一种具有离心式齿轮减压控制机构的凸轮轴的制作方法

本发明涉及摩托车发动机技术领域，特别是用于辅助发动机低温启动、助力启动的减压技术，具体是一种具有离心式齿轮减压控制机构的凸轮轴。

背景技术：

目前，摩托车发动机为提高低温启动性能，主要采用单向器减压凸轮和离心式减压凸轮两种方式。

单向器减压凸轮，不能精确控制发动机减压启、闭时间及角度等参数（减压过程及转动圈数不可控），同时能耗过高，所以不适用于高压缩比发动机或一体化起动电机（起动发电一体）的发动机。

离心式减压凸轮能精确的控制发动机减压开启、关闭时间及角度等参数，可实现减压时转速、发动机压缩比调整（发动机助燃）的精确控制，适用于高压缩比发动机的低温启动，同时适用于一体化起动电机的发动机及混合动力的发动机，但离心式减压凸轮布置在链轮上，因其结构特殊性造成体积过大，占用发动机空间，若采用布置在凸轮上的小体积离心式减压凸轮轴结构，则对材料要求较高，造成成本过高。

图1为单向器减压凸轮结构示意图：凸轮轴1两端安装固定有轴承3，右端轴承侧安装固定有法兰盘15，在凸轮轴1排气凸轮侧安装固定有单向减压凸轮14，单向减压凸轮14侧安装有限位的止推垫圈4；其减压原理为：摩托车停车时，由于压缩气体的反作用力，凸轮轴1会发生反转，带动减压凸轮14（减压凸轮设计有滑槽，随凸轮轴反转一起转动，发动机正转时与凸轮轴脱开，即单向转转动）时发生转动，减压凸轮件4上设计有顶起圆，顶起圆会将排气摇臂组件12顶起，此时发动机气缸体压力下降，为下次发动机启动做好准备。

离心式减压凸轮结构工作原理为：当发动机启动时，在凸轮轴或正时链轮上布置有离心甩块，其随凸轮轴一起转动，在设计转速范围内，由于复位弹簧的拉力作用，离心甩块不打开或仅打开一定角度，此时离心甩块上布置的减压圆柱圆弧部分（减压圆柱一段为圆弧一段为扁方，圆弧起顶起作用，扁方起避让作用）会顶起排气摇臂（每转1圈顶起1次），排气摇臂顶开排气门，气缸内压力瞬间下降一定值（即降低气缸内压力），发动机此时能正常喷油点火，对下一次的转动起到一定助力作用（下述简称助燃）；当发动机正常启动后，凸轮轴转速达到或超过设计转速时，由于离心力的作用，离心甩块完全打开或转动规定角度，离心甩块上的扁方此时与摇气摇臂有一定间隙，排气摇臂此时不再被离心甩块顶开，此时减压不再起作用。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种具有离心式齿轮减压控制机构的凸轮轴，能精确的控制发动机减压开启、关闭，此外还有效的缩小了空间尺寸，使设计结构更紧凑，并采用常规材料和工艺即可实现，降低了成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有离心式齿轮减压控制机构的凸轮轴，所述凸轮轴安装于发动机内，凸轮轴两端均设有轴承，其中，左端的轴承其右侧设有轴承限位套，凸轮轴两端的轴承之间从左到右依次设有排气凸轮和吸气凸轮，其特征是：所述的凸轮轴其排气凸轮与左端轴承限位套之间还设有离心式齿轮减压控制机构，所述的离心式齿轮减压控制机构由第一定位轴、离心齿轮、减压齿轮、齿轮支撑块和复位弹簧构成；

