CN102042390B - 用于动力传动系安装部件的灵活安装系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于需要轴向安装并径向移除的动力传动系部件的安装系统。安装法兰与动力传动系部件一体铸造并从其向外延伸。开口穿过限定安装法兰轴线的安装法兰延伸并通过安装法兰轴向容纳动力传动系部件的一部分以在其中进行支撑。分割线跨越安装法兰沿直径延伸以限定安装法兰的分离部分和保留部分。紧固件配置为可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便动力传动系部件沿着径向方向从动力传动系组件移除。

Description

用于动力传动系安装部件的灵活安装系统
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种将部件安装到动力传动系组件的系统，尤其涉及一种用于多向装配和移除这样的部件的装置。
背景技术
对于燃料经济性、排放和安全性越来越严格的规定使得车辆动力传动系组件的设计越来越复杂，同时更小的设计使得车辆构造提供更小的发动机和变速器的封装包围体。可能被车辆中的动力传动系组件(例如发动机、变速器和相关部件)的复杂封装消极影响的一个因素是部件和配件的装配后的可维护性。为了正常运行，大多数部件必须非常精确地安装到动力传动系。例如，起动器需要分别相对于发动机曲轴轴线和飞轮锯齿状的外圆周有精确的轴向和径向对齐，以便在发动机起动模式期间起动器齿轮精确啮合并转动飞轮。安装法兰可以与发动机缸体或变速器外罩一体铸造，以便提供精确的安装位置。在起动器的情况中，安装法兰通常从发动机缸体的飞轮端或变速器外罩向外延伸，并包括当起动器被安装于其上时该起动器的齿轮连接端所穿过的开口。法兰开口的轴线平行于曲轴轴线延伸并且在动力传动系装配期间起动器马达安装在该轴线方向上。
在装配动力传动系并将其安装进机动车辆后，起动器的任何维修都需要通过沿着法兰开口的轴线轴向移动部件直到起动器马达的齿轮连接端越过安装法兰来移除部件。在某些情况下由于车辆结构元件的干涉或者紧邻安装的其他动力传动系部件的存在，这会阻止起动器这样的轴向运动。这样的干涉状态会使得不需要维修的部件的移除或者动力传动系组件的移动成为必需以便实现维修零件的移除。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，提供一种用于需要轴向安装并径向移除的动力传动系部件的安装系统。该安装系统包括动力传动系组件，该动力传动系组件具有从其向外延伸的整体铸造的安装法兰。开口穿过限定安装法兰轴线的安装法兰延伸并具有配置为通过安装法兰轴向容纳动力传动系部件的一部分以在其中进行支撑的内圆周。分割线跨越安装法兰沿直径延伸以限定安装法兰的分离部分和保留部分。紧固件配置为可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便动力传动系部件沿着从安装法兰轴线径向延伸的方向从动力传动系组件移除。
在本发明的另一个示例性实施例中，具有需要轴向安装并径向移除的起动器马达的发动机组件包括气缸体、与气缸体一体铸造并从其向外延伸的安装法兰。安装法兰具有开口，限定了从其延伸穿过的安装法兰轴线。开口具有配置为通过安装法兰轴向容纳起动器马达的一部分以在其中进行支撑的内圆周。分割线跨越向外延伸的安装法兰沿直径延伸以限定安装法兰的分离部分和保留部分。紧固件配置为可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便起动器马达从气缸体径向移除。
本发明还提供以下技术方案。
方案1：一种用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，包括：动力传动系组件；与动力传动系组件一体铸造并从其向外延伸的安装法兰；穿过安装法兰延伸的开口，所述开口限定安装法兰轴线，并具有配置为通过安装法兰轴向容纳动力传动系部件的一部分以在其中进行支撑的内圆周；跨越安装法兰沿直径延伸以限定安装法兰的分离部分和保留部分的分割线；以及，紧固件，所述紧固件可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便动力传动系部件沿着从安装法兰轴线径向延伸的方向从动力传动系组件移除。
