摩託車發動機軸承式氣門搖臂的製作方法

2023-04-24 19:57:26

專利名稱：摩託車發動機軸承式氣門搖臂的製作方法
技術領域：
本發明涉及摩託車發動機配氣機構技術領域，具體是涉及125CC以上排量摩託車發動機配氣機構中的氣門搖臂結構。
背景技術：
現有的摩託車發動機氣門搖臂，與凸輪接觸部位通常為弧面，與凸輪為滑動接觸，其存在的不足是摩擦阻力大，凸輪與搖臂滑動摩擦產生的熱量大，發動機溫度上升加快，降低了發動機整機各零部件壽命，同時開閉氣門的速度慢，影響發動機性能，因為凸輪搖臂滑動摩擦係數大，容易造成凸輪及搖臂的磨損。
為了解決該問題，中國專利文獻CN 1287211A公開了一種滾式搖臂，其特點在於搖臂僅設於滾子的單測，滾子沿設於搖動臂相反一側的導向壁擺動，其目的是為了減輕搖臂重量，降低氣門慣性損失。但該技術存在以下不足1、其搖臂僅設於滾子的單測，伸出的搖動臂受力較大，強度不足，在使用過程中易出現斷裂，或出現支軸變形造成滾子運行過程中擺動增大，發動機噪聲變大；2、因125CC以上排量摩託車發動機轉速升高，搖臂受力增大，故該結構不能適用於125CC以上排量發動機使用；3、滾子設於搖臂單測，滾子兩端(軸向)無保護墊片，潤滑油中的髒物如金屬銷(因中國摩託車市場主要在農村，使用環境差，部分用戶發動機欠正確保養)進入滾子內部造成滾針異常磨損，搖臂失效。
另外，中國專利文獻CN1189644C還公開了一種搖臂，其結構特點在於該搖臂凹形部分設於滾子兩側，為減輕重量，該搖臂採用了鋁合金結構，同時為防止墊片與支承壁滑動接觸時將使用該搖臂的支承壁磨損，在滾子軸向端部分與支承壁彼此相對的部分處設計了一種與滾子不作相對運動的異形墊片，以抑制墊片與搖臂接觸情況下而引起的搖臂磨損，同時該結構搖臂靠近凸輪，使用氣門裝置小型化和使發動機小型化。該技術存在以下不足1、因搖臂採用鋁合金材料製造，發動機在工作過程中溫度升高，鋁合金材料熱變形量較大，發動機在高溫時噪聲會增大；2。墊片設計有三個安裝定位面，對墊片尺寸精度要求高，難於加工，容易造成安裝困難；3。墊片安裝於滾子與支承壁之間，潤滑油不易進入滾子內部，容易造成滾針軸承異常磨損。4、該結構搖臂靠近凸輪，使用氣門裝置小型化和使用發動機小型化，故不能適用於125CC以上大中排量發動機使用。
部份汽車內然機凸輪軸、搖臂也採用了滾動摩擦結構，但摩託車發動機配氣機構與汽車不同，本發明是在該技術及以上2項公開的適用新型技術基礎上，針對摩託車發動機配氣機構特點進行了重新優化設計的軸承式氣門搖臂。

發明內容
針對現有技術中所存在的問題，本發明的主要目的是提供一種軸承式氣門搖臂，該搖臂能有效解決凸輪及搖臂磨損，降低發動機凸輪與搖臂摩擦溫升，提升發動機的性能及零部件壽命，同時為軸承提供良好的潤滑，確保搖臂體及軸承的可靠性，通過對搖臂體的優化設計，提高氣門開閉速度，達到提升發動機性能的效果。
為了實現該發明目的，本發明提供的軸承式搖臂結構如下它具有搖臂體，支承於搖臂軸上，隨凸輪的旋轉產生擺動，實現氣門的開閉。在搖臂大端支部設計有凹槽安裝軸承，為了保證軸承與搖臂凹槽的間隙，將一對墊片置入軸承兩端，這樣不必擔心軸承端部及墊片對其產生的磨損；搖臂體與軸承通過一個軸銷鉚接後，軸承端部與搖臂體凹槽間設計為間隙配合，壓裝鉚接時保證間隙為0.1-0.35mm，可使用軸承轉動靈活，同時潤滑油可以通過間隙進行軸承內部，可以防止軸承內滾針及軸銷磨損。該搖臂體採用了優質合金鋼製造，具有足夠的強度和鋼度，在高溫時變形量小，發動機噪聲極小，相對於鋁合金材料製作，重量有所增加，對氣門性損失增大，但通過對搖臂體形狀優化設計，主要體現在軸承中心與搖臂軸中心水平距離B，縱向距離D，小端螺釘固定臂固定螺母的平面與搖臂軸中心的垂直距離E，小端螺釘固定臂固定螺母的平面的平行線與搖臂軸中心水平線形成一角度A，螺釘中心與軸承中心縱向水平距離C。具體設計是軸承中心與搖臂軸中心水平距離為B，其取值在27-29mm；在凸輪旋轉至頂點時，軸承的中心及小端固定螺釘臂上裝螺母的位置，相對於搖臂軸中心是固定的，軸承中心與搖臂軸中心的縱向距離為D，其取值為6-8mm；小端螺釘固定臂固定螺母的平面與搖臂軸中心的垂直距離為E，其取值為10-11mm；小端螺釘固定臂固定螺母的平面的平行線與搖臂軸中心水平線形成一角度A，其取值在148°-155；螺釘中心與軸承中心縱向水平距離為C，其取值為8-9mm。這樣，可以實現氣門的快速開閉，達到提高性能的效果，同時本發明於在125CC摩託車發動機上，對氣門的慣性損失可以不計。
