集成式動力傳動裝置的製作方法
2023-04-24 15:06:31
專利名稱：集成式動力傳動裝置的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種與內燃機凸輪軸和附件配套的柔性鏈動力傳動裝置及其安裝方法。本發明特別涉及有助於提高空間效率並改進發動機組裝的柔性鏈傳動裝置的集成。本發明特別涉及將與汽車內燃機配套的柔性鏈動力傳動裝置以及附件組裝成為一個可從配套發動機上分開的整體單元以及其所用的方法。
背景技術：
內燃機通常要求將可在它們的曲軸處獲得的一部分機械能傳遞至與發動機主要目的無關的裝置。所述主要目的包括對車輛提供動力或在靜態場合提供被轉換為電能或液能的能量。其中的一些裝置被稱為發動機附件或輔助裝置。在這些附件中具有能夠實現發動機持續操作所需功能的裝置。這些裝置包括用於對發動機提供油壓的油泵，對供給至化油器或噴油系統的燃油加壓的燃油泵，增大歧管壓力的增壓器，永磁發電機，提供點火火花的發電機或交流發電機以及使冷卻劑循環通過發動機冷卻系統的水泵。
還存在能夠實現與發動機主要目的或發動機持續工作無關的功能的附件。這些附件的例子包括用以對助力轉向裝置加壓的動力轉向泵，對車輛的電子系統(不包括點火系統)提供電能的發電機或交流發電機，用於將動力分配至某些車輛系統的真空泵以及空調壓縮機。
還必須頻繁地發掘曲軸的機械能以操縱用於控制發動機氣體流動的閥。通常，其包括動力從曲軸向一根或多根凸輪軸的同步輸送，其能夠使閥以時控方式工作。
對於所有但是最簡單的發動機而言，已使用了齒輪驅動或柔性鏈驅動的動力傳動系統來帶動發電機附件以及氣門組系。柔性鏈動力傳動系統包括那些裝有異步動力傳動帶，同步動力傳動帶以及鏈條的系統。
齒輪驅動系統或齒輪系在驅動裝置的布置以及在附件、凸輪軸以及曲軸相互的幾何關係中具有有限的靈活性。必須根據軸向定位和分離以及平面定位，使齒輪相互間保持精密的關係。同樣，存在可以改變動力輸出點相對於曲軸的布置的有限整體幾何結構。齒輪系往往也會產生過大的不需要的噪音。另外，這種齒輪系通常要求對發動機的潤滑進行檢修。但是，齒輪系能夠以各種轉動速度輸送相當大的動力。因此，對用於大型重載工作條件使用的發動機的應用，特別是壓縮點燃型，如重型卡車而言，齒輪系已達到了它們的最大允許能力。
這種車輪系通常要求使用多個空轉齒輪，這些齒輪也必須被安裝在發動機上，從而導致對氣門組系以及發動機附件提供正確支承以及驅動的問題更加複雜。由於必須驅動發動機氣門組系和附件的轉動速度且這些氣門組系和附件存在非常高的轉矩要求，因此構成傳動系的各個齒輪必須具有很高的精度。如果不非常仔細地對構成驅動系的每一個齒輪進行定位來確保嚙合齒之間的正確齒隙，則不能完全實現這種高質量齒輪系的性能水平。獲得理想齒隙的失敗會導致齒輪齒的嚴重損害，從而要求對齒輪系進行高成本且耗時的維修。
已採用了大量安裝方案來努力適應上面強調的局限性和要求。例如，在某些發動機中，直接將輔助驅動齒輪安裝在發動機的氣缸體上，但是，直接將齒輪安裝在發動機的缸體上要求在氣缸體上加工出孔腔以接收附件和空轉齒輪的軸。另外，這些孔腔相對於曲軸，凸輪軸以及彼此之間必須具有精確的距離。即使出現一個孔腔的加工誤差也會產生不能使用的缸體，這些不能使用的缸體必須被廢棄而造成很大的浪費。即使在對孔腔進行正確地定位時，也需要單獨的定位設備來獲得正確的齒隙。
另一種方案在於製造一種主機框架，其上安裝了齒輪系的所有齒輪，這些齒輪包括曲軸齒輪，輔助齒輪以及凸輪軸齒輪，以便將所有這些齒輪組裝成一個單元。隨後將該單元安裝在氣缸體上，這樣便允許以所要求的精度關係組裝和維修齒輪，並且消除了直接在氣缸體上精確加工齒輪的需要。但仍必須精確地使齒輪軸接收孔腔在主機框架上定位。但是，如果出現了加工誤差，那麼該主機框架無法使用。對於廢棄未正確開孔的主機機架的製造者而言，該成本遠低於廢棄未正確對發動機氣缸體進行開孔的成本。
另外，由於上述齒輪系的要求，因此，在附件和它們的配套齒輪的逐次去除以及更換是非常不切實際的。這種方式已應用於將某些附件安裝在主機機架上。Chorlton的美國專利1,647,434就披露了這種結構。
驅動附件和氣門系的柔性鏈動力傳動系統並不面臨這些局限和要求。因此，大大降低了對空轉齒輪、驅動齒輪或附件精確定位的需求。在整個非常廣的位置範圍內可以設置附件和凸輪軸。缺乏對齒輪系精確性的要求會造成附件的逐次拆除以及更換。同樣，柔性鏈傳送，特別是那些利用了動力傳送帶的傳送往往較安靜。