所述的第一定位轴固定设置在排气凸轮与左端轴承限位套之间；

所述的离心齿轮整体为套设在凸轮轴上的c型块状结构，其一端设有固为一体的限位爪，另一端的c型外侧面设有均布的齿形；所述离心齿轮设有限位爪的一端与第一定位轴铰接；

所述的齿轮支撑块固定套设在凸轮轴上并与凸轮轴相配合；

所述的减压齿轮设置在齿轮支撑块上并与离心齿轮相啮合；

所述的复位弹簧套设在第一定位轴上，弹簧一端与离心齿轮的端面固连，另一端绕设在凸轮轴或齿轮支撑块上，用于对离心齿轮施加离心阻力。

所述的减压齿轮由同轴且固为一体的齿轮轴、齿轮和工作段构成，齿轮轴穿设于齿轮支撑块上，位于齿轮轴一端的齿轮与离心齿轮相啮合，位于齿轮轴另一端的工作段设有用于开启发动机减压机构的圆弧面和用于关闭发动机减压机构的平面。

所述的第一定位轴其一端与排气凸轮的凸起部连接，另一端与左端轴承限位套连接。

所述的齿轮支撑块位于离心齿轮与排气凸轮之间，齿轮支撑块与排气凸轮相邻的端面设有用于安装复位弹簧的环形台阶；所述复位弹簧的一端绕设在环形台阶上。

所述的齿轮支撑块通过第二定位轴固定套设在凸轮轴上，所述第二定位轴一端与排气凸轮的凸起部连接，另一端与齿轮支撑块连接。

本发明的原理：

当发动机启动时，离心齿轮随凸轮轴转动，若转速小于设定转速，则弹簧的阻力大于离心齿轮的离心力，离心齿轮不发生离心运动，此时减压齿轮控制发动机减压机构处于初始的开启状态，便于发动机的启动；

当发动机正常启动后，转速大于设定转速，弹簧阻力小于离心齿轮的离心力，离心齿轮以第一定位轴为轴心发生离心运动，当离心齿轮转动一定角度，离心齿轮的限位爪与凸轮轴或者齿轮支撑块贴合，限制离心齿轮进一步偏转，此时减压齿轮转动一定角度后停止，从而使发动机减压机构处于稳定的关闭状态，便于发动机正常运转；

当发动机停止（或转速小于设定转速时），在复位弹簧的作用下，离心齿轮带动减压齿轮复位，驱动减压机构恢复初始状态，为发动机的下一次启动做好准备。

本发明的有益效果是：本发明采用离心式齿轮进行减压控制，能精确的控制发动机减压开启、关闭，此外还有效的缩小了空间尺寸，使设计结构更紧凑，同时，装配式的减压控制机构，使得减压控制机构可以采用常规的加工制作工艺，降低了制造成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的局部剖视图。

图3为本发明的立体分散示意图。

图4为本发明中齿轮支撑块与减压齿轮的示意图。

图5为减压工作作用时示意图。

图6为减压工作失效时示意图。

图7为离心减压凸轮与相关配合件示意图。

图8为减压总装示意图。

图9为现有技术中单向减压凸轮结构示意图。

图中，1、凸轮轴，2、排气凸轮，3、轴承，4、轴承限位套，5、离心齿轮，501、限位爪，6、齿轮支撑块，601、环形台阶，7、吸气凸轮，8、减压齿轮，801、齿轮轴，802、齿轮，803、工作段，831、圆弧面，832、平面，9、第一定位轴，10、弹簧，11、第二定位轴，12、排气摇臂组件，13、排气门，14、单向减压凸轮，15、法兰盘，19、气缸体。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3所示，一种具有离心式齿轮减压控制机构的凸轮轴，所述凸轮轴1安装于发动机内，凸轮轴1两端均设有轴承3，其中，左端的轴承3其右侧设有轴承限位套4，凸轮轴1两端的轴承3之间从左到右依次设有排气凸轮2和吸气凸轮7，其特征是：所述的凸轮轴1其排气凸轮2与左端轴承限位套4之间还设有离心式齿轮减压控制机构，所述的离心式齿轮减压控制机构由第一定位轴9、离心齿轮5、减压齿轮8、齿轮支撑块6和复位弹簧10构成；