方案2：方案1的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，所述动力传动系组件包括气缸体、变速箱壳或所述两者。
方案3：方案1的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中分割线是在安装法兰的分离部分和保留部分的界面处限定第一和第二镜像配合面的断裂线。
方案4：方案2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于气缸体的一端并且动力传动系部件是配置为与飞轮接合的发动机起动器马达，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。
方案5：方案4的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。
方案6：方案2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于变速箱壳的一端并且动力传动系部件是配置为与飞轮接合的发动机起动器马达，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。
方案7：方案6的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。
方案8：方案2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于气缸体的一端并且动力传动系部件配置为与附件驱动系统接合，该附件驱动系统由设置在气缸体中的曲轴可旋转地驱动。
方案9：方案8的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，该附件驱动系统还包括：
旋转安装在曲轴的端部处的曲轴带轮；
旋转安装到动力传动系部件的从动带轮；和
在曲轴带轮和从动带轮之间延伸并配置为驱动从动带轮和相关部件的驱动带。
方案10：一种具有起动器马达、需要轴向安装且径向移除的发动机组件，包括：
气缸体；
与气缸体一体铸造且从其向外延伸且具有开口的安装法兰，开口限定了从其延伸穿过的安装法兰轴线，开口具有配置为通过安装法兰轴向容纳起动器马达的一部分以在其中进行支撑的内圆周；
沿直径延伸跨越向外延伸的安装法兰以限定安装法兰的分离部分和保留部分的分割线；以及
配置为可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便起动器马达从气缸体径向移除的紧固件。
方案11：方案10的发动机组件，其中分割线是在安装法兰的分离部分和保留部分的界面处限定第一和第二镜像配合面的断裂线。
方案12：方案10的发动机组件，其中发动机起动器马达配置为与飞轮接合，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。
方案13：方案12的发动机组件，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。
参考附图，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将会从下面本发明的详细描述中变得明显。
附图说明
仅通过例子，在下面具体实施例的详细描述中，会呈现其他目标特征、优点和细节，详细描述参考以下附图：
图1是包括内燃机和变速器、体现本发明特征的动力传动系组件的部分剖面侧视图；
图1A是图1所示的动力传动系组件的一部分的放大视图；
图2A-2C示出体现本发明特征的动力传动系部件的安装法兰；以及
图3A-3C示出体现本发明特征的变速器部件安装系统。
具体实施方式
以下描述实质上仅是示例性的并且没有试图限定发明内容、应用.或使用。应该理解在所有附图中相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。
参见图1，示出了包括内燃机11和相关联的变速器12的动力传动系组件10的侧视图或纵向视图。内燃机11包括通常由铸铁或轻质合金例如铝构成的气缸体13。气缸体13的下端由油盘14封闭而上端由一个或多个气缸盖16和阀盖18封闭，这取决于发动机11的配置。燃烧空气进气系统总体上以20示出并且燃料系统(未示出)向燃烧室(未示出)供应燃烧空气和燃料。
