专利名称：静音缸头的发动机及其摩托车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动力机部件及其应用，特别涉及一种发动机部件及其应用。
背景技术：
发动机是用汽油作燃料的一种动力机械。由气缸、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统等部分组成；气缸头设置有进气通道和排气通道，并与气缸共同组成燃烧室，因而，属于发动机较为重要的部件。发动机的配气系统是保证汽油机正常运行的必要部件，一般包括缸头上设有的进气门和排气门，进气门和排气门的开启和关闭是由摇臂组件等传动件分别加以控制的；所述进气门和排气门分别设有驱动其开闭的摇臂总成。对于挺杆式发动机来说，挺杆是配气机构的主要组成部分。挺杆的一端与凸轮接触，另一端与气门接触，它的作用是将凸轮的推力传给气门。与链条式配气机构的发动机相比，链条的成本较高，挺杆式发动机成本较低，节约使用、维护和维修费用，对传动精度和运行环境要求不如链条高；因而，挺杆式配气机构的发动机广泛应用于摩托车等小型车辆，并得到用户及市场的高度认可。摇臂总成包括摇臂座、摇臂和摇臂轴，摇臂座通过摇臂安装座固定安装于缸头本体，由于摇臂在发动机运行时具有较高频率的摆动，为摇臂安装座的振动提供了震源；而且摇臂安装座一般采用在气缸头上的三个支撑用螺栓紧固，由于三个支撑柱位置近似为一条直线，整个摇臂安装座近似为悬臂梁结构，因而固定效果不好，稳定性差，受力情况下摇臂安装座热变形大，引起发动机配气机构工作过程中噪音较大，并影响配气的顺利进行，从而影响发动机的运行状态。为解决上述问题，出现了一种安装结构，多设置一个安装点，并呈三角形布置，在一定程度上解决了悬臂梁安装结构，但是，新增的连接点只是单纯的机械约束，因而设置位置并没有经过判断和计算，不能对热变形较好的约束，热变形后对安装点产生较大的应力， 导致各运动部件之间在发生变形后运动发生干扰摩擦，不能从根本上约束摇臂安装座的振动和限制缸头部位的噪声；在摇臂安装座收到热变形后，振动和噪声还是较大的存在。因此，需要对发动机缸头上的摇臂安装结构进一步改进，能够较好的约束摇臂安装座的热变形，并减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦，从而减小摇臂安装座本身的振动和缸头部位的噪音。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种静音缸头的发动机及其摩托车，能够较好的约束摇臂安装座的热变形，并减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦，从而减小摇臂安装座本身的振动和缸头部位的噪音。本实用新型的静音缸头的发动机，包括缸体、缸头本体和设置在缸头本体上的摇臂总成，所述摇臂总成包括摇臂安装座和固定设置于摇臂安装座的进气门摇臂座及排气门摇臂座，所述摇臂安装座固定设置于缸头本体，所述进气门摇臂座和排气门摇臂座对应设置进气门上摇臂和排气门上摇臂，所述进气门上摇臂和排气门上摇臂由对应的进气门下摇臂和排气门下摇臂通过各自的挺杆驱动；在摇臂安装座上分布连接孔I、连接孔II、连接孔 III和连接孔IV，连接孔I、连接孔II和连接孔III靠近摇臂安装座边缘呈三角形分布，所述连接孔IV与摇臂安装座的重心之间的距离小于等于5mm。进一步，所述摇臂安装座的重心位于三角形的重心与连接孔IV之间；将摇臂安装座连接孔IV对应的的安装点和三角形重心与摇臂安装座的重心相配合，将摇臂安装座整体从中心约束，极大的增加其刚度，并进一步适应于摇臂安装座的热变形机理，同时，减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦，比如气门组件和摇臂等，从而较大程度的减小摇臂安装座本身的振动和缸头部位的噪音。