气管37的下游端，***38连接到排气管37的上端。这样，空气滤清器32和***38沿着曲轴6的轴向彼此相邻设置在气缸体3和气缸盖4上方，如图2和3中所示。
燃料箱41邻近空气滤清器32和***38设置在曲轴箱2上方，并且支撑在从曲轴箱2的顶面突出的一支架40上(见图1和3)。
参考图4和8，一偏心轴部42形成在曲轴6的中间部分。连杆43在其大端可旋转地装配在偏心轴部42上方。一平衡块45通过和曲轴6平行的枢轴44连接到连杆43的小端。平衡块45具有一导向孔47，其可滑动地装配在导向轴46的外圆周上方，该导向轴固定到曲轴箱2的内壁并且和气缸18、18的轴线平行地延伸。在发动机E工作期间，平衡块45沿着与活塞17、17在气缸18、18内滑动的方向相反的方向往复运动，并且显示出基本上等于两个活塞17、17的惯性力的惯性力。
曲轴6由下面这些部分形成：包括附属安装轴部分6a的半曲轴6A，驱动正时皮带轮57(将在后面描述)，偏心轴部42，以及包括输出轴部60的半曲轴6B。在连杆43装到偏心轴部42上之后，半曲轴6A、6B的相对端6Aa、6Bb压配合且彼此连接起来。
通过将360°的相差提供到曲轴6的该对曲柄销6p、6p上，该发动机E被构造为具有相等的燃烧间隔时间的平行的两缸发动机。因此，即使在排气量增加时，通过***振动的分散也能够提供振动的减小，并且通过对平衡块45和活塞17、17的惯性力的平衡能够提供发动机E的振动的进一步地减小。此外，由于进气歧管27和排气歧管35水平地设置在气缸盖4之上和之下，且化油器30和排气管设在气缸盖4的相对两侧，所以能够确保一大的空间，用于在气缸体3和气缸盖4之上的空气滤清器32和***38，同时可以紧凑地布置气缸盖4周围的部件，从而有助于发动机E结构的紧凑。另外，不用专门的挡热板，就可以避免排气***对进气***的加热，从而也有助于结构的简化。
化油器30设置成在径向上邻近冷却扇12，冷却扇12被连接到曲轴6的一端，并且在冷却扇12周围的空间可以被有效地用来安装化油器30，从而进一步有助于发动机E结构的紧凑。
另外，空气滤清器32和***38沿着曲轴6的轴向彼此相邻地设置在气缸体3和气缸盖4上方，并且与空气滤清器32和***38相邻的燃料箱41设置在曲轴箱2上方。因此，在气缸体3、气缸盖4和曲轴箱2之上的空间可以被有效地用来安装空气滤清器32、***38和燃料箱41，从而进一步有助于发动机E结构的紧凑。
下面将描述发动机E的润滑***。
参考图4和8，用来将油供应到该对曲柄销6p、6p的外圆周表面的连续的润滑油通道50被限定在导向轴46、平衡块45、枢轴44、连杆43和曲轴6内。一泵油腔48设置在润滑油通道50的中间。该泵油腔48的导向轴46的末端限定在平衡块45的导向孔47内，以便相应于平衡块45的往复运动，该泵油腔48的容积得以扩张和压缩。
另一方面，油泵53装到侧盖2b的内壁上并且通过主动和被动齿轮51、52由曲轴6来驱动。油泵53的排放口和形成在导向轴46内的润滑油通道50的进口通过油管54彼此相互连接。
这样，在发动机E工作期间，油泵53经过过滤器55将积聚在曲轴箱2的底部内的润滑油56抽上来，通过油管54和润滑油通道50将其供应到曲柄销6p、6p，从而润滑在连杆16、16上曲柄销6p、6p的旋转/滑动的表面。
在该结构中，由于平衡块45的往复运动，通过其容积的反复扩张和压缩，在导向孔47内的泵油腔48显示出抽吸作用。在该容积压缩期间，由于油泵53的排放压力作为禁止油回流的一种阻力，所以从油泵53供应的油压可以有效地增加并朝向曲柄销6p、6p供应，从而有效地进行润滑。因此，使用具有小容量的油泵53成为可能，并且不需要专门的单向阀来防止油的回流，从而导致重量和成本的降低。
在润滑油通道50的中间，能够用经过润滑油通道50的油润滑偏心轴部42和枢轴44的旋转/滑动表面，以及导向轴46和平衡块45的滑动表面。
