CN102330597B - 一种带增速减震功能的机械增压器结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于发动机技术领域的带增速减震功能的机械增压器结构，所述的机械增压器结构的前盖板总成(43)在前盖板(10)内设置输入轴(8)，轴承板总成(44)在轴承板(22)内设置主动轴(27)和从动轴(24)，中间轴(17)和主动轴(27)上分别安装输入齿轮(18)和输出齿轮(31)，中间轴(17)与主动轴(27)之间通过输入齿轮(18)和输出齿轮(31)啮合，主动轴(27)与从动轴(24)上分别安装主动齿轮(30)和从动齿轮(19)，主动轴(27)与从动轴(24)通过主动齿轮(30)和从动齿轮(19)啮合。本发明的机械增压器结构能够降低因紧急刹车而导致增压器对发动机带来的损坏。

Description

一种带增速减震功能的机械增压器结构

技术领域

本发明属于汽车发动机技术领域，更具体地说，是涉及一种带增速减震功能的机械增压器结构。

背景技术

机械增压是发动机增压的一种常用方式，通过机械增压，可以增加进入内燃机汽缸的充气密度和充气量，在燃料供给系统良好的配合下，可以使更多的燃料得到充分的燃烧，从而达到提高内燃机平均有效压力，增大功率和改善经济的目的。机械增压器是由发动机通过皮带轮传动的，汽车在运行过程中，汽车需要经常启动、停止、加速、减速等频换切换，机械增压器的转速也随之频换切换，较大的转速波动会使得皮带产生较大的弹跳，此时速度的变化使得皮带轮存在回转的趋势，造成机械增压器和附件的速度波动，影响增压器的安全性和可靠性。特别是汽车在紧急刹车的时候，机械增压器的紧急启停，对寿命影响特别大！此外，发动机增压技术的使用，使发动机附件轮系传递的功率极大的增加，从而引起发动机输出扭矩波动的加剧、振动噪音、零部件寿命缩减、整车油耗增加等问题。同时机械增压器中带轮输出的动力经输出轴输出，动力输出带动相互啮合的齿轮，由于齿轮传动自身存在侧隙，且压缩空气的转子和齿轮用同一根轴连接，不平稳的转矩（发动机周期性的点火脉冲）导致正时齿轮、转子和轴承承受脉动载荷而引起噪声。使机械增压器的各方面的性能指标面临着很大的风险。与此同时，机械增压器的转速一般远远高于发动机转速，为了提高增压效果，需要进一步提高机械增压器与发动机的速比。机械增压器通过皮带由发动机上的带轮驱动运转，受发动机空间布置影响，发动机上的主动带轮直径不能太大，而装在机械增压器上的从动带轮直径受皮带包角的影响，从动带轮直径不能太小，因而机械增压器与发动机的速比是有限的，发动机的增压效果也是有限的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够降低因紧急刹车而导致增压器对发动机带来损坏的带增速减震功能的机械增压器结构。

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结构，包括带轮总成，前盖板总成，轴承板总成，所述的前盖板总成在前盖板设置输入轴，带轮总成安装在输入轴前端上，轴承板总成内设置主动轴和从动轴，中间轴和主动轴上分别安装输入齿轮和输出齿轮，中间轴与主动轴之间通过输入齿轮和输出齿轮啮合，主动轴与从动轴上分别安装主动齿轮和从动齿轮，所述的主动轴与从动轴通过主动齿轮和从动齿轮啮合。

所述的输入轴和从动轴设置为位于同一直线上的结构，输入轴和从动轴之间设置中间轴，所述的输入轴和中间轴一端通过能够起到减振作用的联轴器连接，所述的中间轴的另一端设置输入齿轮。

所述的带轮总成包括带轮装饰盖，滚动球轴承Ⅰ，内套筒，单向滚动轴承，滚动球轴承Ⅱ，带轮，所述的内套筒过盈套装在输入轴前端，滚动球轴承Ⅰ、单向滚动轴承和滚动球轴承Ⅱ过盈套装在内套筒外圈，带轮过盈套装在滚动球轴承Ⅰ、单向滚动轴承和滚动球轴承Ⅱ外圈，带轮装饰盖卡装在带轮前端。

