CN101881306A - 一种机械增压器的联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于机械增压器领域的机械增压器的联轴器，所述的机械增压器的联轴器包括前轮毂(1)、扭矩弹簧(2)、后轮毂(3)、后槽口(4)、后柄脚(9)、前柄脚(11)、前槽口(14)，所述的前轮毂(1)设置为柱状空腔结构，后轮毂(3)设置为柱状结构，环状的扭矩弹簧(2)套装在后轮毂(3)外，后轮毂(3)套装在前轮毂(1)内，扭矩弹簧(2)的前柄脚(11)卡在前轮毂(1)上的前槽口(14)上，扭矩弹簧(2)的后柄脚(9)卡在后轮毂(3)上的后槽口(4)上。采用本发明的技术方案，可以有效地减小脉动负荷下的机械噪声，可以有效地减小扭矩弹簧内表面及轮毂对应位置的磨损。

Description

一种机械增压器的联轴器

技术领域

本发明涉及机械增压器领域，更具体的说，本发明是涉及一种机械增压器的联轴器。

背景技术

在发动机领域，机械增压器一般用于提高发动机的动力性，降低有害物质的排放。在现有机械增压器中，有一对相互啮合的叶片转子，两个转子的未啮合叶片分别与壳体形成一个控制容积，通过控制容积的不断置换，达到传输空气的目的。只要传输到进气歧管的空气量大于瞬时的发动机排量，就可以提高进气压力，最终增加发动机的功率密度。

图2为现有机械增压器与发动机之间的动力传递和空气传输示意图(实心箭头表示动力传递，空心箭头表示流体传输)。首先，发动机曲轴的扭矩通过传动带和带轮传递到增压器输入轴上，然后经由联轴器从输入轴传递到主动轴，再通过固定在主动轴上的正时齿轮传递到从动轴上的正时齿轮，最终传递到从动轴。相互啮合的叶片转子分别固定在主动轴和从动轴上，由此实现对增压器转子的驱动。相互啮合的正时齿轮可以保证两个转子之间的相位，进而保证增压器的效率和工作稳定性。

传统的机械增压器，驱动扭矩直接从输入轴传递到主动轴。然而，车用发动机的输出扭矩并不是完全平稳和恒定的，也就是说传递到机械增压器的扭矩是脉动的，这将导致正时齿轮反跳并发出咔嗒声。现有技术的机械增压器联轴器一般包括一个前轮毂、一个后轮毂和一个扭矩弹簧。扭矩弹簧安装在由两个轮毂构成的圆柱形弹簧腔室内。当联轴器沿正向行程工作时，随着扭矩的增加，扭矩弹簧内径逐渐减小，直至扭矩弹簧内表面和相邻的圆柱腔室内表面之间接触。如果联轴器润滑不良，扭矩弹簧和联轴器之间就会发生磨损，使扭矩弹簧应力发生变化，联轴器耐久性降低，严重时甚至导致增压器无法正常工作。

现有技术的联轴器扭矩弹簧内表面和轮毂对应位置经常有明显的磨损情况，且磨损产生的铁氧化物粉末进入润滑油内，将进一步加剧联轴器及润滑油腔内其他转动部件(如正时齿轮等)的磨损。然而，联轴器的结构决定了扭矩弹簧“埋”在轮毂内部，扭矩弹簧和轮毂之间的接触摩擦不可避免。如果结构设计不当，在运行期间能够进入弹簧腔室内的润滑油将非常有限，恶劣的润滑条件会进一步加剧扭矩弹簧和轮毂的磨损，严重影响联轴器的寿命。

另外，联轴器的柱形表面均由两个轮毂共同构成，在两个轮毂间会有一个轴向间隙，这会使扭矩弹簧内表面与轮毂轴向间隙两侧接触的地方产生凹槽切口。这个凹槽的形成会引起扭矩弹簧在此处的应力集中，进一步缩短了联轴器扭矩弹簧的疲劳寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以有效地减小脉动负荷下的机械噪声，并有效地解决联轴器的磨损问题的增压器的联轴器。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种机械增压器的联轴器，所述的机械增压器的联轴器包括前轮毂、扭矩弹簧、后轮毂、后槽口、后柄脚、前柄脚、前槽口，所述的前轮毂设置为柱状空腔结构，后轮毂设置为柱状结构，环状的扭矩弹簧套装在后轮毂外，后轮毂套装在前轮毂内，扭矩弹簧的前柄脚卡在前轮毂上的前槽口上，扭矩弹簧的后柄脚卡装在后轮毂上的后槽口上。

