一種機械增壓器的聯軸器的製作方法

2023-04-28 03:00:51

專利名稱：一種機械增壓器的聯軸器的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械增壓器領域，更具體的說，本發明是涉及一種機械增壓器的聯軸
O
背景技術：
在發動機領域，機械增壓器一般用於提高發動機的動力性，降低有害物質的排放。 在現有機械增壓器中，有一對相互嚙合的葉片轉子，兩個轉子的未嚙合葉片分別與殼體形 成一個控制容積，通過控制容積的不斷置換，達到傳輸空氣的目的。只要傳輸到進氣歧管的 空氣量大於瞬時的發動機排量，就可以提高進氣壓力，最終增加發動機的功率密度。圖2為現有機械增壓器與發動機之間的動力傳遞和空氣傳輸示意圖(實心箭頭表 示動力傳遞，空心箭頭表示流體傳輸)。首先，發動機曲軸的扭矩通過傳動帶和帶輪傳遞到 增壓器輸入軸上，然後經由聯軸器從輸入軸傳遞到主動軸，再通過固定在主動軸上的正時 齒輪傳遞到從動軸上的正時齒輪，最終傳遞到從動軸。相互嚙合的葉片轉子分別固定在主 動軸和從動軸上，由此實現對增壓器轉子的驅動。相互嚙合的正時齒輪可以保證兩個轉子 之間的相位，進而保證增壓器的效率和工作穩定性。傳統的機械增壓器，驅動扭矩直接從輸入軸傳遞到主動軸。然而，車用發動機的輸 出扭矩並不是完全平穩和恆定的，也就是說傳遞到機械增壓器的扭矩是脈動的，這將導致 正時齒輪反跳並發出咔嗒聲。現有技術的機械增壓器聯軸器一般包括一個前輪轂、一個後 輪轂和一個扭矩彈簧。扭矩彈簧安裝在由兩個輪轂構成的圓柱形彈簧腔室內。當聯軸器沿 正向行程工作時，隨著扭矩的增加，扭矩彈簧內徑逐漸減小，直至扭矩彈簧內表面和相鄰的 圓柱腔室內表面之間接觸。如果聯軸器潤滑不良，扭矩彈簧和聯軸器之間就會發生磨損，使 扭矩彈簧應力發生變化，聯軸器耐久性降低，嚴重時甚至導致增壓器無法正常工作。現有技術的聯軸器扭矩彈簧內表面和輪轂對應位置經常有明顯的磨損情況，且磨 損產生的鐵氧化物粉末進入潤滑油內，將進一步加劇聯軸器及潤滑油腔內其他轉動部件 (如正時齒輪等)的磨損。然而，聯軸器的結構決定了扭矩彈簧「埋」在輪轂內部，扭矩彈簧 和輪轂之間的接觸摩擦不可避免。如果結構設計不當，在運行期間能夠進入彈簧腔室內的 潤滑油將非常有限，惡劣的潤滑條件會進一步加劇扭矩彈簧和輪轂的磨損，嚴重影響聯軸 器的壽命。另外，聯軸器的柱形表面均由兩個輪轂共同構成，在兩個輪轂間會有一個軸向間 隙，這會使扭矩彈簧內表面與輪轂軸向間隙兩側接觸的地方產生凹槽切口。這個凹槽的形 成會引起扭矩彈簧在此處的應力集中，進一步縮短了聯軸器扭矩彈簧的疲勞壽命。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可以有效地減小脈動負荷下的機械噪 聲，並有效地解決聯軸器的磨損問題的增壓器的聯軸器。要解決以上所述的技術問題，本發明採取的技術方案為
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本發明為一種機械增壓器的聯軸器，所述的機械增壓器的聯軸器包括前輪轂、扭矩彈簧、後輪轂、後槽口、後柄腳、前柄腳、前槽口，所述的前輪轂設置為柱狀空腔結構，後輪 轂設置為柱狀結構，環狀的扭矩彈簧套裝在後輪轂外，後輪轂套裝在前輪轂內，扭矩彈簧的 前柄腳卡在前輪轂上的前槽口上，扭矩彈簧的後柄腳卡裝在後輪轂上的後槽口上。所述的後輪轂上設置多個與後輪轂的內腔連通的輸油通道，後輪轂上設置凹下結 構的集油槽，前輪轂上設置一個或多個與彈簧腔室連通的出油孔。 