本搖臂設計墊片與軸承端部齊平，為實現這一目的，設計滾針的長度小於外圈的寬度，滾針的長度與外圈寬度差，用於嵌入一對墊片，這樣就可以達到潤滑能順利進入軸承內部，故不必擔心軸銷及軸承內滾針的磨損。
將墊片安裝於滾針兩端，墊片製作簡單，安裝容易，並隨軸承轉動時旋轉，可以防止軸承轉動時滾針與搖臂體的直接接觸，而產生噪聲。因搖臂體採用合金鋼製造，滾針採用軸承鋼製造，因此可不必擔心墊片與搖臂體凹槽間的摩擦磨損。另外，通過設計搖臂體凹槽與軸承端部之間配合間隙，並將墊片與軸銷間設計為間隙配合，可以保證潤滑油順利進入，並防止潤滑油過髒產生時顆粒狀異物(或潤滑油中髒物)直接進行軸承內部，造成滾針及軸銷的異常磨損。
可見，本實用新型有效解決凸輪及搖臂的磨損，降低發動機凸輪與搖臂的摩擦溫升，提升了發動機的性能及零部件壽命，同時為軸承提供良好的潤滑，確保了搖臂體及軸承的可靠性，通過對搖臂體的優化設計，提高氣門開閉速度，達到提升發動機性能的效果。本結構特別適用於125CC以上大中排量發動機。


圖1為使用本實用新型的軸承式氣門搖臂的發動機配氣機構縱面圖；圖2為本實用新型的軸承式搖臂的平面結構圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是圖1的A-A剖切圖。
具體實施方式
以下參考附圖詳細說明本實用新型的結構圖1表示使用了本軸承式氣門搖臂的發動機配氣機構裝置。該配氣機構包括搖臂1，搖臂軸2，凸輪3，氣門4，氣門彈簧5，搖臂螺釘9，搖臂螺母10，氣門導管13，氣門座11，該氣門機構安裝於缸頭12上，其中搖臂軸2固定於氣缸頭蓋上(圖中未示出)。當凸輪旋轉時，根據槓桿原理，搖臂1隨凸輪3的旋轉以搖臂軸3為中心進行擺動，通過搖臂螺釘9與氣門4接觸，克服氣門彈簧5的彈力，帶動氣門4作往復運動，實現氣門4的開閉。圖中，氣門導管13處於靜止狀態，其作用是提供氣門運行的通道，防止氣門4在運動過程中產生擺動。氣門座11，與氣門4接觸，在氣門4關閉的情況下起密封作用。
圖2、圖3和圖4為本實用新型的主體軸承式搖臂的配置狀態的平面及剖切圖，該軸承式搖臂包括搖臂體1，其中包含搖臂體凹槽1a，螺釘固定臂1b，加強筋1c等部分組成；軸承7，其中包含軸承端部7a，滾針7b，軸承外圈7c；墊片6；軸銷8；螺釘9；螺母10。搖臂體1的小端支部為螺釘固定臂1b，裝有連接氣門杆的螺釘9和螺母10，搖臂體1的大端支部裝有軸承7。軸承7通過軸銷8裝在搖臂體1大端支部的凹槽1a中，軸承7兩端置入一對墊片6。
如圖2和圖3所示的搖臂體1，一方面該搖臂體用於125CC以上排量摩託車上，搖臂體1受力大，轉速高，為此設計採用了優質合金鋼製造，不必擔心其會受力斷裂及在發動機在溫度升高時而產生的變形影響發動機噪聲，為了儘可能降低搖臂的重量，以降低慣性損失，對螺釘固定臂1b部分減薄，增加加強筋1c。第二方面，設計軸承7中心與搖臂軸2中心水平距離為B＝28.66±0.125mm，縱向距離為D＝7.45±0.1mm；小端螺釘固定臂1b固定螺母10的平面與搖臂軸2中心的垂直距離E＝10.5±0.2mm；小端螺釘固定臂1b固定螺母10的平面的平行線與搖臂軸2中心水平線形成一角度A＝151°52′；螺釘9中心與軸承(7)中心縱向水平距離C＝8.55±0.1mm。通過該設計，經試驗驗證，能保證準確快速開閉氣門，提升發動機性能及降低噪聲的效果，因為凸輪3其升程曲線較複雜，所以要求軸承7與凸輪接觸的位置必須優化，本設計正是體現了這一點。第三方面，搖臂體凹槽1a，因採用了優質合金鋼製造，不必擔心與軸承7和墊片6產生摩擦磨損，同時軸承7安裝於凹槽1a中，與凹槽1a採用了間隙配合，其相互之間摩擦更小。為實現軸承7的自由轉動，在凹槽1a部安裝了軸銷8，軸銷8與凹槽1a部採用過盈配合，並且安裝後進行了鉚壓，使軸銷8兩端產生朔性變形，保證軸承7轉動的可靠性。