所述的联轴器包括联轴器前轮毂，扭转弹簧，衬套，联轴器后轮毂，扭转弹簧安装在由联轴器前轮毂和联轴器后轮毂构成的环形腔室内，所述的联轴器前轮毂安装在输入轴上，所述的输入轴末端插入联轴器后轮毂内的内孔中，内孔与输入轴末端之间安装耐磨衬套，联轴器后轮毂压装在中间轴前端。

所述的输入齿轮和输出齿轮的传动比设置在2:1——5:1之间，所述的主动齿轮与从动齿轮之间设置为1:1的传动比。

所述的单向轴承包括外圈，滚柱，星轮和复位弹簧，所述的星轮卡装在外圈内，所述的滚柱通过复位弹簧安装在外圈和星轮形成的空腔内。

所述的输入轴设置为通过两个滚动球轴承Ⅲ支撑安装在前盖板总成内的结构，所述的中间轴设置为通过滚动双列角轴承支撑在前盖板总成内的结构，所述的主动轴和从动轴分别设置为通过滚动轴承Ⅰ和滚动轴承Ⅱ支撑在轴承板内的结构，所述的轴承板嵌装在轴承板壳体内。

所述的内套筒的内孔中设置一端为光孔的结构，内套筒位于带轮装饰盖的一端设置为外六角状结构。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明的机械增压器结构，设计合理，结构简单，定位安装方便，使汽车在紧急刹车的时候机械增压器的皮带轮发生超越，转子、齿轮在停止过程中有一个缓冲周期，从而降低了紧急刹车对汽车发动机的损坏。其有益的技术效果是明显提高带轮的承载能力，减小发动机在运转过程中机械增压器转速波动，从而降低发动机运行时的噪音、提高机械增压器的使用寿命并实现整车油耗的降低。本发明在输出轴之后添加一个联轴器，可以大大减弱发动机输出扭矩对机械增压器的影响，减小了机械增压器的振动和机械噪声。同时还可以减小传动轴与壳体配合精度和降低壳体内孔位置度，保证轴齿轮啮合的平稳性。此外，本发明在后轮毂内孔中装了一个耐磨的衬套，可以保证任一工况情况下，联接联轴器总成的两根轴的同轴度。本发明专利设置了一对增速齿轮，在现有发动机结构不变的条件下，大幅提高机械增压器的转速。从而提高机械增压器的增压效果，同时传动齿轮结构采用小模数、小压力角、全齿高系数大、齿形修形、齿向修行高精度齿轮。目的是增大重合系数、减小工作状况系数和轴孔加工误差系数对整个传动的影响，提高机械增压器的传动平稳性。

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为本发明所述的机械增压器结构的内部剖视结构示意图；

图2为本发明所述的单向轴承的结构示意图；

图中标记：1、带轮装饰盖；2、滚动球轴承Ⅰ；3、内套筒；4、单向滚动轴承；5、滚动球轴承Ⅱ；6、带轮总成；7、带轮；8、输入轴；9、油封Ⅰ；10、前盖板总成；11、滚动轴承；12、联轴器前轮毂；13、扭转弹簧；14、耐磨衬套；15、联轴器后轮鼓；16、滚动双列角轴承；17、中间轴；18、输入齿轮；19、从动齿轮；20、滚动轴承Ⅱ；21、输入轴前端；22、轴承板；23、轴承板壳体；24、从动轴；25、从动螺旋转子；26、主动螺旋转子；27、主动轴；28、油封Ⅱ；29、滚动轴承Ⅰ；30、主动齿轮；31、输出齿轮；32、油封Ⅲ；33、联轴器；34、带轮前端；35、环形腔室；36、输入轴末端；37、内孔；38、中间轴前端；39、外圈；40、滚柱；41、复位弹簧；42、星轮；43、前盖板总成10；44、轴承板总成；45、空腔。

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、附图2所示，本发明为一种机械增压器结构，包括带轮总成6，前盖板总成43，轴承板总成44，所述的前盖板总成43在前盖板10设置输入轴8，带轮总成6安装在输入轴前端21上，轴承板总成44在轴承板22内设置主动轴27和从动轴24，中间轴17和主动轴27上分别安装输入齿轮18和输出齿轮31，中间轴17与主动轴27之间通过输入齿轮18和输出齿轮31啮合，主动轴27与从动轴24上分别安装主动齿轮30和从动齿轮19，所述的主动轴27与从动轴24通过主动齿轮30和从动齿轮19啮合。

