柴油机凸轮轴的制作方法

本实用新型涉及一种柴油机凸轮轴。

背景技术：

凸轮轴作为柴油发动机配气机构的重要部件，其性能和质量对发动机的整体性能有着直接影响。传统柴油机的动力传输系统较多，导致柴油机整体结构复杂，体积较大；同时，传统柴油机的凸轮轴大部分采用轴瓦的方式，轴瓦需要开润滑油道及润滑油槽，有的凸轮轴在中心部位开一个长的通油孔，在支承轴颈侧面钻孔，用来润滑轴瓦，这样加工难度大，润滑系统密封结构比较复杂，并且在凸轮轴的中心钻细长孔及在轴颈侧面钻孔，影响凸轮轴的强度，加工精度比较难保证。

技术实现要素：

为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种柴油机凸轮轴，通过对传统凸轮轴结构的改进设计使柴油机整体结构更加简洁紧凑，效率更佳。

本实用新型的技术方案是：

一种柴油机凸轮轴，包括依次设置的第一进气凸轮、第一排气凸轮、第二进气凸轮、第二排气凸轮、第三进气凸轮、第三排气凸轮、第四进气凸轮和第四排气凸轮，所述第四进气凸轮和第四排气凸轮之间设有低压油泵凸轮，所述第二进气凸轮的左侧设有若干高压油泵凸轮。

优选的，所述高压油泵凸轮的数量为四个。

优选的，第一高压油泵凸轮位于所述第一进气凸轮的左侧，第二高压油泵凸轮和第三高压油泵凸轮位于所述第一进气凸轮和第一排气凸轮之间，第四高压油泵凸轮位于所述第一排气凸轮和第二进气凸轮之间。

优选的，进气凸轮轴与排气凸轮轴的型线均相同。

优选的，所述进气凸轮轴与排气凸轮轴上的气门开启和关闭角度不同。

优选的，所述进气凸轮轴的配气相位角度为：进气门在活塞排气上止点前22-26°打开，在活塞排气下止点后53-57°关闭。

优选的，所述排气凸轮轴的配气相位角度为：排气门在活塞做功下止点前55-59°打开，在活塞做功上止点后25-29°关闭。

优选的，所述凸轮轴左右两侧均设有滚动轴承。

优选的，所述凸轮轴与所述滚动轴承之间还设有止动挡圈。

优选的，所述第二进气凸轮和第二排气凸轮及所述第三进气凸轮和第三排气凸轮之间均设有滚针轴承。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型用凸轮轴直接驱动低压油泵，可以定时定量的向高压油泵输送燃油，减少一套输油泵驱动的传输动力系统。

本实用新型用凸轮轴直接驱动高压油泵，可以定时定量通过喷油器向四个气缸内输送高压燃油，保证燃油与空气充分混合燃烧，使柴油机输出更好的动力，并且减少了一套高压油泵的动力传输系统。

本实用新型凸轮的型线设计合理，能够满足运动平稳性及配气的相关要求。

本实用新型采用两个滚动轴承和两个滚针轴承对凸轮轴进行支承，可以保证凸轮轴的轴向定位，同时使润滑系统更加简单实用。

本实用新型凸轮轴整体结构合理，布局紧凑，能够有效的平衡配气和喷油之间的比例，使其更加顺畅。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型公开了一种柴油机凸轮轴，包括依次设置的第一进气凸轮1、第一排气凸轮2、第二进气凸轮3、第二排气凸轮4、第三进气凸轮5、第三排气凸轮6、第四进气凸轮7和第四排气凸轮8，所述第四进气凸轮和第四排气凸轮之间设有与低压油泵16相配合的低压油泵凸轮9，所述第二进气凸轮的左侧设有若干与高压油泵17相配合的高压油泵凸轮。

本实用新型主要应用于四冲程的自然吸气水冷式柴油机，凸轮轴的角度升程曲线和相关的正时角度能够准确的控制柴油机的气门准时开启及关闭，从而保证发动机气缸内有充足的空气，保证气缸内的混合气体燃烧充分，使发动机更好的输出动力。

另外，本实用新型还提供燃油供给的动力传输及喷油正时系统。在凸轮轴的后部位置设计一个低压油泵凸轮，通过偏心设置带动低压油泵柱塞上下运动，可以将燃油从油箱输送到高压油泵。在凸轮轴的前端位置设计四个高压油泵凸轮，分别为四个气缸提供定量的燃油，通过在凸轮轴上集成低压油泵凸轮及高压油泵凸轮，驱动高压油泵在活塞上止点前11°开启，为柴油机的喷油系统准时提供精确的喷油量及喷油压力，保证柴油机燃油燃烧的更充分。