所述的前輪轂包括連接輸入軸的轂部分和形成彈簧腔室外表面的前輪轂外圈，所 述的出油孔設置在前輪轂外圈上。所述的後輪轂包括連接轂部分和形成彈簧腔室內表面的後輪轂內圈，所述的一個 或多個洩油縫隙設置在後輪轂內圈上。所述的後輪轂的邊沿位置設置出直徑大於後輪轂內圈的後輪轂徑向延伸部分，後 輪轂徑向延伸部分設置為與前輪轂外圈的內壁貼合的結構，所述的後槽口設置在後輪轂徑 向延伸部分上。所述的後輪轂內圈上的洩油縫隙設置為與扭矩彈簧的螺旋方向相同的縫隙狀結 構。所述的輸油通道設置為多個，所述的輸油通道設置為與軸向和徑向均存在夾角的 結構，所述的軸向和徑向夾角分別為α、β。所述的後輪轂的轂部分包含直徑小於後輪轂的引導部分，所述的引導部分內放置 襯套，輸入軸延伸入襯套內。採用本發明的技術方案，能得到以下的有益效果在機械增壓器輸入軸和主動軸之間添加一個彈簧聯軸器，可以有效地減小脈動負 荷下的機械噪聲；本發明的聯軸器通過輸油通道和集油槽，使更多的潤滑油進入彈簧腔室，大大改 善了聯軸器扭矩彈簧的潤滑條件，有效地減小了扭矩彈簧內表面及輪轂對應位置的磨損；本發明的聯軸器能夠有效減小扭矩彈簧和相鄰表面的磨損，同時使其磨損與彈簧 螺旋方向相同，避免了磨損處的應力集中現象，有效地解決了兩個輪轂之間軸向間隙處扭 矩彈簧內表面凹槽切口的影響；本發明提供的聯軸器後輪轂有幾個與輪轂軸向和徑向均有一定角度的輸油通道。 當聯軸器在正向行程下工作時，聯軸器加速旋轉，由於輸油通道徑向夾角的存在，輸油通道 會對其內油霧產生衝力，衝力方向與輸油通道相應壁面垂直，該衝力中存在一個沿圖3左 側方向的分力，迫使更多油霧能夠進入彈簧腔室內，從而有效地改善了聯軸器扭矩彈簧的 潤滑條件；本發明提供的聯軸器後輪轂端面有一個由圓弧構成的集油槽，有預旋油霧和收集 油霧的作用，可進一步增加進入輸油通道的油霧流量；本發明的聯軸器前輪轂構成圓柱形彈簧腔室的外表面，後輪轂構成圓柱形彈簧腔 室的內表面，這種結構避免了前後輪轂間存在的軸向間隙。同時，在後輪轂上的設計的洩油 縫隙均與扭矩彈簧螺旋線方向相同，其邊緣處對扭矩彈簧內表面造成的輕微磨損不會引起 扭矩彈簧磨損處的應力集中現象，有效地解決了兩個輪轂之間軸向間隙處扭矩彈簧內表面 凹槽切口的影響；
本發明提供的聯軸器前輪轂用於容納扭矩彈簧前柄腳的前槽口，有一段沿扭矩彈 簧的螺旋方向延伸的切口，用以減小扭矩彈簧反向行程極限時外圈對扭矩彈簧外表面的磨 損。


下面對本說明書各附圖所表達的內容及圖中的標記作出簡要的說明圖1為本發明所述的械增壓器的聯軸器的結構示意圖；圖2為現有技術的增壓器與發動機的連接示意圖；圖3為本發明所述的聯軸器的總成剖視結構示意圖；圖4為本發明所述的聯軸器的後輪轂右視結構示意圖；圖5為本發明所述的增壓器輸入部分的剖視結構圖；圖中標記為1、前輪轂；2、扭矩彈簧；3、後輪轂；4、後槽口 ；5、集油槽；6、輸油通 道；7、洩油縫隙；8、彈簧腔室內表面；9、後柄腳；10、螺旋部分；11、前柄腳；12、彈簧腔室外 表面；13、出油孔；14、前槽口 ；15、後輪轂徑向延伸部分；16、後輪轂轂部分；17、前輪轂外 圈；18、後輪轂內圈；19、彈簧腔室；20、前輪轂轂部分；21、引導部分；101-前殼體；102-螺栓；103-後殼體；104-主動軸(也是輸出軸)；105-正時齒 輪；106-輸入軸；107-腔室；108-襯套。