所述的输入轴8和从动轴24设置为位于同一直线上的结构，输入轴8和从动轴24之间设置中间轴17，所述的输入轴8和中间轴17一端通过能够起到减振作用的联轴器33连接，所述的中间轴17的另一端设置输入齿轮18。

所述的带轮总成6包括带轮装饰盖1，滚动球轴承Ⅰ2，内套筒3，单向滚动轴承4，滚动球轴承Ⅱ5，带轮7，内套筒3过盈套装在输入轴前端21，滚动球轴承Ⅰ2、单向滚动轴承4和滚动球轴承Ⅱ5过盈套装在内套筒3外圈，带轮7过盈套装在滚动球轴承Ⅰ2、单向滚动轴承4和滚动球轴承Ⅱ5外圈，带轮装饰盖1卡装在带轮前端34。

所述的联轴器33包括联轴器前轮毂12，扭转弹簧13，衬套14，联轴器后轮毂15，扭转弹簧13安装在由联轴器前轮毂12和联轴器后轮毂14构成的环形腔室35内，所述的联轴器前轮毂12安装在输入轴8上，所述的输入轴末端36插入联轴器后轮毂15内的内孔37中，所述的内孔37与输入轴末端36之间安装耐磨衬套14，联轴器后轮毂15压装在中间轴前端38。

所述的输入齿轮18和输出齿轮31的传动比设置在2:1——5:1之间，所述的主动齿轮30与从动齿轮19之间设置为1:1的传动比。

所述的单向轴承4包括外圈39，滚柱40，星轮42和复位弹簧41，所述的星轮42卡装在外圈39内，所述的滚柱40通过复位弹簧41安装在外圈39和星轮42形成的空腔45内。

所述的输入轴8设置为通过两个滚动球轴承Ⅲ11支撑安装在前盖板总成43内的结构，所述的中间轴17设置为通过滚动双列角轴承16支撑在前盖板总成43内的结构，所述的主动轴27和从动轴24分别设置为通过滚动轴承Ⅰ29和滚动轴承Ⅱ20支撑在轴承板22内的结构，所述的轴承板22嵌装在轴承板壳体23内。

所述的内套筒3的内孔中设置一端为光孔的结构，内套筒3位于带轮装饰盖1的一端设置为外六角状结构。

本发明的机械增压器结构由三个部分组成，即带轮总成、前盖板总成、轴承板总成。自由空气由转子（主动旋转转子26）旋转的一侧，经过压缩输送到转子（从动旋转转子25）的另一侧，为发动机提供高效充足的进气量。

在本发明所述的机械增压器结构中，带轮总成6是传递发动机动力输出的一个传动部件，由六个部分组成，即带轮装饰盖1、滚动球轴承Ⅰ2、内套筒3、单向滚动轴承4、滚动球轴承Ⅱ5和带轮7。带轮装饰盖1卡套在带轮7上的凹槽内，目的是阻止飞尘侵入带轮总成内部。滚动球轴承Ⅰ2、滚动球轴承Ⅱ5和单向滚动轴承4的外圈分别与带轮7的内圈过盈配合，滚动球轴承Ⅰ2、星轮42和滚动球轴承Ⅱ5的内圈与内套筒3外圈过盈配合，内套筒3的一端设计成外六角状，从而方便带轮的装拆，内套筒3的内孔一段设置为光孔结构，方便加工和装配；内孔的一段设置为螺纹结构，螺纹结构的旋向和发动机的旋转方向一致，保证带轮总成在高速旋转的时候带轮不会松动。滚动球轴承Ⅰ2、滚动球轴承Ⅱ5选用宽度小，耐高温、高速、自润滑的高速球轴承。

单向滚动轴承4主要由四个部分组成，即外圈39、滚柱40、复位弹簧41和星轮42。当带轮带动轴承作加速运动时，外圈的转速高于内圈的转速，此时滚柱被夹紧，带轮7和内套筒3同步运转，当带轮7作减速运动，外圈的转速小于内圈的转速，此时滚动体被甩开，带轮7和内套筒3分离。