所述的后轮毂上设置多个与后轮毂的内腔连通的输油通道，后轮毂上设置凹下结构的集油槽，前轮毂上设置一个或多个与弹簧腔室连通的出油孔。

所述的前轮毂包括连接输入轴的毂部分和形成弹簧腔室外表面的前轮毂外圈，所述的出油孔设置在前轮毂外圈上。

所述的后轮毂包括连接毂部分和形成弹簧腔室内表面的后轮毂内圈，所述的一个或多个泄油缝隙设置在后轮毂内圈上。

所述的后轮毂的边沿位置设置出直径大于后轮毂内圈的后轮毂径向延伸部分，后轮毂径向延伸部分设置为与前轮毂外圈的内壁贴合的结构，所述的后槽口设置在后轮毂径向延伸部分上。

所述的后轮毂内圈上的泄油缝隙设置为与扭矩弹簧的螺旋方向相同的缝隙状结构。

所述的输油通道设置为多个，所述的输油通道设置为与轴向和径向均存在夹角的结构，所述的轴向和径向夹角分别为α、β。

所述的后轮毂的毂部分包含直径小于后轮毂的引导部分，所述的引导部分内放置衬套，输入轴延伸入衬套内。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

在机械增压器输入轴和主动轴之间添加一个弹簧联轴器，可以有效地减小脉动负荷下的机械噪声；

本发明的联轴器通过输油通道和集油槽，使更多的润滑油进入弹簧腔室，大大改善了联轴器扭矩弹簧的润滑条件，有效地减小了扭矩弹簧内表面及轮毂对应位置的磨损；

本发明的联轴器能够有效减小扭矩弹簧和相邻表面的磨损，同时使其磨损与弹簧螺旋方向相同，避免了磨损处的应力集中现象，有效地解决了两个轮毂之间轴向间隙处扭矩弹簧内表面凹槽切口的影响；

本发明提供的联轴器后轮毂有几个与轮毂轴向和径向均有一定角度的输油通道。当联轴器在正向行程下工作时，联轴器加速旋转，由于输油通道径向夹角的存在，输油通道会对其内油雾产生冲力，冲力方向与输油通道相应壁面垂直，该冲力中存在一个沿图3左侧方向的分力，迫使更多油雾能够进入弹簧腔室内，从而有效地改善了联轴器扭矩弹簧的润滑条件；

本发明提供的联轴器后轮毂端面有一个由圆弧构成的集油槽，有预旋油雾和收集油雾的作用，可进一步增加进入输油通道的油雾流量；

本发明的联轴器前轮毂构成圆柱形弹簧腔室的外表面，后轮毂构成圆柱形弹簧腔室的内表面，这种结构避免了前后轮毂间存在的轴向间隙。同时，在后轮毂上的设计的泄油缝隙均与扭矩弹簧螺旋线方向相同，其边缘处对扭矩弹簧内表面造成的轻微磨损不会引起扭矩弹簧磨损处的应力集中现象，有效地解决了两个轮毂之间轴向间隙处扭矩弹簧内表面凹槽切口的影响；

本发明提供的联轴器前轮毂用于容纳扭矩弹簧前柄脚的前槽口，有一段沿扭矩弹簧的螺旋方向延伸的切口，用以减小扭矩弹簧反向行程极限时外圈对扭矩弹簧外表面的磨损。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的械增压器的联轴器的结构示意图；

图2为现有技术的增压器与发动机的连接示意图；

图3为本发明所述的联轴器的总成剖视结构示意图；

图4为本发明所述的联轴器的后轮毂右视结构示意图；

图5为本发明所述的增压器输入部分的剖视结构图；

图中标记为：1、前轮毂；2、扭矩弹簧；3、后轮毂；4、后槽口；5、集油槽；6、输油通道；7、泄油缝隙；8、弹簧腔室内表面；9、后柄脚；10、螺旋部分；11、前柄脚；12、弹簧腔室外表面；13、出油孔；14、前槽口；15、后轮毂径向延伸部分；16、后轮毂毂部分；17、前轮毂外圈；18、后轮毂内圈；19、弹簧腔室；20、前轮毂毂部分；21、引导部分；

101-前壳体；102-螺栓；103-后壳体；104-主动轴(也是输出轴)；105-正时齿轮；106-输入轴；107-腔室；108-衬套。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1所示，本发明为一种机械增压器的联轴器，所述的机械增压器的联轴器包括前轮毂1、扭矩弹簧2、后轮毂3、后槽口4、后柄脚9、前柄脚11、前槽口14，所述的前轮毂1设置为柱状空腔结构，后轮毂3设置为柱状结构，环状的扭矩弹簧2套装在后轮毂3外，后轮毂3套装在前轮毂1内，扭矩弹簧2的前柄脚11卡装在前轮毂1上的前槽口14上，扭矩弹簧2的后柄脚9卡在后轮毂3上的后槽口4上。