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構 件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步 的詳細說明如附圖1所示，本發明為一種機械增壓器的聯軸器，所述的機械增壓器的聯軸器 包括前輪轂1、扭矩彈簧2、後輪轂3、後槽口 4、後柄腳9、前柄腳11、前槽口 14，所述的前輪 轂1設置為柱狀空腔結構，後輪轂3設置為柱狀結構，環狀的扭矩彈簧2套裝在後輪轂3外， 後輪轂3套裝在前輪轂1內，扭矩彈簧2的前柄腳11卡裝在前輪轂1上的前槽口 14上，扭 矩彈簧2的後柄腳9卡在後輪轂3上的後槽口 4上。所述的後輪轂3上設置多個與後輪轂3的內腔連通的輸油通道6，後輪轂3上設置 凹下結構的集油槽5，所述的前輪轂1上設置一個或多個與彈簧腔室19連通的出油孔13。所述的前輪轂1包括連接輸入軸106的轂部分20和形成彈簧腔室外表面12的前 輪轂外圈17，所述的出油孔13設置在前輪轂外圈17上。所述的後輪轂3包括連接轂部分16和形成彈簧腔室內表面8的後輪轂內圈18，所 述的一個或多個洩油縫隙7設置在後輪轂內圈18上。所述的後輪轂3的邊沿位置設置出直徑大於後輪轂內圈18的後輪轂徑向延伸部 分15，後輪轂徑向延伸部分15設置為與前輪轂外圈17的內壁貼合的結構，所述的後槽口 4 設置在後輪轂徑向延伸部分15上。所述的後輪轂3的後輪轂內圈18上的洩油縫隙7設置為與扭矩彈簧2的螺旋方 向相同的縫隙狀結構。所述的輸油通道6設置為多個，所述的輸油通道6設置為與軸向和徑向均存在夾角的結構，所述的軸向和徑向夾角分別為α、β。
所述的後輪轂的轂部分16包含小直徑的引導部分21，所述的引導部分21內放置 襯套108，輸入軸106直徑較小部分延伸入襯套108內部。本發明專利的聯軸器結構如圖1和圖2所示，當聯軸器承受正向扭矩時，扭矩彈簧 2的直徑減小，最終貼緊後輪轂3限定的彈簧腔室內表面8，因此彈簧腔室內表面8和扭矩 彈簧內徑之間的間隙是根據預定的正向行程極限(輸入軸大於輸出軸的轉動量)選擇的； 同樣，當聯軸器承受反向扭矩時，扭矩彈簧2的直徑增大，最終貼緊前輪轂1限定的彈簧腔 室外表面12，因此彈簧腔室外表面12和扭矩彈簧外徑之間的間隙是根據預定的反向行程 極限(輸入軸小於輸出軸的轉動量)選擇的。大多數情況，聯軸器在正向行程下工作。扭 矩彈簧2的緩衝作用能有效地降低了傳輸扭矩的脈動。前輪轂1包括連接輸入軸的前輪轂轂部分20和形成彈簧腔室外表面12的前輪轂 外圈17。前輪轂外圈17上均勻分布了幾個出油孔13，進入彈簧腔室19的油霧可以通過出 油孔13流出聯軸器。在前輪轂轂部分20和前輪轂外圈17連接處，有一個用於容納扭矩彈簧2的前柄 腳11的前槽口 14，前槽口 14包含一段沿扭矩彈簧2的螺旋方向延伸的切口，可以減小反向 行程極限時前輪轂外圈17對扭矩彈簧2外表面的磨損。扭矩彈簧2包括前柄腳11、螺旋部分10和後柄腳9。前柄腳11安裝在前槽口 14 內，後柄腳9安裝在後槽口 4內，螺旋部分10是其工作部分。後輪轂3包括連接後輪轂轂部分16和形成彈簧腔室內表面8的內圈18。內圈18 上均勻分布了幾個與扭矩彈簧2螺旋方向相同的洩油縫隙7，即洩油縫隙7與輪轂周向之間 夾角Y是根據彈簧的節距和直徑確定的。這種結構可以充分減小扭矩彈簧2和輪轂間的 磨損及扭矩彈簧2自身的相互磨損。即使有磨損，扭矩彈簧2的內表面的磨損也保持與扭 矩彈簧2螺旋線相同的方向，不會引起磨損處的應力集中現象，這就緩解了前述的軸向間 隙處的凹槽切口問題。