在汽車發動機的應用中，這些特性已使柔性鏈動力傳送在驅動附件和氣門組件中具有優勢。近來，最常見的結構是將每一個附件安裝在獨立的安裝點或託架上，安裝在發動機的氣缸體或氣缸蓋上。隨後，一條或多條異步動力傳送帶從曲軸驅動輪架設至與每一附件配套的每一驅動輪。與異步動力傳送帶配套的驅動輪為皮帶輪或滑輪。同樣常見的是將張緊裝置分別安裝在氣缸體上以提供傳送帶上的張緊力，以有助於動力傳動裝置的正確定位。
通常，將凸輪軸設置在發動機的氣缸蓋中。將驅動輪固定至凸輪軸上。隨後，一根輔助柔性鏈從曲軸驅動輪架設至凸輪軸驅動輪。由於需要使凸輪軸與曲軸同步工作，因此，柔性鏈可以採用一條同步動力傳送帶或一根鏈條。無論怎樣，用於曲軸和凸輪軸的驅動輪均為鏈輪。正如附件驅動裝置一樣，凸輪軸驅動裝置也利用了直接安裝在氣缸體或氣缸蓋上的張緊裝置來張緊柔性鏈，以有助於所述驅動裝置的正確工作。通常，通過發動機的前表面與前發動機蓋的配合來隱藏柔性鏈凸輪軸驅動裝置。這樣能夠保護所述驅動裝置免受某些外部因素(如灰塵、沙石和水)的影響。
用於將每一個附件安裝在獨立的託架上的代替方案包括將用於附件的安裝點作為前蓋的一部分。Hausmann等人的美國專利5,692,466就披露了這種方案。該方案表明具有以下優點，即1)省略通常所用的附件支承架能夠降低成本和重量；2)確保了安裝強度，從而能形成良好的向附件的反作用力傳送；3)提高了凸輪軸驅動蓋的共振頻率，其能夠大大減小附件的振動並在發動機工作期間降低發動機的噪音，4)簡化了發動機氣缸體前表面的鑄造結構。但是，Hausmann並未提到或建議首先將附件安裝在氣缸蓋上，隨後將氣缸蓋和附件的組合體安裝在氣缸體上。
另一種方案提供了一種用於發動機附件的整體式安裝託架。應選擇與任意給定發動機相關的所有附件中的一部分並將它們安裝在託架上。隨後，將託架和這些組件作為一個整體單元安裝在發動機氣缸體上。通過獨立操作將曲軸的皮帶輪安裝在曲軸上。一旦完成這些工作，隨後便繞皮帶輪安裝動力傳送帶。該方案顯然試圖獲得一種改進型組裝方法的優點，從而減少主裝配線工作所需的步驟數量並減小存貨量。
但是，還沒有一種方案能夠單獨或結合起來實現本發明中高集成柔性鏈動力傳動系統所能獲得的全部優點。這些優點包括減少主裝配線步驟的數量並另外減少存貨部件。重要的是，本發明能夠提供用於改善對驅動輪控制的可能性，改善噪音以及柔性鏈的磨損特性。這種改進的控制還能提供嚴格控制尺寸公差的可能性，從而提供更緊湊的驅動裝置。同步裝置要求潔淨，並且就鏈條驅動而言，還要求良好的潤滑環境以產生滿意的結果。本發明提供的另一優點是允許改善與凸輪軸配套的驅動裝置的同步部分的密封，從而減少外界異物的侵入和潤滑劑的洩漏。
所有這些優點對於汽車製造商來說均是非常理想的。它們能夠削減組裝成本。它們還能允許動力設備更小，其本身又能允許使用更小的發動機艙，從而對於規定尺寸的汽車能夠以更大的內部空間作為銷售賣點。所產生的噪音和磨損的降低可改善消費者對質量和維修性的感覺，並降低了返修率。
因此，一直存在對裝有發動機驅動架的高集成柔性鏈動力傳動系統的需求，在所述發動機驅動架上預先裝有全部或大致全部附件，其中包括配套的驅動輪；為了準備最終安裝在發動機上，安裝有所有其它的驅動輪；輔助驅動裝置的構成包括在驅動輪上設置柔性鏈；與輔助驅動裝置分離或形成部分輔助驅動裝置的凸輪軸驅動裝置的構成包括繞鏈輪設置柔性鏈；並且還對凸輪軸驅動裝置提供了改善的環境保護。
發明內容
本發明的目的在於提供一種柔性鏈動力傳動系統，其能夠減少主裝配線的步驟數量並減少存貨部件。
本發明的另一個目的在於提供了改善控制驅動輪定位的可能性，並且改善柔性鏈的噪音和磨損特性並提供了更緊湊的裝置。
本發明的另一個目的在於允許改善與凸輪軸相關的驅動裝置的同步部分的密封。
根據本發明，為了實現上述和其它目的，如在本申請中具體描述和概括描述的那樣，披露了一種集成式動力傳動裝置。本發明為一種用於內燃機的改進型動力傳動裝置。所述驅動裝置具有一種柔性鏈機構，其用於在內燃機的曲軸和與內燃機的主要目的無關的驅動部件之間傳遞動力。驅動裝置的改進之處在於包括一個驅動架、一個可拆卸地安裝在驅動架上的凸輪軸鏈輪，一個曲軸鏈輪可拆卸地安裝在驅動架上，一個安裝在驅動架上的發動機附件，一個安裝在發動機附件的軸上的輔助驅動輪，且凸輪軸鏈輪、曲軸驅動輪以及輔助驅動輪均由柔性鏈機構傳動。
引入說明書並作為說明書一部分的
了本發明的最佳實施例且與說明書一起起到了解釋本發明原理的作用，附圖中的相同標號表示了相同的部件。在附圖中圖1描述了現有技術的輔助驅動裝置的結構。
圖2描述了現有技術的雙上凸輪驅動系統。
