軸向傳動相角可調器的製作方法
2023-06-14 05:22:11 2
專利名稱：軸向傳動相角可調器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械系統的改進，尤其涉及一種軸向傳動相角可調器。
背景技術：
機械系統包括內燃機常常需要改變兩轉動軸間的相角，來達到提高性能之目的。比如傳統內燃機由於結構限制，曲軸與凸輪軸間相角不可調節，因此限制了其性能的提高。隨著技術進步出現了由電液控制的可變相角機構，但結構比較複雜、成本高。因此開發一種高性能、低成本的可變相角裝置勢在必行。
發明內容
本發明的目的在於提供一種軸向傳動相角可調器，該裝置可在機械系統和內燃機運行過程中輕鬆地對兩軸傳動機構實施相角的調節，從而可提高機械系統和內燃機的性能，如用於內燃機上可通過該裝置，在發動機運行期間調節曲軸與凸輪軸間的相角，可減少內燃機的換氣損失，提高充氣效率，提高動力性能，改善發動機燃油經濟性，降低排氣汙染。
本發明的軸向傳動相角可調器，它包括一個支撐軸，分別通過軸承套在所述支撐軸上的一個套裝軸和一個能夠繞所述支撐軸旋轉的控制盤，所述的支撐軸與套裝軸同軸線設置，所述的控制盤上裝有一個或多個軸線垂直於所述支撐軸的軸線方向的傳動錐形齒輪並且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉的控制件，在所述控制盤的兩側分別設置有一個與所述傳動錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的兩個錐形齒輪付分別通過連接鍵固定在所述的支撐軸、套裝軸上，所述的支撐軸上開有主油道並且在所述安裝控制盤和每一軸承位置的支撐軸上開有多個與所述主油道相連通的橫向油孔，在所述的控制盤中設有與所述多個橫向油孔相連通的供傳動錐齒輪、錐齒輪付和控制件進行潤滑的多向潤滑油路。
在本發明裝置中，由於使用了支撐軸、套裝軸、控制盤及錐形齒輪付機構，通過驅動控制盤上安裝的控制件使控制盤轉動，從而可以保證兩軸向傳動的支撐軸和套裝軸間相角的改變。用在內燃機上將使發動機輸出的低速轉矩大，功率高，燃料消耗量少。車用機常用工況的經濟性和動力性好。與點火或噴油提前角調節、EGR、增壓以及其他可變技術等相結合，既可降低排放又可保持良好的經濟性、動力性和排放指標。此外來自支撐軸主油道的高壓潤滑油，可直接通過在該軸上設有的多個橫向油孔，一方面經控制盤內設有的多向油路供傳動錐齒輪、錐齒輪付和控制件進行潤滑，另一方面則直接對支撐軸與套裝軸間的軸承進行潤滑。
圖1是傳統內燃機曲軸和凸輪軸傳動簡圖；圖2是本發明的軸向傳動相角可調器的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作詳細描述。
如圖2所示，本發明的一種軸向傳動相角可調器，它包括一個支撐軸1，分別通過軸承套在所述支撐軸上的一個套裝軸8和一個能夠繞所述支撐軸旋轉的控制盤11，所述的支撐軸1與套裝軸8同軸線設置，所述的控制盤11上裝有一個或多個軸線垂直於所述支撐軸的軸線方向的傳動錐形齒輪5並且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉的控制件4；在所述的控制盤中設有多向潤滑油路，如箭頭示意的就是油路布置的一種示例；在所述控制盤的兩側分別設置有一個與所述傳動錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付3、6，所述的兩個錐形齒輪付分別通過連接鍵2、7固定在所述的支撐軸1、套裝軸8上，所述的支撐軸上開有主油道9並且在所述安裝控制盤11和每一軸承位置的支撐軸上開有多個與所述主油道相連通的橫向油孔10。在所述的控制盤中設有與所述多個橫向油孔相連通的供傳動錐齒輪5、錐齒輪付3、6和控制件4進行潤滑的多向潤滑油路。所述的控制件可以為電控渦輪蝸杆機構或齒輪系，所述的控制盤11和控制件4可以為圓形或扇形，所述的每一軸承可以為滾動軸承或滑動軸承。
對照圖1進行分析，本發明與發動機上的傳統傳動裝置的明顯區別在於，傳統內燃機曲軸13和凸輪軸14，是靠分別與兩軸銷鍵固接的具有一定速比的齒輪的嚙合傳動或是鏈輪通過鏈條直接傳動使發動機工作的，結構一定時，兩軸間相角是不變的。本發明的軸向相角可調裝置，則可直接通過兩軸的套裝結構，實現軸間相角的改變。不需改變相角時，控制件4位置不變，裝有凸輪軸傳動齒輪的套裝軸8隨曲軸轉動，通過錐齒輪付3，5，6帶動裝有凸輪的支撐軸1旋轉，使發動機正常運轉。需要調整相角時，在上述輪系工作過程中，可通過驅動控制盤11上安裝的控制件4使控制盤轉動，從而改變兩軸間相角，使發動機性能發生變化。在發動機正常運轉時，來自油泵的高壓潤滑油充滿該裝置的主油道9，並分多路對整個裝置進行潤滑，譬如，一路由主油道通過橫向孔10潤滑控制盤軸承並直接進入控制盤的多向油路對傳動錐齒輪5、錐齒輪付3、6和控制件4進行潤滑；另一路則通過垂直孔12直接對支撐軸與套裝軸間的軸承進行潤滑。
