專(zhuān)利名稱(chēng)：軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械系統(tǒng)的改進(jìn)，尤其涉及一種軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器。
背景技術(shù)：
機(jī)械系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)常常需要改變兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的相角，來(lái)達(dá)到提高性能之目的。比如傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)由于結(jié)構(gòu)限制，曲軸與凸輪軸間相角不可調(diào)節(jié)，因此限制了其性能的提高。隨著技術(shù)進(jìn)步出現(xiàn)了由電液控制的可變相角機(jī)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本高。因此開(kāi)發(fā)一種高性能、低成本的可變相角裝置勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，該裝置可在機(jī)械系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過(guò)程中輕松地對(duì)兩軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施相角的調(diào)節(jié)，從而可提高機(jī)械系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)的性能，如用于內(nèi)燃機(jī)上可通過(guò)該裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間調(diào)節(jié)曲軸與凸輪軸間的相角，可減少內(nèi)燃機(jī)的換氣損失，提高充氣效率，提高動(dòng)力性能，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排氣污染。
本發(fā)明的軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，它包括一個(gè)支撐軸，分別通過(guò)軸承套在所述支撐軸上的一個(gè)套裝軸和一個(gè)能夠繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制盤(pán)，所述的支撐軸與套裝軸同軸線設(shè)置，所述的控制盤(pán)上裝有一個(gè)或多個(gè)軸線垂直于所述支撐軸的軸線方向的傳動(dòng)錐形齒輪并且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制件，在所述控制盤(pán)的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)與所述傳動(dòng)錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的兩個(gè)錐形齒輪付分別通過(guò)連接鍵固定在所述的支撐軸、套裝軸上，所述的支撐軸上開(kāi)有主油道并且在所述安裝控制盤(pán)和每一軸承位置的支撐軸上開(kāi)有多個(gè)與所述主油道相連通的橫向油孔，在所述的控制盤(pán)中設(shè)有與所述多個(gè)橫向油孔相連通的供傳動(dòng)錐齒輪、錐齒輪付和控制件進(jìn)行潤(rùn)滑的多向潤(rùn)滑油路。
在本發(fā)明裝置中，由于使用了支撐軸、套裝軸、控制盤(pán)及錐形齒輪付機(jī)構(gòu)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制盤(pán)上安裝的控制件使控制盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以保證兩軸向傳動(dòng)的支撐軸和套裝軸間相角的改變。用在內(nèi)燃機(jī)上將使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的低速轉(zhuǎn)矩大，功率高，燃料消耗量少。車(chē)用機(jī)常用工況的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性好。與點(diǎn)火或噴油提前角調(diào)節(jié)、EGR、增壓以及其他可變技術(shù)等相結(jié)合，既可降低排放又可保持良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放指標(biāo)。此外來(lái)自支撐軸主油道的高壓潤(rùn)滑油，可直接通過(guò)在該軸上設(shè)有的多個(gè)橫向油孔，一方面經(jīng)控制盤(pán)內(nèi)設(shè)有的多向油路供傳動(dòng)錐齒輪、錐齒輪付和控制件進(jìn)行潤(rùn)滑，另一方面則直接對(duì)支撐軸與套裝軸間的軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。


圖1是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)曲軸和凸輪軸傳動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖2是本發(fā)明的軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
如圖2所示，本發(fā)明的一種軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，它包括一個(gè)支撐軸1，分別通過(guò)軸承套在所述支撐軸上的一個(gè)套裝軸8和一個(gè)能夠繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制盤(pán)11，所述的支撐軸1與套裝軸8同軸線設(shè)置，所述的控制盤(pán)11上裝有一個(gè)或多個(gè)軸線垂直于所述支撐軸的軸線方向的傳動(dòng)錐形齒輪5并且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制件4；在所述的控制盤(pán)中設(shè)有多向潤(rùn)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(pán)的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)與所述傳動(dòng)錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付3、6，所述的兩個(gè)錐形齒輪付分別通過(guò)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(kāi)有主油道9并且在所述安裝控制盤(pán)11和每一軸承位置的支撐軸上開(kāi)有多個(gè)與所述主油道相連通的橫向油孔10。在所述的控制盤(pán)中設(shè)有與所述多個(gè)橫向油孔相連通的供傳動(dòng)錐齒輪5、錐齒輪付3、6和控制件4進(jìn)行潤(rùn)滑的多向潤(rùn)滑油路。所述的控制件可以為電控渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)或齒輪系，所述的控制盤(pán)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(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。
對(duì)照?qǐng)D1進(jìn)行分析，本發(fā)明與發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置的明顯區(qū)別在于，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)曲軸13和凸輪軸14，是靠分別與兩軸銷(xiāo)鍵固接的具有一定速比的齒輪的嚙合傳動(dòng)或是鏈輪通過(guò)鏈條直接傳動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作的，結(jié)構(gòu)一定時(shí)，兩軸間相角是不變的。本發(fā)明的軸向相角可調(diào)裝置，則可直接通過(guò)兩軸的套裝結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軸間相角的改變。不需改變相角時(shí)，控制件4位置不變，裝有凸輪軸傳動(dòng)齒輪的套裝軸8隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)錐齒輪付3，5，6帶動(dòng)裝有凸輪的支撐軸1旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。需要調(diào)整相角時(shí)，在上述輪系工作過(guò)程中，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制盤(pán)11上安裝的控制件4使控制盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變兩軸間相角，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)生變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自油泵的高壓潤(rùn)滑油充滿該裝置的主油道9，并分多路對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行潤(rùn)滑，譬如，一路由主油道通過(guò)橫向孔10潤(rùn)滑控制盤(pán)軸承并直接進(jìn)入控制盤(pán)的多向油路對(duì)傳動(dòng)錐齒輪5、錐齒輪付3、6和控制件4進(jìn)行潤(rùn)滑；另一路則通過(guò)垂直孔12直接對(duì)支撐軸與套裝軸間的軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。