圖3為發動機驅動組件機架的正視圖。
圖4為在圖7中線4-4上的剖面圖。
圖5為發動機驅動組件的正視圖，其顯示了凸輪軸驅動裝置。
圖6為描述了所標出的凸輪軸鏈輪的詳細結構。
圖7為安裝有凸輪軸驅動蓋的發動機驅動組件的正視圖。
圖8為安裝有凸輪軸驅動裝置蓋和附件的發動機驅動組件的正視圖。
圖9為輔助託架安裝的後視圖。
圖10為輔助託架安裝的側視圖。
圖11為輔助託架的側視圖。
圖12為輔助託架安裝的側視圖。
圖13為曲軸驅動輪的詳細結構，其中，所述曲軸驅動輪包括裝配在驅動架上的扭振阻尼器以及曲軸。
圖14描述了具有由同步傳送帶驅動的交流發電機啟動器的另一實施例。
圖15描述了包括燃油噴射泵部件的另一實施例。
圖16為交流發電機啟動器的側面剖視圖。
圖17為燃油噴射泵的側面剖視圖。
圖18為顯示助力轉向泵的流體存儲器的前視圖。
圖19為提升架的透視圖。
圖20為用於發動機組裝的定位架的側面剖視圖。
圖21為具有驅動扭矩控制鏈的發動機的前視圖。
圖22為包括油溝的另一實施例的側面剖視圖。
圖23為包括油溝的另一實施例的前視圖。
具體實施例方式
在圖1中顯示了一種目前常見的輔助裝置的結構。從帶有附件的前部顯示了一種直列式四缸內燃機10。所述附件包括交流發電機12，空調壓縮機14以及動力轉向泵16。也可以代替交流發電機12使用交流發電機啟動器或發動機啟動器。交流發電機的皮帶輪18，空調皮帶輪20以及動力轉向泵的皮帶輪22分別與附件中的每一個相結合。曲軸24(圖2)在其上安裝有皮帶輪26，該皮帶輪帶有第一皮帶輪部分28和第二皮帶輪部分30。第一張緊裝置34偏壓第一張緊皮帶輪42使其靠在第一動力傳送帶32上。第一動力傳送帶32繞動力轉向泵的皮帶輪22，第一皮帶輪部分28以及第一張緊皮帶輪42運轉。第一傳送帶32由第一張緊皮帶輪42偏轉，從而通過皮帶輪22和26張緊。第二張緊裝置38偏壓第二張緊皮帶輪40，以使第二動力傳送帶36偏轉。所述第二動力傳送帶36繞皮帶輪18，20和40以及第二皮帶輪部分30轉動。第一和第二傳送帶32和36是異步的，並且通常為v-肋型。同樣對發動機的前蓋44進行了說明。
在圖2中描述了一種普通的雙上凸輪驅動系統。內燃機10如圖所示，具有兩根凸輪軸46。在曲軸上裝有鏈輪50。曲軸24具有安裝在其上的曲軸鏈輪54。除了驅動凸輪軸以外，所述系統還經配套的水泵鏈輪58驅動水泵56。通過將同步張緊皮帶輪62偏壓在同步動力傳送帶48上的同步張緊裝置60使該系統張緊。
目前常規的組裝操作規程為當發動機10到達主裝配線上的指定站時，將凸輪軸鏈輪50、同步張緊裝置60(包括皮帶輪60)，水泵56(包括鏈輪58)以及曲軸鏈輪54安裝在發動機10上。之後，在主裝配線上，使同步動力傳送帶48繞鏈輪50、54和58以及皮帶輪62轉動。以密封方式將前發動機蓋44設置在發動機10上。仍然在主裝配線上，將曲軸皮帶輪26，交流發電機12，空調壓縮機14，動力轉向泵16，第一張緊裝置34以及第二張緊裝置38安裝在發動機10上。交流發電機12，空調壓縮機14，動力轉向泵16，第一張緊裝置34和第二張緊裝置38通常分別預先安裝有配套的皮帶輪18，20，22，42和40。在上述所有的操作之後，使動力傳送帶32和36繞皮帶輪18，20，22，26，40和42轉動或環繞這些皮帶輪設置。
本發明能夠從主裝配線省去大多數或所有的組裝步驟，並且還具有的優點是通過將這些步驟或多或少地設置在不太關鍵的組裝路徑中，而在汽車製造中提高最關鍵組裝路徑的可靠性並降低整個組裝成本。其是通過在形成一部分驅動系統組件的整體製品的製造中設置適於實現許多功能的發動機驅動架或增強型前發動機蓋來實現的，如前所述該組件已包括了各種其它部件和零件。另外，其能夠實現以前不可得到的使組裝工藝更經濟的功能，其包括驅動輪(如皮帶輪，滑輪，同步傳送帶或鏈條的輪，或者甚至是具有這些特徵組合的驅動輪)可拆卸和/或可轉動地安裝在機架上。
