[发明专利]柴油机凸轮结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机凸轮结构，尤其是一种适用于四缸4100ZL、4102ZL系列增压中冷柴油机的凸轮，属于机械结构技术领域。

背景技术

普通柴油机的凸轮包含进气凸轮和排气凸轮，进气凸轮通过配气机构决定进气门的开启规律，排气凸轮通过配气机构决定排气门的开启规律，柴油机工作一个循环（四冲程），凸轮旋转一周（360°），进、排气门各开启一次，满足柴油机的吸气和排气过程。凸轮升程和凸轮转角的关系如图1所示，横坐标为凸轮转角，单位为：°，纵坐标为凸轮升程，单位为：mm，曲线7为进气凸轮的升程和转角的关系，曲线8为排气凸轮的升程和转角的关系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种柴油机凸轮结构，结构简单、紧凑、合理；加工方便，成本增加低，适合大批量生产，尤其适用于四缸4100ZL、4102ZL系列增压柴油机。

按照本发明提供的技术方案，一种柴油机凸轮结构，采用在凸轮轴上安装进气凸轮和排气凸轮，进气凸轮和排气凸轮共用一个基圆，在进气凸轮基圆的外廓上设有进气门开启凸轮，在排气凸轮基圆的外廓上设有排气门开启凸轮，排气门开启凸轮在最大升程处形成排气上止点；特征是：在所述进气门开启凸轮的一侧设有预进气凸轮，所述预进气凸轮的方向与排气门开启凸轮的方向一致。

所述预进气凸轮的外廓为设置在进气凸轮外廓上的一段凸轮型线段，所述凸轮型线段的起点为废气循环开始点，凸轮型线段的终点为废气循环结束点，以及在废气循环开始点和废气循环结束点之间形成凸轮型线段的最高点为废气循环最高点；所述废气循环开始点与排气上止点之间的夹角为107°，废气循环结束点与排气上止点之间的夹角为39°，预开启凸轮的最大升程为0.79mm。

本发明通过在柴油机进气过程中引入部分废气，降低燃烧温度，减少排气中氮氧化合物（NOx）的生成，从而减少柴油机排气污染物，保护环境，属于采用机内措施解决柴油机排放问题。

附图说明

图1为现有技术的柴油机凸轮升程和凸轮转角的关系图。

图2 为本发明凸轮升程和凸轮转角的关系图。

图3为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图3所示：柴油机凸轮结构包括排气上止点1、废气循环开始点2、废气循环结束点3、废气循环最高点4、进气凸轮5、进气门开启凸轮5-1、预进气凸轮5-2、排气凸轮6、排气门开启凸轮6-1等。

如图3所示，本发明采用在凸轮轴上安装进气凸轮5和排气凸轮6，进气凸轮5和排气凸轮6共用一个基圆，在进气凸轮5基圆的外廓上设有进气门开启凸轮5-1，在排气凸轮6基圆的外廓上设有排气门开启凸轮6-1，排气门开启凸轮6-1在最大升程处形成排气上止点1；在所述进气门开启凸轮5-1的一侧设有预进气凸轮5-2，所述预进气凸轮5-2的方向与排气门开启凸轮6-1的方向一致；所述预进气凸轮5-2的外廓为设置在进气凸轮5外廓上的一段凸轮型线段，所述凸轮型线段的起点为废气循环开始点2，凸轮型线段的终点为废气循环结束点3，以及在废气循环开始点2和废气循环结束点3之间形成凸轮型线段的最高点为废气循环最高点4；所述废气循环开始点2与排气上止点1之间的夹角C为107°，废气循环结束点3与排气上止点1之间的夹角D为39°，预开启凸轮5-2的最大升程E为0.79mm。

如图2所示，本发明凸轮升程和凸轮转角的关系，横坐标为凸轮转角，单位为：°，纵坐标为凸轮升程，单位为：mm，曲线9为进气门开启凸轮的升程和转角的关系，曲线10为排气门开启凸轮的升程和转角的关系，曲线11为预进气凸轮的升程和转角的关系。

本发明的工作原理：本发明通过在进气凸轮的原型线基础上，增加了一段凸轮型线（即预进气凸轮5-2段的型线），从而改变了传统的柴油机换气（吸气、排气）的规律，在排气凸轮6工作的时候，预进气凸轮5-2工作打开进气门，从而使少量废气进入进气系统，在进气系统内废气和新鲜空气预混合，混合后气体在进气凸轮5主工作段工作的时候，进入气缸参与燃烧。

本发明具体工作过程为：由预进气凸轮5-2上的废气循环开始点2和预进气凸轮5-2上的废气循环结束点3构成的凸轮型线段，通过配气机构驱动进气门在该段时间内打开，在这段进气门打开阶段，废气通过开启的进气门进入进气道内；然后随着进气凸轮5型线进入基圆段（即通过进气凸轮废气循环结束点3后），进气门关闭，废气和新鲜空气得到混合，在后继阶段进气门开启凸轮5-1进入主工作段（对应普通凸轮工作型线）后，混合了一定量废气的空气进入气缸参与燃烧。由于进入气缸的新鲜空气中混入了一定废气，因此降低了燃烧最高温度，故而减少了排气中氮氧化合物（NOx）的生成，从而减少柴油机排气污染物，起到保护环境的目的。