如圖4所示，墊片6安裝於滾針7b的兩側，並且墊片6安裝後並不凸出於軸承端面7a，該墊片6可自由隨軸承7轉動。一方面，該墊片6將滾針7b與凹槽1a隔離，可以防止滾針7b旋轉時與凹槽1a內壁發生摩擦而產生噪聲；另一方面，墊片6採用碳素鋼製造，製作簡便，置於滾針7的兩側，墊片6內孔與軸銷8的外徑採用間隙配合，使用潤滑油順利進入，潤滑滾針7b，保證滾針可靠性，同時該墊片可以防止潤滑油中的金屬銷進入軸承7內，給滾針造成異常磨損。
權利要求1.摩託車發動機軸承式氣門搖臂，包括搖臂體(1)，支承於搖臂軸(2)上，搖臂體(1)的小端支部為螺釘固定臂(1b)，裝有連接氣門杆的螺釘(9)和螺母(10)，搖臂體(1)的大端支部裝有軸承(7)，其特徵在於所述軸承(7)通過軸銷(8)裝在搖臂體(1)大端支部的凹槽(1a)中，間隙配合，軸承(7)兩端置入一對墊片(6)；所述軸承(7)中心與搖臂軸(2)中心水平距離為B，其取值在27-29mm；在凸輪(3)旋轉至頂點時，軸承(7)中心與搖臂軸(2)中心的縱向距離為D，其取值為6-8mm；小端螺釘固定臂(1b)固定螺母(10)的平面與搖臂軸(2)中心的垂直距離為E，其取值為10-11mm；小端螺釘固定臂(1b)固定螺母(10)的平面的平行線與搖臂軸(2)中心水平線形成一角度A，其取值在148°-155°；螺釘(9)中心與軸承(7)中心縱向水平距離為C，其取值為8-9mm。
2.根據權利要求1所述的軸承式氣門搖臂，其特徵在於所述軸承(7)中心與搖臂軸(2)中心水平距離為B＝28.66±0.125mm，在凸輪(3)旋轉至頂點時，軸承(7)中心與搖臂軸(2)中心的縱向距離為D＝7.45±0.1mm；小端螺釘固定臂(1b)固定螺母(10)的平面與搖臂軸(2)中心的垂直距離E＝10.5±0.2mm；小端螺釘固定臂(1b)固定螺母(10)的平面的平行線與搖臂軸(2)中心水平線形成一角度A＝151°52′；螺釘(9)中心與軸承(7)中心縱向水平距離C＝8.55±0.2mm。
3.根據權利要求1或2所述的軸承式氣門搖臂，其特徵在於對螺釘固定壁(1b)部分減薄，增加加強筋(1c)。
4.根據權利要求1或2所述的軸承式氣門搖臂，其特徵在於所述墊片(6)安裝於軸承的滾針(7b)的兩側，安裝後與軸承端部(7a)齊平。
5.根據權利要求1或2所述的軸承式氣門搖臂，其特徵在於所述墊片(6)的內孔與軸銷(8)的外徑採用間隙配合。
6.根據權利要求1或2所述的軸承式氣門搖臂，其特徵在於搖臂體(1)採用了合金鋼，墊片(6)採用碳素鋼製造，滾針(7b)採用軸承鋼製造。
專利摘要一種摩託車發動機軸承式氣門搖臂，包括搖臂體，搖臂體的小端支部為螺釘固定臂，搖臂體的大端支部裝有軸承。所述軸承通過銷軸裝在搖臂體大端支部的凹槽中，間隙配合，軸承兩端置入一對墊片。並對軸承中心與搖臂軸中心水平距離B，縱向距離D，小端螺釘固定臂固定螺母的平面與搖臂軸中心的垂直距離E，小端螺釘固定臂固定螺母的平面的平行線與搖臂軸中心水平線形成一角度A，螺釘中心與軸承中心縱向水平距離C進行了優化設計。本實用新型可解決凸輪及搖臂的磨損，降低發動機凸輪與搖臂的摩擦溫升，提升發動機的性能及零部件壽命，同時為軸承提供良好的潤滑，確保搖臂體及軸承的可靠性，提高氣門開閉速度，達到提升發動機性能的效果。
文檔編號F01L1/18GK2809227SQ20052000968
公開日2006年8月23日 申請日期2005年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者梁寧 申請人:重慶望江鈴木發動機有限公司