圖3和4對一個最佳實施例中的機架64進行了說明。在通常的形式中，其包括一塊由多根加強杆68加強的底板66。加強杆68的實際結構將根據特定的用途改變。周壁74從大部分底板66的周邊延伸且基本上與發動機10的前部形狀，特別是氣缸蓋70和氣缸座72的結合體的形狀相一致。底板66的形狀與發動機10的前部形狀相適應以形成底板66和發動機10前部之間的匹配關係。機架64包括用於安裝或分別接收附件、張緊裝置、驅動輪和發動機軸的接收區。並且設有凸輪軸和鏈輪接收區76。當將機架64安裝在發動機10上時，凸輪軸46的固定端84經這些區域伸出。凸輪軸和鏈輪接收區76的外周邊為鏈輪保持器78。如從圖4和6能更清楚地看到的那樣，保持器78為空心截頭錐體，其外表面80緊密對應於凸輪軸鏈輪50的內表面82。這種對應形成了可拆卸的裝配，從而能夠輕輕地將凸輪軸鏈輪50壓靠在保持器78上並使其固定在等待將完成的組件組裝在發動機10上的位置處。在已經以可拆卸的方式將鏈輪50裝配在保持器78上之後，將機架64固定在發動機10上的動作會對固定端84加壓以形成與鏈輪50配合的關係並迫使鏈輪50從保持器78上鬆脫。緊固件86的緊固能夠完成凸輪軸鏈輪50在凸輪軸46上的安裝。
如所提到的那樣，在該最佳實施例中的保持器78採用了空心截頭錐體的形式。雖然未說明，但也可以預想採用其它的形狀和技術。它們包括適於整體或部分與內表面82配合的分段式空心截頭錐體，柱或銷。所提到的每一保持器的外表面80可以包括凹槽，脊或其它結構，它們適於與內表面82配合以改善需要從保持器78釋放鏈輪50的力。同樣，出於相同的目的，可以使內表面82具有某種結構。可以在表面80和82之間加設粘結劑。另外，可以將粘結劑設置在鏈輪50和底板66之間的接觸點處以形成保持器78。
圖5和6顯示了凸輪軸鏈輪50上的定位孔88。如圖所示，這種最佳實施例包括具有手柄92和定位銷94的定位夾90。銷接收器96與鏈輪保持器50形成整體。當以可拆卸的方式將凸輪軸鏈輪50安裝在鏈輪保持器78上且利用定位銷94使定位夾90穿過定位孔88並插入銷接收器96內時，能夠固定凸輪軸鏈輪50的旋轉方位。對於發動機10的正確操作而言，曲軸24和凸輪軸46的旋轉關係是十分重要的。凸輪軸鏈輪50在機架64上的固定與凸輪軸鏈輪50和凸輪軸46的鍵一起建立了一個參考點，通過該點能夠使曲軸24和曲軸鏈輪54可轉動地匹配以便形成凸輪軸46和曲軸24之間的決定性關係。
既能可鬆脫地保持凸輪軸鏈輪50又能固定它們的旋轉方位的一種輔助方案(未說明)是使輔助銷接收器96與在所述最佳實施例中未使用的定位孔88對準。隨後，將所有四個銷杆接收器96車出螺紋，最後的步驟為旋擰緊固件穿過定位孔88並將它們擰入銷杆接收器96內，從而使緊固件充分放鬆以允許凸輪軸鏈輪50在固定在凸輪軸46上時能夠找到正確的軸向定位。在將機架64固定在發動機10上時，可以拆除緊固件以使凸輪軸鏈輪50鬆脫。
設想通過利用一種簡單的模製裝置就能夠省略定位孔88，所述模製裝置能夠簡單地滑入兩個凸輪鏈輪50之間的間隙並與凸輪鏈輪50接合。這種方案不適用於單向凸輪發動機。
還可設想通過在軸頸支承件98和凸輪軸鏈輪轂100的界面軸頸支承凸輪軸鏈輪50，從而可轉動地保持凸輪軸鏈輪50。這種結構仍使用了定位夾90來固定凸輪軸鏈輪50的轉動方位。對於這一實施例而言，不存在鏈輪保持器78且軸頸支承必須是鬆弛的，以便使凸輪鏈輪50可拆卸地安裝在凸輪軸46上時，能夠適應凸輪鏈輪50的某些橫向運動。
參見圖3，機架64還包括同步張緊裝置安裝點102，水泵安裝點104，動力轉向泵安裝點106，交流發電機安裝點108，惰輪安裝點110，蛇形傳送帶張緊裝置安裝點112，空調壓縮機安裝點114以及曲軸接收區116。沿周壁74設置多個安裝孔118，以便將圖7和8所述的凸輪驅動裝置蓋130緊固在機架64上。這一最佳實施例包括用於從前部支承發動機10的馬達安裝託架120。因此，應設置帶有通孔124的加強柱122，以強化發動機10和馬達安裝託架120之間的連接。但是，許多應用將不包括安裝託架120。
圖13對曲軸皮帶輪126的可拆卸的安裝結構進行了描述。皮帶輪轂132具有保持槽134，該保持槽在轂132和曲軸鏈輪54之間的接觸點附近環繞轂132。槽134與形成在凸輪驅動裝置蓋130下部的第一凸起136和形成在貼近槽134的一部分周壁74上的第二凸起138配合，以便鬆弛地將皮帶輪126固定在應有的位置處。對於某種應用而言，第一凸起136將會充分地保持曲軸皮帶輪126，從而消除對第二凸起138的需求。在所說明的最佳實施例中，皮帶輪126為一種扭振阻尼器。因此，皮帶輪126包括慣性環140和橡膠插入件142。
在所描述的實施例中，將發動機油泵144固定在底板66上。泵144包括泵體146和泵轉子148。轉子148由曲軸24直接驅動，且與同步曲軸驅動裝置機械相連，所述同步凸輪軸驅動裝置包括同步動力傳送帶48，凸輪軸鏈輪50，曲軸鏈輪54，同步張緊裝置60，同步張緊皮帶輪62，水泵56以及水泵鏈輪58。水泵鏈輪58可以是由皮帶48的另一側驅動的皮帶輪。另外，水泵56可以由異步動力傳送帶98交替驅動，或以與所述油泵144相同的方式被直接驅動。同樣，油泵144可由同步動力傳送帶49或異步動力傳送帶98驅動。曲軸的鼻狀油封件150密封了泵體146和鏈輪54的界面。