從而延長了扭矩彈簧的壽命。在後輪轂轂部分16和後輪轂內圈18相連處，有幾個與軸向和徑向的夾角分別為 α和β的輸油通道6。特別需要注意的是，其徑向傾斜的方向與旋轉方向相反。當聯軸器 工作時，由於輸油通道6徑向夾角β的存在，高速旋轉的輸油通道6對通道內的油霧產生 衝力，其沿圖3左側方向的分力迫使油霧沿輸油通道6向前流動，如圖4中所示油霧的流動 方向，最終進入兩個輪轂形成的彈簧腔室19內，流入彈簧腔室19內的油霧，通過前輪轂1 上的出油孔13流出聯軸器，同時，後輪轂2端面處的油霧被吸入輸油通道6內，由此形成一 個循環，從而改善了扭矩彈簧2的潤滑條件。在後輪轂內圈18靠近後輪轂3後端面處，有一段後輪轂徑向延伸部分15，徑向延 伸部分15上設有一個用於容納扭矩彈簧2的後柄腳9的後槽口 4。同時，後輪轂3的端面 並不是平面，而是一個由圓弧構成的集油槽5。雖然這裡集油槽5是由圓弧構成，然而集油 槽5同樣可以由其他類型的弧線構成。重要的是，集油槽5的存在能夠使槽內的油霧在進 入輸油通道6之前，預先跟隨聯軸器旋轉起來，以減小此處油霧與輸油通道6的相對速度和 油霧進入輸油通道6的阻力，並且可以收集更多的油霧到輸油通道6入口前，進一步增加了 輸油通道6的油霧流量。圖5是本發明專利的一個具體實施例，但本發明專利不僅限用於此。圖中包含本發明專利的機械增壓器輸入部分，它包括一個前殼體101，一般由螺栓102固定在機械增壓器的後殼體103上，前殼體101和後殼體103共同限定了一個可容納大量潤滑油的腔室 107，潤滑油可以對高速旋轉的正時齒輪105進行潤滑。同時，高速旋轉的正時齒輪105使 潤滑油飛濺並與腔室內空氣混合形成油霧。發動機的扭矩通過傳動帶和帶輪傳遞到輸入軸106上，與輸入軸106連接在一起 旋轉的是前輪轂1，輸入軸106的後端直徑較小，該部分延伸到後輪轂3內部的襯套108裡。 輸入軸106和主動軸104(在這裡就是轉子軸)共同限定了一個旋轉軸，轉子沿軸線旋轉。 正時齒輪105安裝在主動軸104上。安裝在主動軸104前端的是後輪轂3，在其轂部分16包含一個小直徑的引導部分， 引導部分內放置有襯套108，如前所述，輸入軸106直徑較小的部分延伸入襯套108內部，從 而保證了前輪轂1和後輪轂3的對齊和同心度。通過本發明專利聯軸器的使用，大大減小了機械增壓器發出的噪聲，同時使機械 增壓器有較長時間的使用壽命。通過以上敘述，本發明提供的聯軸器，可以有效地解決聯軸器扭矩彈簧的耐久性 問題，延長聯軸器疲勞壽命，並且不用增加任何複雜的或高成本結構或材料就可達到上述 目的。本發明提供的聯軸器不僅適用於連接機械增壓器的輸入扭矩，同樣可以用於其他 軸與軸連接的情況。上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明具體的實現並不受上述 方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本 發明的構思和技術方案直接應用於其他場合的，均在本發明的保護範圍內。
權利要求
一種機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的機械增壓器的聯軸器包括前輪轂(1)、扭矩彈簧(2)、後輪轂(3)、後槽口(4)、後柄腳(9)、前柄腳(11)、前槽口(14)，所述的前輪轂(1)設置為柱狀空腔結構，後輪轂(3)設置為柱狀結構，環狀的扭矩彈簧(2)套裝在後輪轂(3)外，後輪轂(3)套裝在前輪轂(1)內，扭矩彈簧(2)的前柄腳(11)卡在前輪轂(1)上的前槽口(14)上，扭矩彈簧(2)的後柄腳(9)卡在後輪轂(3)上的後槽口(4)上。
