CN100554722C - 驱动板组合件及动力系的装配方法 - Google Patents

Abstract

驱动板组合件包括一个适于装在发动机缸体上的板件。该板件具有装在其上互相啮合的第一和第二齿轮。该两齿轮的游隙由板件上的安装预先确定，可不受将该板件安装到该发动机缸体上的影响。还提供一个装配动力系的方法。

Description

驱动板组合件及动力系的装配方法

相关申请的相互参考

本申请声明享有2005.9.13立案的美国临时申请60/716,593号的优先权，该申请在这里被整个参考引用。

技术领域

本发明涉及装在发动机缸体上的驱动板组合件及装配动力系的方法。

背景技术

除了驱动车辆外，从发动机曲轴发出的动力可被用来驱动一个或多个车辆辅助系统，如发动机润滑油泵。当一个或多个齿轮驱动机构被用来传递动力到车辆的辅助系统时，装配这些齿轮驱动机构的关键是要控制齿轮的游隙。本文所用“齿轮驱动机构”一词意为一个或多个互相啮合的齿轮组。

发明内容

本发明提供一个驱动板组合件，其中包括一个板件并有第一和第二互相啮合的齿轮可旋转地被安装在该板件上。该齿轮和板件被预先装配使第一和第二齿轮的游隙(即制造的变化或尺寸公差)被预先确定，即在齿轮装到该板件上时就被控制。然后将该板件装到发动机缸体上，这时齿轮的游隙不受影响。这个驱动板组合件可避免在将每一个齿轮分开安装到发动机缸体上时所会发生的问题，即第一和第二齿轮的中心线间距离(从而游隙)具有潜在的易变性。最好，该板件被这样安装，使该第一齿轮与穿过该发动机缸体的一个孔同心，而一个转轴被该发动机缸体支承在该孔内以资驱动该第一齿轮。该孔可从该发动机缸体的另一端开始，借以确保在该孔另一端可操作地连接在该端转轴上的一个互相啮合的齿轮组具有合适的游隙。由于驱动板组合件的齿轮的游隙并不取决于轴孔的位置，在两端的齿轮组的游隙都可被优化，即在另一端的齿轮组的游隙并不影响在该板件上第一和第二齿轮的游隙。

发动机组合件包括一个发动机缸体和一个用来支承转轴的孔。该板件适于装到该发动机缸体上。第一和第二齿轮可旋转地被装到该板件上使这两齿轮互相啮合。该板件装到该发动机缸体上时使第一齿轮基本上与转轴同心并且转轴通过第一齿轮将动力传给第二齿轮。

装配动力系的方法包括将第一齿轮和第二齿轮安装到一个板件上使这两齿轮互相啮合。在将齿轮装到该板件上后将该板件装到一个发动机缸体上使该第一齿轮与一个可旋转的驱动件(如转轴)对准。该可旋转件至少部分被该发动机缸体支承以便通过第一齿轮将动力传给第二齿轮。该方法可包括机加工出一个通过该发动机缸体的孔使该可旋转的驱动件延伸通过该孔。

本发明的上述这些和其他一些特点和优点可从下面结合附图而作的关于实施本发明最佳模式的详细说明中获悉。

附图说明

图1为一简略的透视图示出各种发动机构件包括一根曲轴和一根平衡的传动轴及连结在该平衡传动轴一端的一个驱动板组合件；

图2为图1中的曲轴、平衡传动轴和驱动板组合件的侧视图；

图3为图1和2中的驱动板装在发动机缸体上的简略的透视图；

图4为图1到3中的驱动板组合件的略图；及

图5为包括在图1到4的驱动板组合件中的板件的略图。

具体实施方式

参阅附图，其中相同的标号指相同的元件。图1示出作为发动机组合件11(见图3)一部分的柴油发动机10的选出的一些构件。发动机缸体12(未在图1中示出但在图3中示出，并将结合作说明)容纳其中许多构件。众所周知，活塞16在发动机缸体12的气缸孔18(如图3所示)内的运动使曲轴14转动。活塞16的周期性往复运动在发动机10上引起扭转的、侧向的和垂直的振动力。有一扭转减振器20和一飞轮22可操作地连接在该曲轴14上，有助于减轻扭转的和侧向的力。