进一步，所述摇臂安装座以连接孔I和连接孔IV的中心连线为对称线，进气门上摇臂和排气门上摇臂对称于该中心连线；所述三角形为底角为30° -40°的等腰三角形， 所述连接孔I位于等腰三角形的顶角；对称设置使摇臂安装座具有标准化的可能，并且容易制作和安装，利于方便的确定安装点；30° -40°角度的底角利于保证从边缘处约束和重心处约束相结合，固定住产生共振的点，使振动和噪声减到最小，从而减小发动机的振动和噪声；该底角最佳为30°。进一步，所述连接孔IV位于三角形内且与连接孔II和连接孔III的中心连线与等腰三角形的底边夹角为10°，较好的约束摇臂安装座重心另一侧的共振点，进一步降低摇臂安装座的振动和噪声；从而进一步减小发动机的振动和噪声。进一步，所述进气门下摇臂和排气门下摇臂均为杠杆结构，包括支点、用于驱动挺杆的阻力臂和用于与发动机凸轮接触的动力臂，所述动力臂和阻力臂位于支点两侧，所述动力臂和阻力臂之间在杠杆结构转动平面内刚性连接构成三角形框架结构；将杠杆结构的下摇臂的动力臂和阻力臂刚性连接，增大下摇臂的整体强度和稳定性，避免工作过程中在旋转平面内产生热变形，减小配气机构的噪声，改善发动机运转状态；三角形框架结构可以有效减少下摇臂的重量，保证驱动的灵活性，同时，框架结构利于保证下摇臂承受弯矩的能力，进一步保证下摇臂的强度和稳定性。进一步，所述进气门上摇臂固定设置于进气门摇臂轴，排气门上摇臂固定设置于排气门摇臂轴，所述进气门摇臂轴以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置于进气门摇臂座，所述排气门摇臂轴以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置于排气门摇臂座；固定式摇臂在运行过程中，其各个方向的窜动或晃动量小，能有效的降低摇臂的故障率，降低维护成本，同时降低由于运转摩擦而产生的振动和噪声，进一步减小缸头部位的冲击噪声；进一步，所述进气门摇臂座和排气门摇臂座均为开口结构，开口结构向外的一侧为分体式轴承座结构，包括压盖和座体，所述压盖和座体之间可拆卸式固定连接；所述进气门摇臂轴两端对应穿入进气门摇臂座的开口两侧并以可绕自身轴线转动的方式配合，所述排气门摇臂轴两端对应穿入排气门摇臂座的开口两侧并以可绕自身轴线转动的方式配合， 采用分体式轴承座结构，利于摇臂轴的安装，并减小摩擦面积，增加摇臂运动的灵活性，结构简单紧凑，节约空间。进一步，缸头本体上设置与连接孔I、连接孔II、连接孔III和连接孔IV —一对应并设有螺纹孔的支撑柱，所述摇臂安装座通过与连接孔I、连接孔II、连接孔III和连接孔IV 一一对应的固定螺栓固定设置于相对应的支撑柱上；采用支撑柱结构，能够有效减小热传导的热量，减小热变形，从而进一步减小对连接点的应力，从而利于减小振动。进一步，所述进气门摇臂轴和排气门摇臂轴两端对应穿入进气门摇臂座和排气门摇臂座的开口两侧并分别通过对应的轴瓦以可绕自身轴线转动的方式配合；采用轴瓦进行转动配合，进一步减小摩擦力，提高动作精度，转动间隙加大可以更换轴瓦，便于维修；所述进气门摇臂轴和排气门摇臂轴分别设置轴肩并通过轴肩对应靠在进气门摇臂座和排气门摇臂座的开口两侧限制其轴向自由度；结构简单，能够严格限制轴向自由度。进一步，所述支撑柱上均设置螺纹孔，固定螺栓穿过连接孔旋入螺纹孔将摇臂安装座与缸头本体固定连接；结构简单紧凑，安装方便。本实用新型还公开了一种应用静音缸头的发动机的摩托车，静音缸头的发动机安装于摩托车。本实用新型的有益效果本实用新型的静音缸头的发动机及其摩托车，将摇臂安装座的一安装点尽量与摇臂安装座的重心相配合，增加安装座的连接刚度，同时，采用周边约束的布置方式，进一步增加摇臂安装座的连接刚度，增加其与缸头的整体性和变形协调性，并且在局部范围内适应于摇臂安装座的热变形机理，能够较好的约束摇臂安装座的热变形，并减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦， 比如气门组件和摇臂等，从而减小摇臂安装座本身的振动和缸头部位的噪音。