一种柴油机齿轮传动系 【技术领域】
本发明涉及发动机与机械传动装置组合的技术领域，具体来说是一种柴油机齿轮传动系。
背景技术
配气机构是发动机的重要组成部分，可按照发动机各缸工作过程的需要，定时开启和关闭进、排气门，对于柴油机而言，使新鲜空气得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸。目前，发动机的配气机构多使用顶置式气门，其中又以凸轮轴下置式配气机构使用最为广泛：其进、排气门都装在气缸盖上；凸轮轴装在曲轴箱内。
请参见图1，该图为一现有配气机构的示意图。该配气机构主要包括凸轮轴齿轮1、凸轮轴2、挺柱3、推杆4、摇臂轴座5、摇臂轴6、调整螺钉和螺母7、摇臂8、锁夹9、弹簧座10、气门11、阀杆油封12、弹簧13、导管14、气门座圈15、曲轴齿轮16等组成。换气时，由曲轴通过曲轴齿轮16、凸轮轴齿轮1驱动凸轮轴2旋转，使得凸轮轴2上的凸轮凸起部分通过挺柱3、推杆4、调整螺钉和螺母7，推动摇臂8摆转，摇臂8的另一端便向下推开气门11，同时使弹簧13进一步压缩；当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱3后，便逐渐减小对挺柱3的推力，气门11在弹簧13的张力作用下，气门开启度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门11在弹簧13的作用下严密关闭，使气缸密闭。
现有技术中，凸轮轴由曲轴通过传动装置来驱动，所用传动装置有齿轮式、链条式、齿形皮带式等，目前多采用图1所示的齿轮传动。对于柴油机而言，凸轮轴与曲轴中心距一般较大，且需要同时驱动喷油泵，因此需要加入中间惰轮，以下简要说明。
请参见图2，该图为一现有柴油机齿轮传动系的示意图。该柴油机齿轮传动系包括凸轮轴齿轮1、曲轴齿轮16、机油泵齿轮17、第一中间惰轮18、第二中间惰轮19、喷油泵齿轮20，其中：曲轴齿轮16设置于第一中间惰轮18、第二中间惰轮19之间，并分别与两者啮合；凸轮轴齿轮1、喷油泵齿轮20分别设置于第二中间惰轮19两侧，并分别与之啮合；机油泵齿轮17设置于第一中间惰轮18下方，并与之啮合。因设置两个中间惰轮，该齿轮传动系的结构不够紧凑，如果扩缸，则气缸与气门推杆孔间的水道很窄，影响冷却水的正常流动，且铸造工艺上也不易实现。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种柴油机齿轮传动系，可使柴油机内部的空间结构更为紧凑。
为解决以上技术问题，本发明柴油机齿轮传动系的技术方案是：包括中间齿轮(21)、曲轴齿轮(16)、凸轮轴齿轮(1)、喷油泵齿轮(20)、机油泵齿轮(17)；所述中间齿轮(21)位于气缸体(22)的中部；所述凸轮轴齿轮(1)位于所述中间齿轮(21)的右上方，并与所述中间齿轮(21)啮合；所述曲轴齿轮(16)位于所述中间齿轮(21)的下方，并与所述中间齿轮(21)啮合；所述喷油泵齿轮(20)位于所述中间齿轮(21)的左上方，并与所述中间齿轮(21)啮合；所述机油泵齿轮(17)位于所述曲轴齿轮(16)的下方，并与所述曲轴齿轮(16)啮合。
优选地，所述凸轮轴齿轮(1)中心相对于所述中间齿轮(21)中心的水平距离为71.86±5mm，竖直距离为37.97±5mm。
优选地，所述喷油泵齿轮(20)中心相对于所述中间齿轮(21)中心的水平距离为81.3±5mm，竖直距离为10.2±5mm。
优选地，所述中间齿轮(21)中心相对于所述曲轴齿轮(16)中心的水平距离为8.7±5mm，竖直距离为64.2±5mm。
优选地，所述机油泵齿轮(17)中心相对于所述曲轴齿轮(16)中心的水平距离为22±5mm，竖直距离为37±5mm。
优选地，所述曲轴齿轮(16)与所述凸轮轴齿轮(1)之间的传动比为2∶1。
优选地，所述凸轮轴齿轮(1)与所述中间齿轮(21)之间设有配气正时记号；所述喷油泵齿轮(20)与所述中间齿轮(21)之间设有喷油正时记号；所述曲轴齿轮(16)与所述中间齿轮(21)之间设有共用正时记号。
优选地，所述凸轮轴齿轮(1)、曲轴齿轮(16)、喷油泵齿轮(20)为斜齿轮。
优选地，所述曲轴齿轮(16)、凸轮轴齿轮(1)、喷油泵齿轮(20)为钢制。
与现有技术相比，本发明提供的柴油机齿轮传动系，通过优化齿轮间的布置方式，可使柴油机内部的空间结构更为紧凑，具体而言：仅设置一个中间齿轮，各齿轮的布置方式更为紧凑，结构更为合理，有利于增加气缸空间；由于改变并加大配气凸轮轴孔相对于气缸中心位置，使得有足够空间加大气缸直径。
【附图说明】
图1是一现有配气机构的示意图；
