CN101042061B - 轴向传动相角可调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向传动相角可调器，它包括一个支撑轴，分别通过轴承套在所述支撑轴上的一个套装轴和一个能够绕所述支撑轴旋转的控制盘，所述的控制盘上装有一个或多个轴线垂直于所述支撑轴的轴线方向的传动锥形齿轮并且在其外缘上固定有可使其绕所述支撑轴旋转的控制件，在所述控制盘的两侧分别设置有一个与所述传动锥形齿轮相啮合的第一、二锥形齿轮付，所述的支撑轴上开有主油道，在所述的控制盘中设有供传动锥齿轮、锥齿轮付和控制件进行润滑的多向润滑油路。采用本发明装置可以保证两轴向传动的支撑轴和套装轴间相角的改变。用在内燃机上将使发动机输出的低速转矩大，功率高，燃料消耗量少。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械系统的改进，尤其涉及一种轴向传动相角可调器。
背景技术
机械系统包括内燃机常常需要改变两转动轴间的相角，来达到提高性能之目的。比如传统内燃机由于结构限制，曲轴与凸轮轴间相角不可调节，因此限制了其性能的提高。随着技术进步出现了由电液控制的可变相角机构，但结构比较复杂、成本高。因此开发一种高性能、低成本的可变相角装置势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴向传动相角可调器，该装置可在机械系统和内燃机运行过程中轻松地对两轴传动机构实施相角的调节，从而可提高机械系统和内燃机的性能，如用于内燃机上可通过该装置，在发动机运行期间调节曲轴与凸轮轴间的相角，可减少内燃机的换气损失，提高充气效率，提高动力性能，改善发动机燃油经济性，降低排气污染。
本发明的轴向传动相角可调器，它包括一个支撑轴，分别通过轴承套在所述支撑轴上的一个套装轴和一个能够绕所述支撑轴旋转的控制盘，所述的支撑轴与套装轴同轴线设置，所述的控制盘上装有一个或多个轴线垂直于所述支撑轴的轴线方向的传动锥形齿轮并且在其外缘上固定有可使其绕所述支撑轴旋转的控制件，在所述控制盘的两侧分别设置有一个与所述传动锥形齿轮相啮合的第一、二锥形齿轮付，所述的两个锥形齿轮付分别通过连接键固定在所述的支撑轴、套装轴上，所述的支撑轴上开有主油道并且在所述安装控制盘和每一轴承位置的支撑轴上开有多个与所述主油道相连通的横向油孔，在所述的控制盘中设有与所述多个横向油孔相连通的供传动锥齿轮、锥齿轮付和控制件进行润滑的多向润滑油路。
在本发明装置中，由于使用了支撑轴、套装轴、控制盘及锥形齿轮付机构，通过驱动控制盘上安装的控制件使控制盘转动，从而可以保证两轴向传动的支撑轴和套装轴间相角的改变。用在内燃机上将使发动机输出的低速转矩大，功率高，燃料消耗量少。车用机常用工况的经济性和动力性好。与点火或喷油提前角调节、EGR、增压以及其他可变技术等相结合，既可降低排放又可保持良好的经济性、动力性和排放指标。此外来自支撑轴主油道的高压润滑油，可直接通过在该轴上设有的多个横向油孔，一方面经控制盘内设有的多向油路供传动锥齿轮、锥齿轮付和控制件进行润滑，另一方面则直接对支撑轴与套装轴间的轴承进行润滑。
附图说明
图1是传统内燃机曲轴和凸轮轴传动简图；
图2是本发明的轴向传动相角可调器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。
如图2所示，本发明的一种轴向传动相角可调器，它包括一个支撑轴1，分别通过轴承套在所述支撑轴上的一个套装轴8和一个能够绕所述支撑轴旋转的控制盘11，所述的支撑轴1与套装轴8同轴线设置，所述的控制盘11上装有一个或多个轴线垂直于所述支撑轴的轴线方向的传动锥形齿轮5并且在其外缘上固定有可使其绕所述支撑轴旋转的控制件4；在所述的控制盘中设有多向润滑油路，如箭头示意的就是油路布置的一种示例；在所述控制盘的两侧分别设置有一个与所述传动锥形齿轮相啮合的第一、二锥形齿轮付3、6，所述的两个锥形齿轮付分别通过连接键2、7固定在所述的支撑轴1、套装轴8上，所述的支撑轴上开有主油道9并且在所述安装控制盘11和每一轴承位置的支撑轴上开有多个与所述主油道相连通的横向油孔10。在所述的控制盘中设有与所述多个横向油孔相连通的供传动锥齿轮5、锥齿轮付3、6和控制件4进行润滑的多向润滑油路。所述的控制件可以为电控涡轮蜗杆机构或齿轮系，所述的控制盘11和控制件4可以为圆形或扇形，所述的每一轴承可以为滚动轴承或滑动轴承。