有一平衡传动轴24与该曲轴14的实际中心线A(见图2)在径向上间隔开并基本平行。该平衡传动轴24一般平行于该曲轴14而旋转并被后者驱动。该平衡传动轴24消解发动机的振动如由活塞16和连杆(未示出)的往复运动以及曲轴14的旋转引起的垂直振动力。该平衡传动轴24在本文也被称为可旋转的驱动件。有一驱动齿轮26被连接在曲轴14上以便与它一同旋转。该驱动齿轮26与连接在该传动轴一端的配重传动齿轮28互相啮合，并驱动它。该驱动齿轮26和配重传动齿轮28可被称为后端齿轮组26、28。该配重传动齿轮28最好包括在该齿轮的一半部位(如图1中示出的下半部)上形成或切出的一个或多个孔30使该配重传动齿轮28在旋转时产生的转矩消解该发动机的振动。

参阅图2，在该曲轴的实际中心线A和该平衡传动轴24的中心线B之间的距离是关键：在这两中心线之间任何过多的尺寸窜动将会在负面上影响“齿轮游隙”，即互相啮合的齿轮26、28的尺寸公差或紧密度。小于最佳的游隙(即由于中心线A和B互相太靠近)能引起齿轮和轴承的故障，而过多的游隙(即由于中心线A和B太远离)会引起噪声。曲轴14和平衡传动轴24都由在发动机缸体后部轴孔的轴承(未示出)支承着；控制这两轴孔的相互位置极其重要，因为它确定中心线A和B的相互位置，从而确定后端齿轮组的游隙。

再次参阅图1，除了消解发动机的振动力外，该平衡传动轴24可被用来驱动多种车辆构件或系统。在本实施例中，该传动轴24分别通过第一和第二凸轮轴齿轮32、34驱动高架的凸轮轴(未示出)以及如下所述驱动一个液压燃油喷射泵。转矩通过与第二齿轮38互相啮合的第一齿轮36从平衡传动轴24被传递到这些系统。该第一和第二齿轮可被称为前端齿轮组36、38。该第一齿轮36被连接得与该平衡传动轴一同旋转，并被制有孔37使它被配重，与配重的传动齿轮28相似，造成一个转矩。该第一齿轮36的有效转矩在径向上与配重传动齿轮28的有效转矩相反。

参阅图2，要使互相啮合的第一和第二齿轮36、38具有最佳的游隙，关键在于控制第二齿轮38的中心线C相对于第一齿轮36中心线B的距离。(第一齿轮36的中心线B基本上与配重传动齿轮28的中心线相同，因为两者都基本上与该传动轴24对准。)但为了控制后端齿轮组26、28的游隙，通过该发动机缸体12用来支承该传动轴24的传动轴孔(图3中的43)是从该发动机缸体的后面(即靠近后端齿轮组26、28的一端)被机加工的，这样，前面的平衡轴孔(即在孔43靠近前端齿轮组36、38那一端的孔)相对于其他前端位置(如中心线C的位置)的中心线精确度就可能被损害。

为了解决这个问题，确保在该平衡传动轴24两端的齿轮组都能准确地互相啮合，第一和第二齿轮36、38被预先装配作为驱动板组合件40的一部分。用来使该齿轮36、38能相对于该板件42旋转的轴承和轴衬也可被包括在该板组合件40内。具体点说，该驱动板组合件40被这样预先装配：首先将第一和第二齿轮36、38装在板件42上，然后将该板件42定位在通过该发动机缸体12的平衡轴孔43的前端孔(图3中虚线所示)，再将该板件42装到发动机缸体12上。在该发动机缸体12的前端不需要为第二齿轮38另外开孔(因为该第二齿轮38被固定在该板件42上而不是直接固定在该发动机缸体12上)；这样，传动轴孔后端的中心线准确度可被保持而不会影响前端齿轮组36、38相互间的游隙。该前端齿轮组36、38的游隙由预先装配的板组合件40控制，即第一和第二齿轮36、38被装到板件42上，并不取决于该平衡传动轴孔43前端孔的位置。图3中的发动机组合件11包括发动机缸体12、平衡2传动轴24(从图1和2中可见)和驱动板组件件40，还可包括车辆构件如泵31(在图1中可见)及/或第一和第二高架的凸轮轴齿轮32、34。