本实用新型的缸头用于发动机，用于摩托车能够降低振动和噪声，利于保护环境。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为摇臂安装座平面图；图3为缸头用于安装摇臂安装座的平面图；图4为图3沿A-A向剖视图；图5为摇臂轴与摇臂座的配合截面图(排气门摇臂为例)；图6为图5沿B-B向剖视图；图7为下摇臂结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为摇臂安装座平面图，图3为缸头用于安装摇臂安装座的平面图，图4为图3沿A-A向剖视图，图5为摇臂轴与摇臂座的配合截面图 (排气门摇臂为例)，图6为图5沿B-B向剖视图，图7为下摇臂结构示意图，如图所示本实施例的静音缸头的发动机，包括缸体1、缸头本体4和设置在缸头本体1上的摇臂总成， 所述摇臂总成包括摇臂安装座7和固定设置于摇臂安装座7的进气门摇臂座及排气门摇臂座，所述摇臂安装座7固定设置于缸头本体4，所述进气门摇臂座和排气门摇臂座对应设置进气门上摇臂17和排气门上摇臂M，所述进气门上摇臂17和排气门上摇臂M由对应的进气门下摇臂1和排气门下摇臂通过各自的挺杆驱动；如图所示，所述进气门上摇臂17和排气门上摇臂24由对应的进气门下摇臂1和排气门下摇臂通过各自的挺杆3和挺杆15驱动；气门上摇臂17和排气门上摇臂M分别驱动进气门组件12和排气门组件6 ；在摇臂安装座 7上分布连接孔116、连接孔1113、连接孔III18和连接孔IV25，连接孔116、连接孔1113和连接孔III18靠近摇臂安装座7边缘呈三角形分布，所述连接孔IV25与摇臂安装座7的重心之间的距离小于等于5mm ；当连接孔IV25与摇臂安装座7的重心重合时(距离为零)，约束效果最好。由于热变形大致的变形方向为由重心向四周，本实用新型的连接孔布置结构增大摇臂安装座的安装刚度，并与热变形机理相适应，防止发生集中变形，因而，能够较好的约束热变形并减小变形应力。本实施例中，所述摇臂安装座7的重心位于三角形的重心与连接孔IV25之间，连接孔IV25与摇臂安装座7的重心重合时(距离为零)属于本实施例的特殊状态；将摇臂安装座连接孔IV对应的的安装点和三角形重心与摇臂安装座的重心相配合，将摇臂安装座整体从中心约束，极大的增加其刚度，并进一步适应于摇臂安装座的热变形机理，同时，减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦，比如气门组件和摇臂等，从而较大程度的减小摇臂安装座本身的振动和缸头部位的噪音。本实施例中，所述摇臂安装7座以连接孔I 16和连接孔IV25的中心连线为对称线，进气门上摇臂和排气门上摇臂对称于该中心连线；所述三角形为底角α为30° -40° 的等腰三角形，该底角α最佳为35° ；所述连接孔I 16位于等腰三角形的顶角；对称设置使摇臂安装座具有标准化的可能，并且容易制作和安装，利于方便的确定安装点； 30° -40°角度的底角利于保证从边缘处约束和重心处约束相结合，固定住产生共振的点， 使振动和噪声减到最小，从而减小发动机的振动和噪声。下表是在连接孔1113和连接孔ΙΙΙ18之间的距离一定的前提下测得不同底角α 的参数
权利要求1.一种静音缸头的发动机，包括缸体、缸头本体和设置在缸头本体上的摇臂总成，所述摇臂总成包括摇臂安装座和固定设置于摇臂安装座的进气门摇臂座及排气门摇臂座，所述摇臂安装座固定设置于缸头本体，所述进气门摇臂座和排气门摇臂座对应设置进气门上摇臂和排气门上摇臂，所述进气门上摇臂和排气门上摇臂由对应的进气门下摇臂和排气门下摇臂通过各自的挺杆驱动；其特征在于在摇臂安装座上分布连接孔I、连接孔II、连接孔 III和连接孔IV，连接孔I、连接孔II和连接孔III靠近摇臂安装座边缘呈三角形分布，所述连接孔IV与摇臂安装座的重心之间的距离小于等于5mm。