对照图1进行分析，本发明与发动机上的传统传动装置的明显区别在于，传统内燃机曲轴13和凸轮轴14，是靠分别与两轴销键固接的具有一定速比的齿轮的啮合传动或是链轮通过链条直接传动使发动机工作的，结构一定时，两轴间相角是不变的。本发明的轴向相角可调装置，则可直接通过两轴的套装结构，实现轴间相角的改变。不需改变相角时，控制件4位置不变，装有凸轮轴传动齿轮的套装轴8随曲轴转动，通过锥齿轮付3，5，6带动装有凸轮的支撑轴1旋转，使发动机正常运转。需要调整相角时，在上述轮系工作过程中，可通过驱动控制盘11上安装的控制件4使控制盘转动，从而改变两轴间相角，使发动机性能发生变化。在发动机正常运转时，来自油泵的高压润滑油充满该装置的主油道9，并分多路对整个装置进行润滑，譬如，一路由主油道通过横向孔10润滑控制盘轴承并直接进入控制盘的多向油路对传动锥齿轮5、锥齿轮付3、6和控制件4进行润滑；另一路则通过垂直孔12直接对支撑轴与套装轴间的轴承进行润滑。
经上述改进后的发动机传动系统，结合附图进行说明有以下优点：
经上述改进后的发动机传动系统如图2所示，由于本发明的装置，由于采用了两轴间的套装结构，可通过其上装有锥齿轮付3，5，6的控制盘11的位置变化使相角改变。因此在不需改变相角时，控制盘11位置不变，装有凸轮轴传动齿轮的套装轴8随曲轴转动，通过锥齿轮付3，5，6带动装有凸轮的支撑轴1旋转，使发动机正常运转。需要调整相角时，在上述轮系工作过程中，可根据发动机工况需要发出指令，通过驱动控制盘11上安装的控制件4使控制盘转动，从而改变两轴间相角，使发动机性能发生变化。比如，在发动机转速高时，可调节控制盘的旋向，使凸轮轴的配气相位滞后，充分利用气流惯性，增加进气充量，提高进气效率，改善发动机的动力性能；在发动机转速低时，可调节控制盘的旋向，使凸轮轴的配气相位提前，防止充量外流，提高低速进气效率，改善发动机的低速动力性能和经济性；此外，还可以通过发动机转速、负荷等多参量综合控制发动机的动力性、经济性和排放指标。相比之下，传统内燃机，由于其机构限制，具有相角恒定，即发动机曲轴和凸轮轴的轴向相对位置是不可调节的，这使得发动机在许多工况下不得不使用一样的配气相位，不是损失了发动机的高速性能，使标定功率和转矩下降；就是致使发动机低速性能恶化，对车用内燃机至关重要的低速转矩太低，使用性能大大降低；还可导致发动机经济性和排放指标恶化。
综上述，本发明提供的一种轴向传动相角可调装置有如下主要优点：
机械系统中两转动轴间的相位任意可调，用在内燃机上将使发动机输出的低速转矩大，功率高，燃料消耗量少。车用机常用工况的经济性和动力性好。与点火或喷油提前角调节、EGR、增压以及其他可变技术等相结合，既可降低排放又可保持良好的经济性、动力性指标。在本发明基础上可应用现有的任何内燃机先进技术。
Claims (4)
1. 轴向传动相角可调器，其特征在于：它包括一个支撑轴，分别通过轴承套在所述支撑轴上的一个套装轴和一个能够绕所述支撑轴旋转的控制盘，所述的支撑轴与套装轴同轴线设置，所述的控制盘上装有一个或多个轴线垂直于所述支撑轴的轴线方向的传动锥形齿轮并且在其外缘上固定有可使其绕所述支撑轴旋转的控制件；在所述控制盘的两侧分别设置有一个与所述传动锥形齿轮相啮合的第一、二锥形齿轮付，所述的两个锥形齿轮付分别通过连接键固定在所述的支撑轴、套装轴上，所述的支撑轴上开有主油道并且在所述安装控制盘和每一轴承位置的支撑轴上开有多个与所述主油道相连通的横向油孔，在所述的控制盘中设有与所述多个横向油孔相连通的供传动锥齿轮、锥齿轮付和控制件进行润滑的多向润滑油路。
2. 根据权利要求1所述的轴向传动相角可调器，其特征在于：所述的控制件为电控涡轮蜗杆机构或齿轮系。
3. 根据权利要求1所述的轴向传动相角可调器，其特征在于：所述的控制盘和控制件为圆形或扇形。
4. 根据权利要求1所述的轴向传动相角可调器，其特征在于：所述的每轴承是滚动轴承或滑动轴承。
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