在内燃机11的第一端24，附件驱动系统26包括诸如空调压缩机28(其他元件(未示出)可包括动力转向泵、气泵、水泵等)这样的部件。诸如空调压缩机28这样的部件包括可由曲轴带轮30旋转驱动的从动带轮29，曲轴带轮通过在其与曲轴34之间延伸的一个或多个驱动带32安装到曲轴34的一端。在内燃机11的第二端40，带凸缘的表面配置为与变速器12的外罩壳41配合。齿圈飞轮42附连到曲轴34的第二端且紧邻内燃机11的第二端40放置，齿圈飞轮配置为当发动机10运行时绕曲轴34的轴线44旋转。如它的名称所表征的，齿圈飞轮42包括飞轮环形齿轮46，飞轮环形齿轮46包括绕其外圆周延伸的一系列轮齿。如图1和1A所示，当起动器马达处在启动模式以起动内燃机10时，飞轮环形齿轮46的轮齿配置为与安装起动器马达50的发动机的起动器驱动小齿轮48的相应轮齿啮合。
如图1到2C所示，在一个示例性实施例中，起动器马达50使用包括安装法兰52的安装系统安装到动力传动系组件，法兰使得起动器马达定位成与曲轴轴线44和飞轮42在轴向和径向精确对齐，以方便在起动器马达50运行期间起动器驱动小齿轮48和飞轮环形齿轮46的轮齿平滑啮合。使用诸如与螺纹孔58相接合的安装螺栓56这样的紧固件，或其他将单元装配到安装法兰52的适当装置，将起动器马达50安装通过安装法兰52中的开口54。为了确保已安装的起动器马达50的精确对齐，安装法兰52可以在铸造期间与气缸体13一体铸造并且开口54限定了平行于内燃机11的曲轴轴线44延伸的安装法兰轴线53。
在一个示例性实施例中，在气缸体13的铸造之后，起动器安装法兰52的一部分从铸件分离，导致法兰的一部分60从气缸体13分离，如图2B-C。如图所示，分离部分60代表起动器安装法兰52的开口54的内圆周的大概一半。在一个示例性实施例中，法兰部分60的分离是通过断裂过程实现的，这导致大约沿直径跨越向外延伸的安装法兰52、垂直于法兰轴线53的分割线或断裂线64。在分离部分60和保留的固定部分70之间的分割线或断裂线64由第一和第二配合面66和68限定，所述保留的固定部分与气缸体13保持成一体。当使用断裂过程分离时，第一和第二配合面66和68分别互相成镜像且提供起动器安装法兰52的分离部分60到保留的固定部分70的精确重新装配。重新装配可使用诸如安装螺栓72这样的紧固件实现，安装螺栓穿过可移除部分60的第一和第二端76和78中的孔75与加工到气缸体13中的螺纹孔74接合。其他适当的紧固件组件或方法也可以用来将分离部分60重新装配到固定部分70。用来断裂起动器安装法兰52的过程可以是任何适当的方法，例如1986年2月11日公布的发明名称为“Method of Making a Split Bearing Assembly”(制造对开轴承组件的方法)的美国专利4569109中描述的方法。在安装法兰52的分离部分60重新装配到气缸体13之后，安装法兰52再次配置为轴向容纳起动器马达50以相对于曲轴轴线44和飞轮42精确安装并对齐。可以想到的是除了断裂以外的方法可以用来将分离部分60从固定部分70移除。例如，分割线64可以通过精确切割或能如上述断裂过程那样提供相似紧密公差的其他适当的机械移除方式进行限定。
在图3A-C所示的示例性实施例中，示出了诸如起动器马达50所需的配件的移除的例子。由于干涉问题，起动器马达的轴向运动(在这种情况下为了让起动器驱动小齿轮48越过起动器安装法兰52)会是不可行的。在这种情况下，起动器马达安装螺栓56可以从它们在安装法兰52中的螺纹孔58移除，随后将可移除部分60与固定部分70保持接合的安装螺栓72移除。这样，可移除部分60可从该例中的变速箱外罩壳41移除和从起动器驱动小齿轮48的周围移除。图3C所示的实施例，示出起动器马达50沿大体上与法兰轴线53垂直的方向(即，纬度方向而不是轴向方向)从法兰52移除。
虽然此处进行的描述主要涉及将起动器马达50安装到动力传动系组件10的气缸体13或外罩壳41，但是这样的描述只是为了简化而不是限制。可以想到的是本发明可用于任何已安装动力传动系或其他类似部件的安装和移除，这些部件需要精确的轴向对齐但一旦装配进机动车辆等就会受到封装或其他轴向运动的约束的限制。作为一个例子，可以预期图1中这样的安装法兰80可与附件驱动系统26相关联以进行诸如空调压缩机28这样的带轮从动部件相对于曲轴轴线44且更重要的是曲轴带轮30的精确安装和对齐。此外，虽然此处给出的描述主要涉及动力传动系组件，包括主要用于车辆应用的活塞式内燃机和变速箱，但是也可以想到本发明可用于其他类型和样式的发动机以及无发动机应用。