在實際中，設有機架64。如以前所描述的那樣，凸輪軸鏈輪50可拆卸地或可轉動地安裝在凸輪鏈輪接收區76。將水泵56和配套的鏈輪58安裝在水泵安裝點104處。將同步張緊裝置60和配套的皮帶輪62安裝在同步張緊裝置安裝點102處。將油泵144安裝在曲軸接收區116。對於要求同步燃油泵操作的用途而言，例如對於壓燃式發動機而言，可以在適當的位置處將燃油泵安裝在底板66上，以便由同步動力傳送帶48驅動。提供皮帶輪126和曲軸鏈輪54的組合。這些部件可以是獨立提供的部件或是一體裝置。
另外，可以設想根據用途，異步驅動裝置可包括不止一條異步動力傳送帶。該最佳實施例中，同步動力傳送帶48和異步動力傳送帶98形成了部分柔性鏈動力傳送機構。對於要求不止一條同步或異步動力傳送帶的應用而言，所有這些帶均能夠形成柔性鏈動力傳送機構。在由鏈條代替任意前述的帶的情況下，鏈條或鏈條和帶的組合能夠形成柔性鏈動力傳送機構。
設置同步動力傳送帶48並使其繞鏈輪50，54和58以及鏈輪62轉動。經定位孔88和銷接收器96插入定位夾90。當如上所述，通過插入夾90可轉動地固定凸輪軸鏈輪50時，同步動力傳送帶48的運行能夠可轉動地固定曲軸鏈輪54。使保持槽134與第二凸起138相匹配。隨後，在周壁74處，將凸輪驅動裝置蓋130裝配在機架64上。起初，使第一凸起136與保持槽134相匹配。這樣便使凸輪驅動裝置蓋130朝保持槽134傾斜。該動作能夠分別在第一和第二凸起136和138之間抓住皮帶輪126和鏈輪54。隨後，使驅動裝置蓋130與周壁74匹配並通過插入且緊固在機架安裝孔118內的緊固件(未示出)將驅動裝置蓋130緊固至周壁74上，這一組裝階段在圖7中示出。
交流發電機12，空調壓縮機14，動力轉向泵16設有分別固定在其上的配套的皮帶輪18，20和22。還設有蛇形皮帶張緊裝置152和皮帶輪154以及惰輪156。隨後，利用為允許布置傳送帶48而豎起的蛇形皮帶張緊裝置152，使異步動力傳送帶48繞皮帶輪18，20，126，22和154運行。
在如圖8中顯示了裝配成的驅動組件。此時，能夠將其作為一個單元安裝在發動機10上。通過使固定螺栓158穿過孔122並緊固在氣缸體72中的匹配螺紋孔(未示出)內，從而能夠將其固定在發動機10上。插入並緊固凸輪鏈輪緊固件86以及曲軸固定螺栓128。在緊固件86上方的凸輪驅動裝置蓋130中設置凸輪軸緊固件的檢修孔塞160。除去定位夾90。
除將驅動組件52安裝在發動機10上以外的其它所有操作通常會出現在主汽車裝配線以外的一條裝配線上。通常僅在發動機裝配線上或在主自動裝配線上完成將驅動組件52固定在發動機10的工作。
在該最佳實施例中，緊固件86的緊固和夾90的去除能夠提升凸輪軸鏈輪50離開鏈輪保持器78並允許凸輪軸鏈輪50與凸輪軸46同步轉動。曲軸固定螺栓128的緊固使保持槽134提升而與第一和第二凸起136和138分離，從而允許曲軸皮帶輪126和曲軸鏈輪54與曲軸24同步轉動。隨後，將張緊裝置152釋放至其工作位置。僅在獨立地將驅動組件52安裝在發動機10上後，才能釋放張緊裝置152，否則將會對曲軸皮帶輪126加載並將其拉入阻止組裝的卡住位置。
此時，應獨立地將驅動組件52固定在發動機10上。即，通過除去緊固件86以及螺栓128和158，可以使驅動組件52以及其所有的構成部件均與發動機10分離。實際上鏈輪50或54或皮帶輪126是可拆卸或可轉動地固定的。
設想對於某種用途而言，可要求附件的輔助支承。圖9-12顯示了輔助託架162。將託架162設置在附件12和14以及發動機10之間並用螺栓將其固定在它們中的每一個上。
至此，已描述了驅動組件52至發動機10前部的安裝。設想根據發動機10的結構和相關的動力輸出點以及附件，可以調節發動機10上的不同安裝位置。除了汽車以外，驅動組件52還適合不同的內燃機應用。這些應用包括用於卡車、越野設備、飛行器以及固定式動力源應用。
代替同步動力傳送帶48，可以使用鏈條。在這種情況下，鏈輪50和54可採用適用於鏈條的形狀，且同步張緊裝置60通常包括代替皮帶輪62的滑動件。鏈條也可取代異步動力傳送帶98。在這種情況下，鏈輪也將代替皮帶輪18，20，22，126，154以及156。