經(jīng)上述改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明有以下優(yōu)點(diǎn)經(jīng)上述改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖2所示，由于本發(fā)明的裝置，由于采用了兩軸間的套裝結(jié)構(gòu)，可通過(guò)其上裝有錐齒輪付3，5，6的控制盤(pán)11的位置變化使相角改變。因此在不需改變相角時(shí)，控制盤(pán)11位置不變，裝有凸輪軸傳動(dòng)齒輪的套裝軸8隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)錐齒輪付3，5，6帶動(dòng)裝有凸輪的支撐軸1旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。需要調(diào)整相角時(shí)，在上述輪系工作過(guò)程中，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況需要發(fā)出指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制盤(pán)11上安裝的控制件4使控制盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變兩軸間相角，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)生變化。比如，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，可調(diào)節(jié)控制盤(pán)的旋向，使凸輪軸的配氣相位滯后，充分利用氣流慣性，增加進(jìn)氣充量，提高進(jìn)氣效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能；在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，可調(diào)節(jié)控制盤(pán)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(jìn)氣效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低速動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性；此外，還可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等多參量綜合控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。相比之下，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，由于其機(jī)構(gòu)限制，具有相角恒定，即發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和凸輪軸的軸向相對(duì)位置是不可調(diào)節(jié)的，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)在許多工況下不得不使用一樣的配氣相位，不是損失了發(fā)動(dòng)機(jī)的高速性能，使標(biāo)定功率和轉(zhuǎn)矩下降；就是致使發(fā)動(dòng)機(jī)低速性能惡化，對(duì)車(chē)用內(nèi)燃機(jī)至關(guān)重要的低速轉(zhuǎn)矩太低，使用性能大大降低；還可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)惡化。
綜上述，本發(fā)明提供的一種軸向傳動(dòng)相角可調(diào)裝置有如下主要優(yōu)點(diǎn)機(jī)械系統(tǒng)中兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的相位任意可調(diào)，用在內(nèi)燃機(jī)上將使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的低速轉(zhuǎn)矩大，功率高，燃料消耗量少。車(chē)用機(jī)常用工況的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性好。與點(diǎn)火或噴油提前角調(diào)節(jié)、EGR、增壓以及其他可變技術(shù)等相結(jié)合，既可降低排放又可保持良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性指標(biāo)。在本發(fā)明基礎(chǔ)上可應(yīng)用現(xiàn)有的任何內(nèi)燃機(jī)先進(jìn)技術(shù)。
權(quán)利要求
1.軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，其特征在于它包括一個(gè)支撐軸，分別通過(guò)軸承套在所述支撐軸上的一個(gè)套裝軸和一個(gè)能夠繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制盤(pán)，所述的支撐軸與套裝軸同軸線設(shè)置，所述的控制盤(pán)上裝有一個(gè)或多個(gè)軸線垂直于所述支撐軸的軸線方向的傳動(dòng)錐形齒輪并且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制件；在所述控制盤(pán)的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)與所述傳動(dòng)錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的兩個(gè)錐形齒輪付分別通過(guò)連接鍵固定在所述的支撐軸、套裝軸上，所述的支撐軸上開(kāi)有主油道并且在所述安裝控制盤(pán)和每一軸承位置的支撐軸上開(kāi)有多個(gè)與所述主油道相連通的橫向油孔，在所述的控制盤(pán)中設(shè)有與所述多個(gè)橫向油孔相連通的供傳動(dòng)錐齒輪、錐齒輪付和控制件進(jìn)行潤(rùn)滑的多向潤(rùn)滑油路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，其特征在于所述的控制件為電控渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)或齒輪系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，其特征在于所述的控制盤(pán)和控制件為圓形或扇形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，其特征在于所述的每一軸承是滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軸向傳動(dòng)相角可調(diào)器，它包括一個(gè)支撐軸，分別通過(guò)軸承套在所述支撐軸上的一個(gè)套裝軸和一個(gè)能夠繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制盤(pán)，所述的控制盤(pán)上裝有一個(gè)或多個(gè)軸線垂直于所述支撐軸的軸線方向的傳動(dòng)錐形齒輪并且在其外緣上固定有可使其繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)的控制件，在所述控制盤(pán)的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)與所述傳動(dòng)錐形齒輪相嚙合的第一、二錐形齒輪付，所述的支撐軸上開(kāi)有主油道，在所述的控制盤(pán)中設(shè)有供傳動(dòng)錐齒輪、錐齒輪付和控制件進(jìn)行潤(rùn)滑的多向潤(rùn)滑油路。采用本發(fā)明裝置可以保證兩軸向傳動(dòng)的支撐軸和套裝軸間相角的改變。用在內(nèi)燃機(jī)上將使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的低速轉(zhuǎn)矩大，功率高，燃料消耗量少。
文檔編號(hào)F01M9/10GK101042061SQ20071005726
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者林建生 申請(qǐng)人:天津大學(xué)