2.根据权利要求1所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述摇臂安装座的重心位于三角形的重心与连接孔IV之间。
3.根据权利要求2所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述摇臂安装座以连接孔I 和连接孔IV的中心连线为对称线，进气门上摇臂和排气门上摇臂对称于该中心连线；所述三角形为底角为30° -40°的等腰三角形，所述连接孔I位于等腰三角形的顶角。
4.根据权利要求3所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述连接孔IV位于三角形内且与连接孔II和连接孔III的中心连线与等腰三角形的底边夹角为10°。
5.根据权利要求4所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述进气门下摇臂和排气门下摇臂均为杠杆结构，包括支点、用于驱动挺杆的阻力臂和用于与发动机凸轮接触的动力臂，所述动力臂和阻力臂位于支点两侧，所述动力臂和阻力臂之间在杠杆结构转动平面内刚性连接构成三角形框架结构。
6.根据权利要求5所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述进气门上摇臂固定设置于进气门摇臂轴，排气门上摇臂固定设置于排气门摇臂轴，所述进气门摇臂轴以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置于进气门摇臂座，所述排气门摇臂轴以可绕自身轴线转动的方式单自由度设置于排气门摇臂座。
7.根据权利要求6所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述进气门摇臂座和排气门摇臂座均为开口结构，开口结构向外的一侧为分体式轴承座结构，包括压盖和座体，所述压盖和座体之间可拆卸式固定连接；所述进气门摇臂轴两端对应穿入进气门摇臂座的开口两侧并以可绕自身轴线转动的方式配合，所述排气门摇臂轴两端对应穿入排气门摇臂座的开口两侧并以可绕自身轴线转动的方式配合。
8.根据权利要求7所述的静音缸头的发动机，其特征在于缸头本体上设置与连接孔 I、连接孔II、连接孔III和连接孔IV —一对应并设有螺纹孔的支撑柱，所述摇臂安装座通过与连接孔I、连接孔II、连接孔III和连接孔IV —一对应的固定螺栓固定设置于相对应的支撑柱上。
9.根据权利要求8所述的静音缸头的发动机，其特征在于所述进气门摇臂轴和排气门摇臂轴两端对应穿入进气门摇臂座和排气门摇臂座的开口两侧并分别通过对应的轴瓦以可绕自身轴线转动的方式配合；所述进气门摇臂轴和排气门摇臂轴分别设置轴肩并通过轴肩对应靠在进气门摇臂座和排气门摇臂座的开口两侧限制其轴向自由度。
10.一种应用权利要求1至9任一权利要求所述的静音缸头的发动机的摩托车，其特征在于静音缸头的发动机安装于摩托车。
专利摘要本实用新型公开了一种静音缸头的发动机及其摩托车，缸头本体上固定设置摇臂安装座，在摇臂安装座上分布连接孔I、连接孔II、连接孔III和连接孔IV，连接孔I、连接孔II和连接孔III靠近摇臂安装座边缘呈三角形分布，连接孔IV与摇臂安装座的重心之间的距离小于等于5mm；本实用新型将摇臂安装座的一安装点尽量与摇臂安装座的重心相配合，增加安装座的连接刚度，同时，采用周边约束的布置方式，进一步增加摇臂安装座的连接刚度，增加其与缸头的整体性和变形协调性，并且在局部范围内适应于摇臂安装座的热变形机理，能够较好的约束摇臂安装座的热变形，并减小摇臂安装座发生热变形后对安装点的应力，减轻各运动部件之间的干扰摩擦。
文档编号F01L1/18GK202031666SQ201120110158
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者秦元伟, 顾品胜 申请人:重庆隆鑫机车有限公司