圖14顯示了一種可選擇的實施例，其具有由一個同步傳送帶480驅動的交流發電機啟動器201。在該實施例中，在安裝點200處，利用緊固件210將交流發電機啟動器201安裝至機架640上。機架640大致與本申請中其它地方所述的機架64相似，不同之處在於輔助交流發電機啟動器安裝點。除了交流發電機啟動器201以外，該實施例還可包括交流發電機啟動器201與本說明書中以前所述的其它附件的任意組合。
通過同步動力傳送帶480驅動交流發電機啟動器201。傳送帶480與交流發電機啟動器鏈輪202接合。鏈輪202具有齒狀輪廓。但是，由於交流發電機啟動器的操作不依賴於發動機的定時，因此鏈輪202也可包括任意其它的帶輪廓，這些輪廓包括多肋狀以及v型帶，只要其能與帶480相適應即可。惰輪203位於凸輪軸鏈輪50和鏈輪202之間。傳送帶480大致與傳送帶48相似，但不同之處在於具有適於加設鏈輪202以及惰輪203的長度。包括同步動力傳送帶480的柔性鏈還可包括鏈條。
在另一個實施例中，在安裝點200處，使交流發電機啟動器201的殼體結合至機架640。在安裝點200處，將交流發電機啟動器201的殼體鑄造或機加工成機架640的整體部分。隨後，以相同的方式將包括轉子(未示出)的交流發電機啟動器201的部分裝配在所述殼體內，仿佛交流發電機啟動器201是一個獨立部件。該實施例通過消除機械連接以及另外用於將交流發電機啟動器緊固至安裝點200上的附帶緊固件，還能提高整個組件的結構完整性。這種將部件殼體製造成驅動組件機架的整體部分的方法還適用於固定在機架上的任意其它輔助部件，這些部件包括助力轉向泵16，燃油噴射泵301以及空調壓縮機14。
在任意以前的實施例中，交流發電機啟動器201是以兩種方式使用的。在第一種方式中，交流發電機啟動器僅起到在發動機10工作時向不同發動機的電子元件提供電力的交流發電機的作用。
在第二種方式中，交流發電機啟動器201起到啟動器的作用。在該第二方式中，發動機10以正常的方式啟動。但是，在其它情況下，例如在紅燈時，當發動機空轉工作同時消耗燃油並放出廢氣時，也可使發動機停止工作。隨後，在必須啟動車輛時，如12V或42V電池這樣的電源向交流發電機啟動器201提供電能，以便起到啟動器馬達的作用。例如，響應節流輸入量，激勵交流發電機啟動器201，使傳送帶480由交流發電機啟動器201驅動，從而驅動所涉及的部件並使發動機10轉動，使發動機10啟動。一旦發動機10轉動，便恢復交流發電機的功能。與現有技術不同，將交流發電機啟動器201合併為一個整體部件允許在發動機上的單功能位置處利用這些其它獨立部件。這樣便消除了對通常位於發動機10中與撓性板或飛輪相鄰的另一部分處的獨立啟動器的需要。
通過去除獨立啟動器以及與安裝啟動器相關的裝配步驟，省去啟動器並將交流發電機啟動器裝配在機架640上還能顯著地降低成本。由於隨後與如本申請所述的驅動組件的裝配相結合，因此也可從發動機的關鍵組裝路徑除去啟動器的安裝。
圖15給出了另一種可選擇的實施例，其包括一燃油噴射泵部件，在該實施例中，在位置300處，將燃油噴射泵301安裝至機架6400上。除了輔助燃油噴射泵的安裝部分以外，機架6400與機架64基本相同。通過同步動力傳送帶4800驅動燃油噴射泵301。傳送帶4800與燃油噴射泵鏈輪302嚙合。
就利用了傳統的旋轉式或直列式噴射泵的壓燃式發動機而言，正確的燃油噴射泵操作取決於要求使用同步傳送帶的發動機的時間控制。就裝配有一種共軌式燃油噴射系統的火花點火式發動機或壓燃式發動機而言，正確的燃油噴射泵操作可以取決於或無需取決於發動機的時間控制。在正確的功能不依賴於與曲軸轉動的同步關係的情況下，鏈輪302可以在傳送帶4800的後部(未示出)上轉動，所述傳送帶4800可以是包括v型肋或多肋-V型帶的任意其它帶的輪廓。
鏈輪302具有齒狀輪廓。使惰輪303位於凸輪軸鏈輪50和鏈輪302之間。除了在適於加設鏈輪302和惰輪303的長度上有所不同以外，傳送帶4800基本上與傳送帶48相同。
同樣，這種結構省略了對在發動機10的另一個位置處獨立設置燃油噴射泵301的需求。並且還省略獨立於所述組件來安裝燃油噴射泵的獨立步驟。這樣便通過在使機架6400與發動機10連接之前，將燃油噴射泵301預裝配至機架6400上，從而大大簡化了整個發動機的組裝。
參見圖16，將鏈輪202安裝至軸205上。軸封306能夠防止灰塵沿軸205進入機架640內。在如本說明書中其它地方所述那樣，使機架640連接至發動機10上之前，利用緊固件310，311將交流發電機啟動器201固定在機架640上。在交流發電機啟動器201和發動機10之間無需其它的結構連接。機架640能夠完全支承交流發電機啟動器201。但是，如果需要，除了從機架64以外，可以加設從交流發電機啟動器201至發動機10的緊固件，以進一步強化組裝。