2.根據權利要求1所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的後輪轂(3)上 設置多個與後輪轂(3)的內腔連通的輸油通道(6)，後輪轂(3)上設置凹下結構的集油槽 (5)，所述的前輪轂(1)上設置一個或多個與彈簧腔室(19)連通的出油孔(13)。
3.根據權利要求1或2所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的前輪轂(1)包 括連接輸入軸(106)的轂部分(20)和形成彈簧腔室外表面(12)的前輪轂外圈(17)，所述 的出油孔(13)設置在前輪轂外圈(17)上。
4.根據權利要求1或2所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的後輪轂(3)包 括轂部分(16)和形成彈簧腔室內表面(8)的後輪轂內圈(18)，所述的一個或多個洩油縫隙 (7)設置在後輪轂內圈(18)上。
5.根據權利要求4所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的後輪轂(3)的邊 沿位置設置出直徑大於後輪轂內圈(18)的後輪轂徑向延伸部分(15)，後輪轂徑向延伸部 分(15)設置為與前輪轂外圈(17)的內壁貼合的結構，所述的後槽口(4)設置在後輪轂徑 向延伸部分(15)上。
6.根據權利要求5所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的後輪轂(3)的後 輪轂內圈(18)上的洩油縫隙(7)設置為與扭矩彈簧(2)的螺旋方向相同的縫隙狀結構。
7.根據權利要求1或2所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的輸油通道(6) 設置為多個，所述的輸油通道(6)設置為與軸向和徑向均存在夾角的結構，所述的軸向和 徑向夾角分別為α、β。
8.根據權利要求4所述的機械增壓器的聯軸器，其特徵在於所述的後輪轂(3)的轂 部分(16)包含直徑小於後輪轂(3)的引導部分(21)，所述的引導部分(21)內安裝襯套 (108)，輸入軸(106)延伸入襯套(108)內。
全文摘要
本發明提供一種應用於機械增壓器領域的機械增壓器的聯軸器，所述的機械增壓器的聯軸器包括前輪轂(1)、扭矩彈簧(2)、後輪轂(3)、後槽口(4)、後柄腳(9)、前柄腳(11)、前槽口(14)，所述的前輪轂(1)設置為柱狀空腔結構，後輪轂(3)設置為柱狀結構，環狀的扭矩彈簧(2)套裝在後輪轂(3)外，後輪轂(3)套裝在前輪轂(1)內，扭矩彈簧(2)的前柄腳(11)卡在前輪轂(1)上的前槽口(14)上，扭矩彈簧(2)的後柄腳(9)卡在後輪轂(3)上的後槽口(4)上。採用本發明的技術方案，可以有效地減小脈動負荷下的機械噪聲，可以有效地減小扭矩彈簧內表面及輪轂對應位置的磨損。
文檔編號F16H57/04GK101881306SQ20101014001
公開日2010年11月10日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者施法佳, 段凱磊, 範禮, 項青新 申請人:蕪湖傑鋒汽車動力系統有限公司