所述的第一定位轴9固定设置在排气凸轮2与左端轴承限位套4之间；

所述的离心齿轮5整体为套设在凸轮轴1上的c型块状结构，其一端设有固为一体的限位爪501，另一端的c型外侧面设有均布的齿形；所述离心齿轮5设有限位爪501的一端与第一定位轴9铰接；当凸轮轴1转速超过设定转速，离心齿轮5以第一定位轴9为轴心产生转动，限位爪501将与凸轮轴1或齿轮支撑块6相贴合，从而限定离心齿轮5的转动角度。

所述的齿轮支撑块6固定套设在凸轮轴1上并与凸轮轴1相配合；齿轮支撑块6可通过键连接或者通过定位销轴与凸轮轴1固连，为保证工作中不发生振动，在本发明的一个实施例中，齿轮支撑块6与凸轮轴采用过盈配合；

所述的减压齿轮8设置在齿轮支撑块6上并与离心齿轮5相啮合；

所述的复位弹簧10套设在第一定位轴9上，弹簧10一端与离心齿轮5的端面固连，另一端绕设在凸轮轴1或齿轮支撑块6上，用于对离心齿轮5施加离心阻力。

所述的减压齿轮8由同轴且固为一体的齿轮轴801、齿轮802和工作段803构成，齿轮轴801穿设于齿轮支撑块6上，位于齿轮轴801一端的齿轮802与离心齿轮5相啮合，位于齿轮轴801另一端的工作段803设有用于开启发动机减压机构的圆弧面831和用于关闭发动机减压机构的平面832。在减压齿轮8未发生转动的初始状态，圆弧面831与发动机减压机构的排气摇臂组件相抵触，使减压机构处于开启状态；当减压齿轮8转动一定角度后，平面832使发动机减压机构的排气摇臂组件复位，减压机构处于关闭状态。

所述的第一定位轴9其一端与排气凸轮2的凸起部连接，另一端与左端轴承限位套4连接。在本发明的一个实施例中，第一定位轴9两端的连接均为孔连接，便于装配。

所述的齿轮支撑块6位于离心齿轮5与排气凸轮2之间，齿轮支撑块6与排气凸轮2相邻的端面设有用于安装复位弹簧10的环形台阶601；所述复位弹簧10的一端绕设在环形台阶601上。这样的结构一是避免复位弹簧与凸轮轴接触，另外复位弹簧的位置固定，有利于延长弹簧寿命。

所述的齿轮支撑块6通过第二定位轴11固定套设在凸轮轴1上，所述第二定位轴11一端与排气凸轮2的凸起部连接，另一端与齿轮支撑块6连接。在本发明的一个事实例中，第二定位轴11与凸轮轴1和支撑块6的连接均为孔连接，便于加工及装配。

本发明的动作过程如图5、图6所示。

本发明与相关配合件的安装结构如图7所示。

使用本发明的减压总装如图8所示。

本发明的原理：

发动机启动时，离心齿轮5随凸轮轴1一起转动，当凸轮轴1转速低于控制转速（设计要求）时，由于复位弹簧件10的扭力作用，离心齿轮5无法驱动减压齿轮8转动或使减压齿轮8在减压工作角度内转动；此时，减压齿轮8随凸轮轴1转动，减压齿轮8工作段803的圆弧面831与排气摇臂组件12的凸台相接触，驱动排气门13抬高一定程度，以降低并控制气缸体19内压力，使发动机能有效转动并点火助燃；

当发动机启动后正常运转时，随着凸轮轴1转速的升高，离心齿轮5离心力也随之增大，当达到设计转速时，离心齿轮5离心力大于复位弹簧件10的扭力，离心齿轮5驱动减压齿轮8转动设计角度（当离心齿轮5的限位爪501与凸轮轴1接触时，离心齿轮5形成自锁无法再转动），减压齿轮8工作段803中平面与排气摇臂组件12减压凸台之间形成间隙，此时减压失效。

本发明未详述部分为现有技术。