所述的后轮毂3上设置多个与后轮毂3的内腔连通的输油通道6，后轮毂3上设置凹下结构的集油槽5，所述的前轮毂1上设置一个或多个与弹簧腔室19连通的出油孔13。

所述的前轮毂1包括连接输入轴106的毂部分20和形成弹簧腔室外表面12的前轮毂外圈17，所述的出油孔13设置在前轮毂外圈17上。

所述的后轮毂3包括连接毂部分16和形成弹簧腔室内表面8的后轮毂内圈18，所述的一个或多个泄油缝隙7设置在后轮毂内圈18上。

所述的后轮毂3的边沿位置设置出直径大于后轮毂内圈18的后轮毂径向延伸部分15，后轮毂径向延伸部分15设置为与前轮毂外圈17的内壁贴合的结构，所述的后槽口4设置在后轮毂径向延伸部分15上。

所述的后轮毂3的后轮毂内圈18上的泄油缝隙7设置为与扭矩弹簧2的螺旋方向相同的缝隙状结构。

所述的输油通道6设置为多个，所述的输油通道6设置为与轴向和径向均存在夹角的结构，所述的轴向和径向夹角分别为α、β。

所述的后轮毂的毂部分16包含小直径的引导部分21，所述的引导部分21内放置衬套108，输入轴106直径较小部分延伸入衬套108内部。

本发明专利的联轴器结构如图1和图2所示，当联轴器承受正向扭矩时，扭矩弹簧2的直径减小，最终贴紧后轮毂3限定的弹簧腔室内表面8，因此弹簧腔室内表面8和扭矩弹簧内径之间的间隙是根据预定的正向行程极限(输入轴大于输出轴的转动量)选择的；同样，当联轴器承受反向扭矩时，扭矩弹簧2的直径增大，最终贴紧前轮毂1限定的弹簧腔室外表面12，因此弹簧腔室外表面12和扭矩弹簧外径之间的间隙是根据预定的反向行程极限(输入轴小于输出轴的转动量)选择的。大多数情况，联轴器在正向行程下工作。扭矩弹簧2的缓冲作用能有效地降低了传输扭矩的脉动。

前轮毂1包括连接输入轴的前轮毂毂部分20和形成弹簧腔室外表面12的前轮毂外圈17。前轮毂外圈17上均匀分布了几个出油孔13，进入弹簧腔室19的油雾可以通过出油孔13流出联轴器。

在前轮毂毂部分20和前轮毂外圈17连接处，有一个用于容纳扭矩弹簧2的前柄脚11的前槽口14，前槽口14包含一段沿扭矩弹簧2的螺旋方向延伸的切口，可以减小反向行程极限时前轮毂外圈17对扭矩弹簧2外表面的磨损。

扭矩弹簧2包括前柄脚11、螺旋部分10和后柄脚9。前柄脚11安装在前槽口14内，后柄脚9安装在后槽口4内，螺旋部分10是其工作部分。

后轮毂3包括连接后轮毂毂部分16和形成弹簧腔室内表面8的内圈18。内圈18上均匀分布了几个与扭矩弹簧2螺旋方向相同的泄油缝隙7，即泄油缝隙7与轮毂周向之间夹角γ是根据弹簧的节距和直径确定的。这种结构可以充分减小扭矩弹簧2和轮毂间的磨损及扭矩弹簧2自身的相互磨损。即使有磨损，扭矩弹簧2的内表面的磨损也保持与扭矩弹簧2螺旋线相同的方向，不会引起磨损处的应力集中现象，这就缓解了前述的轴向间隙处的凹槽切口问题。从而延长了扭矩弹簧的寿命。

在后轮毂毂部分16和后轮毂内圈18相连处，有几个与轴向和径向的夹角分别为α和β的输油通道6。特别需要注意的是，其径向倾斜的方向与旋转方向相反。当联轴器工作时，由于输油通道6径向夹角β的存在，高速旋转的输油通道6对通道内的油雾产生冲力，其沿图3左侧方向的分力迫使油雾沿输油通道6向前流动，如图4中所示油雾的流动方向，最终进入两个轮毂形成的弹簧腔室19内，流入弹簧腔室19内的油雾，通过前轮毂1上的出油孔13流出联轴器，同时，后轮毂2端面处的油雾被吸入输油通道6内，由此形成一个循环，从而改善了扭矩弹簧2的润滑条件。