參見圖17，利用緊固件306，在機架輪轂6401處，使燃油噴射泵301與機架6400相連。在使機架6400與發動機10相連之前，使泵301與機架6400相連。利用緊固件304將鏈輪302固定在軸305上。在燃油噴射泵301和發動機10之間無需其它結構的連接。機架6400能夠完全支承燃油噴射泵301。如可以按用戶要求的那樣，燃料管(未示出)從燃料箱延伸至泵並從泵延伸至每一個缸(未示出)。但是，如果需要，除了從機架64以外，可以加設從交流發電機啟動器201至發動機10的緊固件，以進一步強化組裝。
圖18顯示了安裝至機架64一側的蓄油器400。可以利用螺紋緊固件以及緊固板或夾子(未示出)將蓄油器400固定在機架64上。管401包括一條位於蓄油器400和動力轉向泵16之間的供給返回流體路徑。
在另一種可選擇的實施例中，蓄油器400可作為機架64的整體部分。在機架64的製造期間，在機架64內形成一個內腔(未示出)，以便容納動力轉向液體。
圖19給出了一種提升架的透視圖。在發動機的組裝期間，利用提升架來提升並另外控制所述驅動組件。提升架600包括機體601。將板602固定在機體601上。板602包括孔604和605，這些孔用於接合機架64上的杆606，607。夾具603包括一種用於接合驅動輪的環形形式。
在使用中，提升架600首先與曲軸驅動輪接合。接著，稍微提升板602使其位於機體601上，以允許孔604和605以接合馬達安裝架120上的杆606和607，參見圖7。此時，應正確地接合提升架600以便為組裝工藝提升機架64。一旦完成組裝，提升架600便可以拆除。
參見圖20，定位架700包括安裝託架701，通過該安裝託架701可拆卸地將定位架700固定在發動機上。定位架700還包括導引件702和703，通過這些導引件可滑動地結合杆704和705。杆704和705可沿主縱向軸線軸向運動通過導引件702和703。杆704和705的端部706和707分別嵌入機架64中的對應孔708和709中。
所述組裝過程通常包括將一個驅動組件固定在作為發動機組件的一部分的氣缸體上。在工作期間，具有轉動元件的發動機氣缸體能夠產生可利用的動力。此處所述的驅動組件為獨立式自包含形式，且被固定在發動機氣缸體上。在工作期間，所述組件通常與曲軸連接，此處將更全面描述，所述組件接收由氣缸體產生的一部分可利用的動力。利用從氣缸體(或特別是曲軸)接收的一部分可利用的動力，組件能夠向發動機提供發動機工作所需要的幾種形式的動力。其包括如用於電子系統的此處將更全面描述的由組件上的一個部件產生的電能。其也可包括由組件上的一個部件產生的、用於如動力轉向裝置這樣的流體驅動系統的流體能，並且本申請中將作更全面的描述。液壓流體可以包括不可壓縮的液體，如水、液壓液或動力轉向液。其還可包括可壓縮的流體，如空氣或其它可壓縮的氣體。所述組件也可用於對驅動、配合發動機及使部件轉動(如以機械方式將曲軸連接至凸輪軸上或如此處將更全面描述的那樣，利用柔性鏈這類其它附件)提供機械能。
組件的安裝過程包括將機架700固定在一臺發動機上。為了接收機架700，可利用緊固件或通過連接至發動機上的任意形式的安裝點或夾具可實現固定。隨後，使杆704和705延伸以接收機架64。如圖19所示，利用固定至馬達安裝託架120上的提升架600來控制機架64。隨後，利用孔708，709分別使機架64接合至杆的端部706，707。隨後，通過分別使杆704和705滑動穿過導引件703，702，推動機架64與發動機的前部接合。將杆704和705和孔703，702設定在預定的位置處，以確保機架64與發動機以及其部件的正確定位，所述部件包括本說明書其它地方所述的凸輪軸和曲軸。由發動機的基準面A-A進一步確定機架64的安裝位置，以確保部件的正確關係。
一旦機架64處於發動機上的正確位置，便除去提升架600。在該過程中的這一步驟，通過定位機架杆704，705支承機架64。隨後，穿過機架64，將螺紋緊固件擰入發動機內。一旦將機架64緊固在發動機上，杆704，705便從孔708，709縮回，並從發動機除去機架700。可利用如旋轉式螺栓驅動器這樣的緊固裝置將緊固件固定在發動機內。旋轉式螺栓驅動器還可接合每根杆706，707的一端以確保在組裝期間與緊固件的正確、快速定位。隨後，如本說明書中另作描述的那樣，將驅動輪緊固至其相應的軸上。