参阅图3，板件42具有成形或钻削出的紧固件孔44。(在图3中有一与在板件42上左方所示最上面紧固件孔44对称地相对的紧固件孔被发动机缸体12遮挡着。图1中该板件42较小的图像未能示出紧固件孔44的细节；但如图3～5中所示可见在该板件42内设有紧固件孔44。)螺栓(未示)或其他合适的紧固机构可经该紧固件孔44被接纳而将该板件42固定在发动机缸体12上。再次参阅图2，可见在该板件42上制有第一圆筒凸缘部46。该凸缘部46容纳一个轴承(未示出)以便支承该传动轴24和第一齿轮36使它们可一同相对该凸缘部46旋转。有一轴衬(未示出)可被设置在该圆筒凸缘部46和该传动轴孔43的前端孔(图3中示出)之间。该传动轴24的端部可被制有花键以便与该第一齿轮36的内花键匹配。可用螺栓或其他紧固装置将第一齿轮36固定在该传动轴24的端部上。在将该板件42固紧到该发动机缸体12上之前先将该圆筒凸缘部46导入到该传动轴孔43的前端孔(见图3)内。当该驱动板组合件40被固定到该发动机缸体12上时，该第一齿轮36便可与该传动轴孔43的前端孔同心，从而与该传动轴24同心。

如在图2还可看到，该第二齿轮38被连接得与一心轴48一同旋转。在本实施例中，该第二齿轮38和心轴48系一单独的整体，但它们也可以是分开的构件，这也在本发明的范围内。在本实施例中为链条50、52的第一和第二可旋转的传力装置被分别连接在该心轴48及第一和第二高架凸轮轴齿轮32、34(见图1)之间造成一个链驱动以资将驱动动力从该心轴48传递到凸轮轴(未示出)上。另外图1中的泵31被支承在第二齿轮38的孔45(见图3和5)内并被第二齿轮38的旋转驱动。该泵31可被制出花键或用其他方法固定以便与该第二齿轮38和心轴48一同旋转。该板件42具有第二圆筒凸缘部49以便部分容纳并支承该泵31在该第二齿轮38上。在一可替代的实施例中，该泵31可被固定在该心轴48前面的第二齿轮38上。另外，该泵31还可在径向上与该心轴48间隔开并通过链条被驱动，情况与高架的凸轮轴相似，这时该第二圆筒凸缘部49可不需要。

参阅图4，其中画出设有第一圆筒凸缘部46和第二圆筒凸缘部49的板件42。还有一个第三圆筒凸缘部51与第二圆筒凸缘部49同心并在其相反方向延伸。板件42内的第一孔54与图1中的传动轴24和第一齿轮36同心并支承后两者。板件42内的第二孔56与图2中的第二齿轮38和心轴48同心并支承后两者使它们环绕第三圆筒凸缘部51的外表面58旋转。

参阅图5，驱动板组合件40包括板件42、第一齿轮36和第二齿轮38。在将齿轮36、38安装到该板件42上时该两互相啮合的第一齿轮36和第二齿轮38所需的游隙就被控制。该心轴48设有可接纳图1中第一链50的第一链轮60及可接纳图1中第二链52的第二链轮62。或者，该心轴48可制有凹槽来替代链轮而用另一种可旋转的传力装置如皮带配装在该凹槽内使与该心轴48一同旋转以资驱动车辆的构件如凸轮轴32、34。

驱动板组合件40不仅可使平衡传动轴24用来平衡发动机12内的振动力，还可用来驱动其他车辆系统。另外，通过一个简单的过程将驱动板组合件40预装配，前端齿轮组(第一齿轮36和第二齿轮38)就可得到优化的游隙而可不必受后端齿轮组(齿轮26和28)定位的影响，平衡传动轴孔可从发动机缸体12的后面机加工贯穿到前面。具体地说，装配一个动力系(如一个发动机组合件)的方法，就附图所示发动机组合件11的实施例而言，包括：将第一齿轮36和第二齿轮38装到板件42上使第一和第二齿轮36、38互相啮合。将第一齿轮36的凸缘伸出部滑动到板件42在孔54处的凸缘部46内便可将第一齿轮36装到板件42上(在图2中可看到第一齿轮36的凸缘伸出部端延伸通过环绕传动轴24的凸缘部)。在第一齿轮36和板件42之间还可安装一个轴承。将第二齿轮38滑动到凸缘部51上可将第二齿轮38装到板件42上。在该齿轮38和凸缘部51之间也可安装一个轴承。这样，将第一和第二齿36、38装到板件42上便可使驱动板组合件40在安装到发动机缸体12上以前被预先装配。在安装齿轮36、38以后，该方法包括将该板件42安装到发动机缸体12上，使第一齿轮36与一可旋转的驱动件如平衡传动轴24对准，并且该板件42至少部分被该发动机缸体12支承。这样该平衡传动轴24就能通过第一齿轮36将动力传给第二齿轮38。该装配动力系的方法可包括机加工一个孔如轴孔43，使它延伸贯穿整个发动机缸体12，这样该可旋转的驱动件(平衡传动轴24)便可延伸通过该孔，由该发动机缸体12支承。安装该板件42可包括将其第一圆筒凸缘部46导入到发动机缸体12的轴孔43的前端开口内并用紧固件通过紧固件孔44将该板件42固紧到该发动机缸体12上。