在后轮毂内圈18靠近后轮毂3后端面处，有一段后轮毂径向延伸部分15，径向延伸部分15上设有一个用于容纳扭矩弹簧2的后柄脚9的后槽口4。同时，后轮毂3的端面并不是平面，而是一个由圆弧构成的集油槽5。虽然这里集油槽5是由圆弧构成，然而集油槽5同样可以由其他类型的弧线构成。重要的是，集油槽5的存在能够使槽内的油雾在进入输油通道6之前，预先跟随联轴器旋转起来，以减小此处油雾与输油通道6的相对速度和油雾进入输油通道6的阻力，并且可以收集更多的油雾到输油通道6入口前，进一步增加了输油通道6的油雾流量。

图5是本发明专利的一个具体实施例，但本发明专利不仅限用于此。图中包含本发明专利的机械增压器输入部分，它包括一个前壳体101，一般由螺栓102固定在机械增压器的后壳体103上，前壳体101和后壳体103共同限定了一个可容纳大量润滑油的腔室107，润滑油可以对高速旋转的正时齿轮105进行润滑。同时，高速旋转的正时齿轮105使润滑油飞溅并与腔室内空气混合形成油雾。

发动机的扭矩通过传动带和带轮传递到输入轴106上，与输入轴106连接在一起旋转的是前轮毂1，输入轴106的后端直径较小，该部分延伸到后轮毂3内部的衬套108里。输入轴106和主动轴104(在这里就是转子轴)共同限定了一个旋转轴，转子沿轴线旋转。正时齿轮105安装在主动轴104上。

安装在主动轴104前端的是后轮毂3，在其毂部分16包含一个小直径的引导部分，引导部分内放置有衬套108，如前所述，输入轴106直径较小的部分延伸入衬套108内部，从而保证了前轮毂1和后轮毂3的对齐和同心度。

通过本发明专利联轴器的使用，大大减小了机械增压器发出的噪声，同时使机械增压器有较长时间的使用寿命。

通过以上叙述，本发明提供的联轴器，可以有效地解决联轴器扭矩弹簧的耐久性问题，延长联轴器疲劳寿命，并且不用增加任何复杂的或高成本结构或材料就可达到上述目的。

本发明提供的联轴器不仅适用于连接机械增压器的输入扭矩，同样可以用于其他轴与轴连接的情况。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的机械增压器的联轴器包括前轮毂(1)、扭矩弹簧(2)、后轮毂(3)、后槽口(4)、后柄脚(9)、前柄脚(11)、前槽口(14)，所述的前轮毂(1)设置为柱状空腔结构，后轮毂(3)设置为柱状结构，环状的扭矩弹簧(2)套装在后轮毂(3)外，后轮毂(3)套装在前轮毂(1)内，扭矩弹簧(2)的前柄脚(11)卡在前轮毂(1)上的前槽口(14)上，扭矩弹簧(2)的后柄脚(9)卡在后轮毂(3)上的后槽口(4)上。

2.根据权利要求1所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的后轮毂(3)上设置多个与后轮毂(3)的内腔连通的输油通道(6)，后轮毂(3)上设置凹下结构的集油槽(5)，所述的前轮毂(1)上设置一个或多个与弹簧腔室(19)连通的出油孔(13)。

3.根据权利要求1或2所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的前轮毂(1)包括连接输入轴(106)的毂部分(20)和形成弹簧腔室外表面(12)的前轮毂外圈(17)，所述的出油孔(13)设置在前轮毂外圈(17)上。

4.根据权利要求1或2所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的后轮毂(3)包括毂部分(16)和形成弹簧腔室内表面(8)的后轮毂内圈(18)，所述的一个或多个泄油缝隙(7)设置在后轮毂内圈(18)上。

5.根据权利要求4所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的后轮毂(3)的边沿位置设置出直径大于后轮毂内圈(18)的后轮毂径向延伸部分(15)，后轮毂径向延伸部分(15)设置为与前轮毂外圈(17)的内壁贴合的结构，所述的后槽口(4)设置在后轮毂径向延伸部分(15)上。

6.根据权利要求5所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的后轮毂(3)的后轮毂内圈(18)上的泄油缝隙(7)设置为与扭矩弹簧(2)的螺旋方向相同的缝隙状结构。

7.根据权利要求1或2所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的输油通道(6)设置为多个，所述的输油通道(6)设置为与轴向和径向均存在夹角的结构，所述的轴向和径向夹角分别为α、β。

8.根据权利要求4所述的机械增压器的联轴器，其特征在于：所述的后轮毂(3)的毂部分(16)包含直径小于后轮毂(3)的引导部分(21)，所述的引导部分(21)内安装衬套(108)，输入轴(106)延伸入衬套(108)内。

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