所述低压油泵凸轮的型线与凸轮轴偏心设计，凸轮的表面与输油泵的柱塞滚轮表面相接触，滚轮与柱塞为一体式结构，凸轮轴旋转带动输油泵的滚轮旋转并且滚轮和柱塞一起上下运动，从而使低压油泵从燃油箱内吸取燃油并将燃油输送到高压油泵。由于凸轮需要有足够的升程，通过偏心量多少来保证升程，从而保证高压油泵有足够的燃油。低压油泵凸轮的型线是一个偏心圆，偏心量根据高压油泵需要多少燃油进行计算，保证供给高压油泵足够的燃油。偏心方向与键槽在一个平面内并与键槽方向相同，角度设计时还应考虑高压油泵需要燃油的时刻。

所述高压油泵凸轮的数量为四个,与高压油缸的数量相对应。高压油泵凸轮的型线设计有一个最大升程点，需要计算凸轮在整个升程起点到最大升程阶段高压油泵的柱塞移动多少，向发动机缸体内喷射需要的燃油的量及燃油压力，实现柴油机气缸1-3-4-2的发火顺序，使发动机缸体内的空气和燃油按一定的比例充分混合。气体压缩膨胀后推动活塞上下运动，通过曲轴向外输出动力，从而使发动机具有良好的燃油经济性和燃油动力性。高压油泵凸轮型线升程的起始点相对于进气凸轮设计有合适的角度，这个角度在活塞上止点前11°开启，并且可以通过高压油泵体的垫片进行一定范围内的调整，以消除发动机运动件中的一些制造误差，保证发动机活塞在压缩上止点前一定高度内喷油，使气缸内气体向外输出的动力最佳。

具体的，通过设计分析，将第一高压油泵凸轮10位于所述第一进气凸轮的左侧，第二高压油泵凸轮11和第三高压油泵凸轮12位于所述第一进气凸轮和第一排气凸轮之间，第四高压油泵凸轮13位于所述第一排气凸轮和第二进气凸轮之间时凸轮轴的使用效果最佳,能够使凸轮轴的工作效率处于最优状态。

上述进气凸轮轴与排气凸轮轴的型线均相同。采用相同的设计能够简化凸轮轴整体的加工难度，提高生产效率。

所述进气凸轮轴与排气凸轮轴上的桃尖与键槽的夹角角度不同，即气门的开启和关闭角度（配气相位角度）不同。所述进气凸轮轴的进气门在活塞排气上止点前22-26°（优选24°）打开，在活塞排气下止点后53-57°（优选55°）关闭，使新气进入气缸；所述排气凸轮轴的排气门在活塞做功下止点前55-59°（优选57°）打开，在活塞做功上止点后25-29°（优选27°）关闭，使废气排出。

所述凸轮轴左右两侧均设有滚动轴承14，所述滚动轴承为带止动挡圈的滚动轴承。所述第二进气凸轮和第二排气凸轮及所述第三进气凸轮和第三排气凸轮之间均设有滚针轴承15。通过将凸轮轴的四个支承轴颈改为滚动轴承和滚针轴承，从而保证凸轮轴的轴向定位，增加凸轮轴本身的强度，使机体的支承加工更加容易。

采用上述设计使本实用新型没有润滑油道及润滑油槽，使柴油机机体及凸轮轴的加工要相对容易，加工精度好，润滑系统相对简单。在凸轮轴的前端选用带止动挡圈的滚动轴承，还可以保证凸轮轴的轴向定位。所述滚动轴承和滚针轴承的润滑方式靠机体上的回油孔经过凸轮轴轴承进行润滑，润滑方式更简单容易，润滑效果更佳。

本实用新型使用时可以在柴油发动机中采用中置凸轮轴的结构形式，在机体凸轮轴侧面的适当位置加工孔及安装平面，将低压输油泵及高压油泵的壳体固定在机体的安装平面上，低压油泵及高压油泵的滚轮通过机体的孔与本实用新型的凸轮轴的凸轮表面相接触，驱动油泵柱塞上下运动，使低压油泵从燃油箱吸油并将输送到高压油泵，高压油泵通过喷油器将燃油喷入气缸内，油管在发动机的外部设置。

带止推挡圈的轴承装在凸轮轴的前端，在柴油机机体的前端面加工适当深度的止推槽，限制凸轮轴向后串动，在机体的后端面上安装凸轮轴挡圈，限制凸轮轴向前串动。轴承的润滑靠缸盖上的回油孔与机体上的回油孔相连，润滑油经过凸轮轴轴承的位置，从而润滑轴承。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。