下面将描述发动机E的阀操作***。
参考图4、5、9和10，和偏心轴部42相邻的驱动正时皮带轮57形成在曲轴6的中部。一凸轮支撑轴61装在气缸盖4内而与曲轴6平行。一正时皮带59绕在驱动正时皮带轮57和可旋转地支撑在凸轮支撑轴61上的凸轮轴62中部的被动正时皮带轮58之间。该驱动和被动正时皮带轮57、58和皮带59形成一正时传动装置60，用于以1/2的减速比从曲轴6来驱动凸轮轴62。
在凸轮轴62上形成有一对排气凸轮66、66，其设有在它们之间的被动正时皮带轮58，以及邻接排气凸轮66、66的外端的进气凸轮65、65。每一外侧的进气凸轮65、65在直径上小于每一内侧的排气凸轮66、66的直径，这样整个进气凸轮65落在内侧的排气凸轮66、66的基圆内。凸轮轴62设置在包括进气阀23和排气阀24轴线的平面P的一侧上，以便其轴线基本上垂直于平面P，并且凸轮轴62的轴向运动由一对形成在支撑凸轮支撑轴61的相对两端的气缸盖4上的支撑壁67、67来限制。一对较小的支撑壁68、68一体连接到支撑壁67、67上，并且凸轮支撑轴61平行且基本上垂直于平面P的摇臂轴69以其相对两端支撑在该对较小的支撑壁68、68上。进气摇臂70和排气摇臂71分别可摆动地支撑在摇臂轴69上。即：进气摇臂70和排气摇臂71由单个共同的摇臂轴69来支撑。
进气摇臂70包括第一臂部70a和第二臂部70b，第一臂部70a具有一U形的横截面，其基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴69上，且其末端通过一调整螺栓72倚靠在进气阀23的头部上，第二臂部70b从第一臂部70a的侧壁之一伸出，从而和进气凸轮65的外圆周表面可滑动地接触。
排气摇臂71包括第一臂部71a和第二臂部71b，第一臂部71a具有一U形的横截面，其基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴69上，并且盖住第一臂部70a的基端，且其末端通过一调整螺栓73紧靠在排气阀24的头部上，第二臂部71b从第一臂部71a的一侧壁伸出，从而和排气凸轮66的外圆周表面可滑动地接触。
阀簧74、75安装在进气阀和排气阀23、24上，用于沿着关闭方向分别偏压进气阀和排气阀23、24。
每个摇臂轴69在横向朝向气缸盖4外面的外端上具有加大的头部69a，该头部69a被设置成与连接到气缸盖4上以便盖住阀操作***的头盖76的内表面倚靠住。这样，在卸下头盖76的状况下，可能将摇臂轴69、69***并保持在较小支撑壁68、68内，以及从该支撑壁中取出。然而在装上头盖76的状况下，通过头盖76的内壁来制止摇臂轴69、69从该较小支撑壁68、68中脱出。
一防滑出销77安装在位于较小支撑壁68、68之间的摇臂轴69上，并且***到凸轮支撑轴61的横向孔78中，从而防止该凸轮支撑轴61从支撑壁67中脱出。
当经过正时传动装置60由曲轴6转动凸轮轴62时，进气和排气凸轮65和66分别驱动进气和排气摇臂70、71，从而通过和阀簧73和74的协同作用，按照它们固有的打开和关闭时间来分别打开和关闭进气和排气阀23和24。
此外，仅仅通过使与进气和排气凸轮65和66滑动接触的第二臂部70b和71b轴向地从相应的第一臂部70a和70b伸出，同时在进气和排气摇臂70和71内利用在小直径的进气凸轮65和大直径的排气凸轮66之间形成的台阶，就可以避免进气凸轮65和排气摇臂71之间以及排气凸轮66和进气摇臂70之间的干涉。因此，不会使每一摇臂70和71的结构复杂化。
由于进气和排气摇臂70和71有一个共同的摇臂轴69支撑，部件的数量得以减少，导致装配性的改善和成本的降低。