經上述改進後的發動機傳動系統，結合附圖進行說明有以下優點經上述改進後的發動機傳動系統如圖2所示，由於本發明的裝置，由於採用了兩軸間的套裝結構，可通過其上裝有錐齒輪付3，5，6的控制盤11的位置變化使相角改變。因此在不需改變相角時，控制盤11位置不變，裝有凸輪軸傳動齒輪的套裝軸8隨曲軸轉動，通過錐齒輪付3，5，6帶動裝有凸輪的支撐軸1旋轉，使發動機正常運轉。需要調整相角時，在上述輪系工作過程中，可根據發動機工況需要發出指令，通過驅動控制盤11上安裝的控制件4使控制盤轉動，從而改變兩軸間相角，使發動機性能發生變化。比如，在發動機轉速高時，可調節控制盤的旋向，使凸輪軸的配氣相位滯後，充分利用氣流慣性，增加進氣充量，提高進氣效率，改善發動機的動力性能；在發動機轉速低時，可調節控制盤的旋向，使凸輪軸的配氣相位提前，防止充量外流，提高低速進氣效率，改善發動機的低速動力性能和經濟性；此外，還可以通過發動機轉速、負荷等多參量綜合控制發動機的動力性、經濟性和排放指標。相比之下，傳統內燃機，由於其機構限制，具有相角恆定，即發動機曲軸和凸輪軸的軸向相對位置是不可調節的，這使得發動機在許多工況下不得不使用一樣的配氣相位，不是損失了發動機的高速性能，使標定功率和轉矩下降；就是致使發動機低速性能惡化，對車用內燃機至關重要的低速轉矩太低，使用性能大大降低；還可導致發動機經濟性和排放指標惡化。
綜上述，本發明提供的一種軸向傳動相角可調裝置有如下主要優點機械系統中兩轉動軸間的相位任意可調，用在內燃機上將使發動機輸出的低速轉矩大，功率高，燃料消耗量少。車用機常用工況的經濟性和動力性好。與點火或噴油提前角調節、EGR、增壓以及其他可變技術等相結合，既可降低排放又可保持良好的經濟性、動力性指標。在本發明基礎上可應用現有的任何內燃機先進技術。
權利要求
1.軸向傳動相角可調器，其特徵在於它包括一個支撐軸，分別通過軸承套在所述支撐軸上的一個套裝軸和一個能夠繞所述支撐軸旋轉的控制盤，所述的支撐軸與套裝軸同軸線設置，所述的控制盤上裝有一個或多個軸線垂直於所述支撐軸的軸線方向的傳動錐形齒輪並且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉的控制件；在所述控制盤的兩側分別設置有一個與所述傳動錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的兩個錐形齒輪付分別通過連接鍵固定在所述的支撐軸、套裝軸上，所述的支撐軸上開有主油道並且在所述安裝控制盤和每一軸承位置的支撐軸上開有多個與所述主油道相連通的橫向油孔，在所述的控制盤中設有與所述多個橫向油孔相連通的供傳動錐齒輪、錐齒輪付和控制件進行潤滑的多向潤滑油路。
2.根據權利要求1所述的軸向傳動相角可調器，其特徵在於所述的控制件為電控渦輪蝸杆機構或齒輪系。
3.根據權利要求1所述的軸向傳動相角可調器，其特徵在於所述的控制盤和控制件為圓形或扇形。
4.根據權利要求1所述的軸向傳動相角可調器，其特徵在於所述的每一軸承是滾動軸承或滑動軸承。
全文摘要
本發明公開了一種軸向傳動相角可調器，它包括一個支撐軸，分別通過軸承套在所述支撐軸上的一個套裝軸和一個能夠繞所述支撐軸旋轉的控制盤，所述的控制盤上裝有一個或多個軸線垂直於所述支撐軸的軸線方向的傳動錐形齒輪並且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉的控制件，在所述控制盤的兩側分別設置有一個與所述傳動錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的支撐軸上開有主油道，在所述的控制盤中設有供傳動錐齒輪、錐齒輪付和控制件進行潤滑的多向潤滑油路。採用本發明裝置可以保證兩軸向傳動的支撐軸和套裝軸間相角的改變。用在內燃機上將使發動機輸出的低速轉矩大，功率高，燃料消耗量少。
文檔編號F01M9/10GK101042061SQ20071005726
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者林建生 申請人:天津大學