圖21為一種具有驅動扭矩控制連杆的發動機的正視圖。將安裝託架801固定在機架64上。將安裝託架802固定在車架805上。利用緊固件804使扭矩連杆803連接在安裝託架801和802之間。緊固件804還可包括橡膠襯套(未示出)，以減小可另外通過扭矩連杆803傳遞至車架805上的發動機的振動。安裝託架801最好位於機架64上，從而使安裝託架801和發動機架800之間的距離達到最大，以便在與發動機安裝架800儘可能遠處使發動機扭矩起作用。但是，可以改變安裝託架801和802的位置，以適應規定車輛結構的設計要求。
圖22為一種包括一個油溝的可選擇實施例的側面剖面圖。組件機架64如圖所示，安裝在發動機10的前部，其包括安裝在缸體904上的缸蓋900。機架64的一部分包括一條油溝902。油溝902提供了例如通向固定在缸體(未示出)上的油底盤的、位於氣缸蓋和發動機氣缸體之間的流體連通和通道。通過油泵(未示出)泵送至氣缸蓋的油經氣缸蓋900流至氣缸蓋排放口901。氣缸蓋排放口901與油溝902相連。油經油溝902流至氣缸體進入孔903。隨後，油流至可與氣缸體進入孔903相連的發動機的部分。使油溝902與氣缸蓋和氣缸體隔離密封以防止洩漏。
圖23為一種油溝的正視圖。油溝902如圖所示，具有進入區域906和排放區域907。但是，對於液體而言，根據用戶的需求，也可以在區域907處進入油溝902並從區域906排出。密封墊905密封油溝902，以防止液體從油溝902洩漏。由於能夠將油溝902設計成具有必須容納不同發動機部件之間的液流的形狀，因此，圖23所示的油溝的形式是通過例子給出的，並且不應具有局限性。
油溝902也可用作增強發動機和組件冷卻效果的風道的作用。在該實施例中，風道允許空氣在組件機架和發動機之間循環。所述油溝允許空氣從組件底座、由室溫條件進入。空氣通過對流進行循環且從位於組件頂部的出口(未示出)排出。
也可使用強制空氣流動系統提供穿過組件油溝902的冷卻氣流。在該實施例中，通過空氣泵或壓縮機、足以使機架冷卻的速度強迫氣流通過油溝。油溝的結構應允許穿過組件機架的氣流有效區域能足以冷卻機架。油溝也可以包括用於使最大的面積區域暴露於冷卻氣流的散熱片。
在另一實施例中，加大油溝902的尺寸以在機架64和安裝了機架的發動機之間建立空氣間隙。該空氣填充區域起到隔離受發動機熱量影響的機架和傳送帶的作用。利用空氣的隔離層降低組件溫度具有增大傳送帶工作壽命的效果。
根據附圖顯示了本發明以上說明書以及說明性實施例，並且以不同的改進型式以及可選擇的實施例對其作了詳細描述。但是，應理解本發明以前的描述僅用於說明，本發明的保護範圍僅局限於考慮了現有技術所解釋的權利要求。另外，也可在無需本申請未作特別說明的任意元件的情況下，適當地實施此處以說明性方式披露的本發明。
權利要求
1.一種用於內燃機的改進型動力傳動裝置，其具有一個柔性鏈機構，其用於在所述內燃機的曲軸和與所述內燃機的主要目的無關的驅動部件之間傳遞動力，其改進之處包括驅動架，可拆卸地安裝在所述驅動架上的凸輪軸鏈輪，可拆卸地安裝在所述驅動架上的曲軸驅動輪，安裝在所述驅動架上的發動機附件，安裝在所述發動機附件上的輔助驅動輪，以及所述凸輪軸鏈輪、所述曲軸驅動輪以及所述輔助驅動輪均由所述柔性鏈機構傳動。
2.根據權利要求1所述的改進型動力傳動裝置，其還包括所述柔性鏈機構包括一條同步動力傳送帶。
3.根據權利要求1所述的改進型動力傳動裝置，其還包括所述柔性鏈機構包括一條異步動力傳送帶。
4.根據權利要求1所述的改進型動力傳動裝置，其還包括所述柔性鏈機構包括一條同步動力傳送帶以及一條異步動力傳送帶。
5.根據權利要求1所述的改進型動力傳動裝置，其還包括所述柔性鏈機構包括一根鏈條。
6.根據權利要求1所述的改進型動力傳動裝置，其還包括所述柔性鏈機構包括一根鏈條和一條異步動力傳送帶。
全文摘要
本發明涉及一種用於內燃機的改進型動力傳送驅動裝置。所述驅動裝置具有一在所述內燃機的曲軸和驅動部件之間傳遞動力的柔性鏈機構。其改進之處在於一驅動機架，一可拆卸地安裝在驅動架上的凸輪軸鏈輪，一可拆卸地安裝在驅動架上的曲軸鏈輪，一安裝在驅動架上的發動機組件，一安裝在發動機附件上的軸上的輔助驅動輪，並且所述凸輪軸鏈輪、曲軸驅動輪以及輔助驅動輪均由所述柔性鏈機構傳動。
文檔編號F16H7/00GK1690383SQ200510072929
公開日2005年11月2日 申請日期2001年6月8日 優先權日2000年6月8日
發明者羅傑·D·斯通 申請人:蓋茨公司