虽然参考示例性实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员可以理解不脱离本发明的范围可以进行各种改变并且等同替代物可代替其中的元件。此外，不脱离本发明的实质范围，根据本发明的教导可以进行许多变形以适应具体情况或材料。因此，本发明并不试图限于已公开的具体实施例，而是包括落入本发明范围内的所有实施例。

Claims (13)

1.一种用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，包括： 
包括气缸体的动力传动系组件； 
与气缸体一体铸造并从所述气缸体的外表面向外延伸的安装法兰； 
穿过安装法兰延伸的开口，所述开口限定安装法兰轴线，并具有配置为通过安装法兰轴向容纳动力传动系部件的一部分以在其中进行支撑的内圆周； 
定位在安装法兰上并且平行于安装法兰轴线延伸的多个孔； 
通过在安装法兰上实施断裂过程所形成的断裂线，所述断裂线跨越安装法兰沿直径延伸以限定安装法兰的分离部分和保留部分；以及 
紧固件，所述紧固件可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便动力传动系部件沿着从安装法兰轴线径向延伸的方向从动力传动系组件移除。 
2.权利要求1的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，所述动力传动系组件还包括变速箱壳。 
3.权利要求1的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中断裂线在安装法兰的分离部分和保留部分的界面处限定第一和第二镜像配合面。 
4.权利要求2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于气缸体的一端并且动力传动系部件是配置为与飞轮接合的发动机起动器马达，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。 
5.权利要求4的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。 
6.权利要求2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于变速箱壳的一端并且动力传动系部件是配置为与飞轮接合的发动机起动器马达，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。 
7.权利要求6的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。 
8.权利要求2的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，其中安装法兰定位成邻近于气缸体的一端并且动力传动系部件配置为与附件驱动系统接合，该附件驱动系统由设置在气缸体中的曲轴可旋转地驱动。 
9.权利要求8的用于需要轴向安装和径向移除的动力传动系部件的安装系统，该附件驱动系统还包括： 
旋转安装在曲轴的端部处的曲轴带轮； 
旋转安装到动力传动系部件的从动带轮；和 
在曲轴带轮和从动带轮之间延伸并配置为驱动从动带轮和相关部件的驱动带。 
10.一种具有起动器马达、需要轴向安装且径向移除的发动机组件，包括： 
气缸体； 
与气缸体一体铸造且从所述气缸体的外表面向外延伸且具有开口的安装法兰，开口限定了从其延伸穿过的安装法兰轴线，开口具有配置为通过安装法兰轴向容纳起动器马达的一部分以在其中进行支撑的内圆周； 
定位在安装法兰上并且平行于安装法兰轴线延伸的多个孔； 
通过在安装法兰上实施断裂过程所形成的断裂线，所述断裂线沿直径延伸跨越向外延伸的安装法兰以限定安装法兰的分离部分和保留部分的分割线；以及 
配置为可移除地将分离部分附连到保留部分从而方便起动器马达从气缸体径向移除的紧固件。 
11.权利要求10的发动机组件，其中断裂线在安装法兰的分离部分和保留部分的界面处限定第一和第二镜像配合面。 
12.权利要求10的发动机组件，其中发动机起动器马达配置为与飞轮接合，飞轮安装成在设置于气缸体中的曲轴上旋转。 
13.权利要求12的发动机组件，其中发动机起动器马达被安装法兰设置为与曲轴的轴线轴向对齐且与飞轮的周边径向对齐。 
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