图2是一现有柴油机齿轮传动系的示意图；
图3是本发明柴油机齿轮传动系的整体方案布置图；
图4是本发明柴油机齿轮传动系一优选实施例中各齿轮的相互位置坐标关系图。
图1-4中，有关附图标记如下：
1、凸轮轴齿轮； 2、凸轮轴； 3、挺柱；
4、推杆； 5、摇臂轴座； 6、摇臂轴；
7、调整螺钉和螺母；8、摇臂； 9、锁夹；
10、弹簧座； 11、气门； 12、阀杆油封；
13、弹簧； 14、导管； 15、气门座圈；
16、曲轴齿轮； 17、机油泵齿轮； 18、第一惰轮；
19、第二惰轮； 20、喷油泵齿轮； 21、中间齿轮；
22、气缸体。
【具体实施方式】
本发明的基本构思是，设置一个中间齿轮；并相应调整凸轮轴齿轮、喷油泵齿轮、曲轴齿轮、机油泵齿轮之间的相对位置。
下面结合附图与实施例具体说明。
请参见图3，该图为本发明柴油机齿轮传动系的整体方案布置图。该柴油机齿轮传动系包括中间齿轮21、曲轴齿轮16、凸轮轴齿轮1、喷油泵齿轮20、机油泵齿轮17，其中：
所述中间齿轮21，位于气缸体22的中部；
所述凸轮轴齿轮1，位于所述中间齿轮21的右上方，并与所述中间齿轮21啮合；
所述曲轴齿轮16，位于所述中间齿轮21的下方，并与所述中间齿轮21啮合；
所述喷油泵齿轮20，位于所述中间齿轮21的左上方，并与所述中间齿轮21啮合；
所述机油泵齿轮17，位于所述曲轴齿轮16的下方，并与所述曲轴齿轮16啮合。
凸轮轴齿轮1、曲轴齿轮16、喷油泵齿轮20分别与中间齿轮21相啮合，而机油泵齿轮17又与曲轴齿轮16相啮合，这就使得整个柴油机能正常运转。
特别地，所述曲轴齿轮16与所述凸轮轴齿轮1之间的传动比为2∶1，这是因为：四冲程发动机每工作一个工作循环，曲轴转动两圈；而各气缸只进、排气一次，也即凸轮轴只需转动一圈。
特别地，所述凸轮轴齿轮1、曲轴齿轮16、喷油泵齿轮20均为正时齿轮，具体而言：凸轮轴齿轮1与中间齿轮21之间设有配气正时记号；喷油泵齿轮20与中间齿轮21之间设有喷油正时记号；曲轴齿轮16与中间齿轮21之间设有共用正时记号；装配时，必须将各正时记号对齐，以保证配气正时。
一般地，为了使齿轮啮合平顺，减小噪声和磨损，凸轮轴齿轮1、曲轴齿轮16、喷油泵齿轮20等正时齿轮都采用斜齿轮。所述曲轴齿轮16、凸轮轴齿轮1、喷油泵齿轮20多为钢制；相应地，所述机油泵齿轮17、中间齿轮21也可为钢制。
为了适应较大功率缸径布置的需要，在设计过程中充分考虑到斜齿轮的优点，并与机体的形状密切结合，对各齿轮的相互位置进行优化。其中之一，是扩大凸轮轴齿轮1到中间齿轮21的间距，简述如下：
根据配气规律，首先确定各齿轮之间的传动比；再设中间齿轮21为标准齿轮，计算出变位系数等参数；然后综合考虑扩缸、配气系统布置、整机外形需要，确定中心孔位置；改变并加大配气凸轮轴孔相对于气缸体22中心的位置，以便有足够的空间加大气缸体22的直径，从而形成了一套新的齿轮系及齿轮参数。在该设计过程中，考虑曲轴连杆的旋转运动所经过的路线，通过齿轮的啮合计算确定整个柴油机齿轮传动系的布置方式。
本实用新型齿轮传动系的位置布置与机体的形状充分结合，以下为其优选方式。
请参见图4，该图是本发明柴油机齿轮传动系一优选实施例中各齿轮的相互位置坐标关系图。图4中，各齿轮系地相对位置尺寸如下：
凸轮轴齿轮1中心相对于中间齿轮21中心的水平距离L2为71.86±5mm，竖直距离H2为37.97±5mm；
喷油泵齿轮20中心相对于中间齿轮21中心的水平距离L1为81.3±5mm，竖直距离H1为10.2±5mm；
中间齿轮21中心相对于曲轴齿轮16中心的水平距离L3为8.7±5mm，竖直距离H3为64.2±5mm；
机油泵齿轮17中心相对于曲轴齿轮16中心的水平距离L4为22±5mm，竖直距离H4为37±5mm 。
确定凸轮轴齿轮1、喷油泵齿轮20、中间齿轮21、曲轴齿轮16、机油泵齿轮17的相对位置，并优化各齿轮的参数(如表1所示曲轴齿轮16的参数、表2所示中间齿轮21的参数)后，就使得上述五只齿轮啮合传动，形成新的发动机齿轮传动系。
表1曲轴齿轮参数
表2中间齿轮参数
此外，根据理论计算还可设计其它齿轮的参数，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明提供的柴油机齿轮传动系，通过优化齿轮间的布置方式，可使柴油机内部空间结构更为紧凑，具体而言：仅设置一个中间齿轮21，各齿轮的布置方式更为紧凑，结构更为合理，有利于增加气缸体22空间；由于改变并加大配气凸轮轴孔相对于气缸体22中心位置，使得有足够空间加大气缸体22直径。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。