另外，因为摇臂轴69支撑每个在进气和排气摇臂70和71内具有U形截面的第一臂部70a和71a的基端的相对的两侧壁，该基端的支撑刚性得以增加，从而保证摇臂70和71稳定的摆动。另外，通过使内侧上的基端和外侧上的另一基端彼此相互重叠设置，能够紧凑地设置摇臂70和71，从而得到紧凑的阀操作装置。
图11画出了包括根据本实用新型的装置的改进的发动机，除了正时传动装置60邻近侧盖2b的内壁设置，正时传动装置60的被动正时皮带轮58固定到凸轮支撑轴61上，凸轮轴62用键装配在凸轮支撑轴61上，以及被动正时皮带轮58经过凸轮支撑轴61来驱动凸轮轴62之外，和上述的实施例具有相同的结构。在图11中，与上述实施例中相对应的部件用相同的标号来表示，并且省略了它们的描述。
尽管已经详细地描述了本实用新型的实施例，但是应理解，本实用新型不限于上述的实施例，在不脱离权利要求书限定的本实用新型的精神和范围内，可以进行多种设计改进。比如，进气凸轮65和排气凸轮66可以分别形成在凸轮轴62的较大直径侧和较小直径侧上，并且排气摇臂71可以设置在进气摇臂70的内侧。根据本实用新型的阀操作装置也可以适用于单缸发动机。

Claims (4)

1、一种用于发动机的阀操作装置，包括：凸轮轴，其设置在包括相应于进气阀和排气阀中的一个和另一个的第一阀和第二阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线；
第一摇臂和第二摇臂，它们可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上，并且通过它们，凸轮轴和第一及第二阀被彼此连接起来，从而通过凸轮轴的转动，可以打开或者关闭第一和第二阀，
其中，在该平面的所述侧，该凸轮轴设置有大直径的第一凸轮和小直径的第二凸轮，第二凸轮和第一凸轮的一部分邻接；
其中，第一和第二摇臂设有沿着凸轮轴的轴向延伸的臂部，以便分别与第一和第二凸轮的外圆周表面滑动接触。
2、根据权利要求1所述的用于发动机的阀操作装置，其特征在于，该第一和第二摇臂由单个共用的摇臂轴来支撑。
3、根据权利要求2所述的用于发动机的阀操作装置，其特征在于，第一摇臂包括：第一臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴上，且其末端靠在第一阀的头部上；和第二臂部，第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和第一凸轮的外圆周表面滑动接触；
其中，第二摇臂包括：第一臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在位于第一摇臂的第一臂部内侧的摇臂轴上，且其末端靠在第二阀的头部上；和第二臂部，第二臂部从第一臂部的侧壁伸出，其末端和第二凸轮的外圆周表面滑动接触。
4、一种用于发动机的阀操作装置，包括：凸轮轴，其设置在包括相应于进气阀和排气阀中的一个和另一个的第一阀和第二阀的轴线的平面的一侧，并且其具有基本上垂直于该平面的轴线；
第一摇臂和第二摇臂，它们可摆动地支撑在基本上垂直于该平面设置的摇臂轴上，并且通过它们，凸轮轴和第一及第二阀被彼此连接起来，从而通过凸轮轴的转动，可以打开或者关闭第一和第二阀，
其中，该第一摇臂包括：第一臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在摇臂轴上，且其末端靠在第一阀的头部上；和第二臂部，第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和该凸轮轴滑动接触，
其中，该第二摇臂包括：第一臂部，具有U形截面的第一臂部基端的相对侧壁被支撑在位于第一摇臂的第一臂部内侧的摇臂轴上，且其末端靠在第二阀的头部上；和第二臂部，第二臂部从第一臂部的一侧壁伸出，其末端和该凸轮轴滑动接触。
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