以上虽然详述了实施本发明的最佳模式，但与本发明有关的业内行家将会认识到在所附权利要求书限定的范围内实施本发明时是可以作出各种可替代的设计和实施例的。

Claims (9)

1.一种驱动板组合件，包括：

一个适于安装到一发动机缸体上的板件(42)；及

第一和第二齿轮(36，38)，被安装得相对于所说板件可以转动并使得该第一和第二齿轮互相啮合，从而所说第一和第二齿轮的游隙由所说第一和第二齿轮在所说板件上的安装来预先确定，而不受该板件在该发动机缸体上的安装的影响；

所说板件(42)具有一个形成第一凸缘孔的第一凸缘部(46)，并被设计得可接纳一根从所说发动机缸体内的一个孔内伸出的转轴，所说板件被装到所说发动机缸体上，所述转轴通过所说第一齿轮将动力传给所述第二齿轮；并且

其中所说第一齿轮(36)被安装到所说板件上，与所说第一凸缘孔以及所述转轴同心。

2.权利要求1的驱动板组合件，其特征在于所说板件适于装到所说发动机缸体上使所说第一齿轮与所说发动机缸体内的所述孔同心，以便通过所说发动机缸体内的所说孔接受驱动动力来驱动所说第二齿轮。

3.权利要求1的驱动板组合件，其特征在于所说板件有一第二凸缘部(49)；并且所说第二齿轮(38)被装到所说板件上与所说第二凸缘部同心。

4.权利要求3的驱动板组合件，其特征在于所说板件有一第三凸缘部(51)，与所说第二凸缘部同心；并且其中所说第二齿轮被支承得环绕所说第三凸缘部作旋转。

5.权利要求1的驱动板组合件，其特征在于所说板件具有一些紧固件孔，以接纳紧固件而连结到所说发动机缸体上。

6.发动机组合件，包括：

一个设有一个用以支承一转轴的孔眼的发动机缸体；

一个适于安装到发动机缸体上的板件(42)；

第一和第二齿轮(36，38)，被安装得相对于所说板件可以转动，并使得该第一和第二齿轮互相啮合；其中所说板件被装到所说发动机缸体上，使所说第一齿轮与所说转轴同心，并且所说转轴通过所说第一齿轮将动力传给所说第二齿轮；所说第一和第二齿轮的游隙由所说第一和第二齿轮在所说板件上的安装来预先确定，而不受该板件在所说发动机缸体上的安装的影响；

所说板件(42)有一带凸缘孔的第一凸缘部(46)，与所说第一齿轮同心的并且当所说板件被装到所说发动机缸体上时，与所说转轴同心和部分地环绕所述转轴。

7.权利要求6的发动机组合件，其特征在于所说孔眼为一穿过所说发动机缸体的孔。

8.权利要求6的发动机组合件，其特征在于所说板件有一与所说第二齿轮同心并且至少部分支承所说第二齿轮的第二凸缘部，以便所说第二齿轮绕所说第二凸缘部旋转。

9.装配一个动力系的方法，包括：

将一第一齿轮和一第二齿轮安装到一个板件上使所说第一齿轮和第二齿轮互相啮合；

在发动机缸体上机加工出一孔；

一可旋转的驱动轴穿过所说孔，使得所述可旋转的驱动轴至少部分地由所说发动机缸体支承；

在将所说第一和第二齿轮安装到所说板件上后，将所说板件安装到发动机缸体上，使所说第一齿轮与所述可旋转的驱动轴对准，以通过该第一齿轮将动力传给该第二齿轮；

所说板件(42)有一带凸缘孔的凸缘部(46)，与所说第一齿轮同心的并且当所说板件被装到所说发动机缸体上时，与所说可旋转的驱动轴同心和部分地环绕所述可旋转的驱动轴；其中将所说板件安装到所说发动机缸体上的步骤包括：

将所说板件的凸缘部导入到所说发动机缸体的所说孔内；及

将所说板件固紧到所说发动机缸体上。

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