带轮6起到了降低振动、减小噪音、提高自身寿命的作用。

前盖板总成43由两个滚动轴承11、输入轴8、油封Ⅰ9、前盖板10、联轴器33，联轴器前轮毂12、扭转弹簧13、衬套14、联轴器后轮毂15、滚动双列角轴承16、中间轴17、输入齿轮18组成。两个滚动球轴承11起支撑输入轴8的作用，油封Ⅰ9起密封作用，防止轴承板内的润滑油溢出。

联轴器前轮毂12、弹簧13、衬套14、联轴器后轮毂15组成一个联轴器总成。为了将输入轴8的扭矩继续向后传递，在输入轴8的末端装一个联轴器前轮毂12，发动机扭矩从联轴器前轮毂12经过扭转弹簧13传递到联轴器后轮毂15。输入轴8的输入轴末端36插入在联轴器后轮毂15的内孔37中，两者之间是间隙配合，为了减小联轴器后轮毂15内孔37的磨损，在联轴器后轮毂15孔中压装了一个耐磨衬套14。联轴器后轮毂15压装在中间轴19的中间轴前端38。滚动双列角轴承16起着支撑中间轴17的作用，输入轴8的动力通过联轴器33输入到中间轴17上，中间轴17的另一端与一个输入齿轮18过盈连接。这种结构使一对啮合齿轮对中心距的变化不敏感，因此齿轮可以采用标准修形齿轮。

轴承板总成44由输出齿轮31、轴承板22、主动轴27、主动齿轮30、滚动轴承Ⅰ29、油封28、从动齿轮19、滚动轴承Ⅱ20、油封21、从动轴24和轴承板22组成。此时动力传递由输入齿轮18经输出齿轮31传送到主动轴27上，所述的输入齿轮18和输出齿轮31的传动比设置在2:1——5:1之间，输入齿轮18和输出齿轮31的传动比通过发动机与机械增压器匹配来选择合适的传动比。

所述的主动齿轮30与从动齿轮19之间设置为1:1的传动比，此时主动轴27与从动轴24转速相同，保证主动螺旋转子和从动螺旋转子啮合的平稳性，从而减小气流噪音。滚动轴承Ⅰ29、滚动轴承Ⅱ20分别支撑主动轴27、从动轴24。油封Ⅱ28、油封Ⅲ32密封油腔，防止润滑油泄漏。

本发明主要解决的两个问题，（一）发动机转速突变、脉动输出扭矩对机械增压器工作各方面性能指标的影响。（二）在现有发动机现有结构不变的情况下，增大增压器运转速度。

为了解决第一个问题，本专利采用的方法:a、将原来固定整体式皮带轮改进呈具有单向超越功能的带轮7。当发动机输出转速跳动较大时，通过单向带轮的传动保证输出转速传动的一致性，减小对发动机寿命的影响。b、在连接轴（输入轴8和中间轴17）之间添加一个联轴器33。联轴器前轮毂12压装在第一对传动齿轮的输出轴末端36，扭转弹簧13安装在由前轮毂12和后轮毂15构成的环形腔室35内，扭转弹簧13起传递扭矩和隔振的双重作用。

由于机械增压器运转速度变动较大，这导致轴承板22的温度不同程度的变化，会使安装在轴承板22上的两个轴承孔的中心距会随着热膨胀而发生变化，继而增加转子间的运行间隙，降低增压器的容积效率。因此，在后轮毂15的内孔37上装有一个衬套14，输入轴末端36插入在内孔37中，两者是间隙配合，为了减小输入轴8和衬套17之间的磨损，在衬套14的内孔37内涂上一层摩擦系数较小的润滑油。

为了解决第二个问题，在机械增压器内部设置两对齿轮传动。一对齿轮为同步齿轮（主动齿轮30与从动齿轮19），另一对齿轮为增速齿轮（输入齿轮18和输出齿轮31），增速齿轮的传动比由增压器和发动机的具体匹配情况选定。通过改变传动比大小，能够提高机械增压器工作转速，从而提高机械增压器输出压力。

本发明的机械增压器结构，设计合理，结构简单，定位安装方便，使汽车在紧急刹车的时候机械增压器的皮带轮发生超越，转子、齿轮在停止过程中有一个缓冲周期，从而降低了紧急刹车对汽车发动机的损坏。其有益的技术效果是明显提高带轮的承载能力，减小发动机在运转过程中机械增压器转速波动，从而降低发动机运行时的噪音、提高机械增压器的使用寿命并实现整车油耗的降低。本发明在输出轴之后添加一个联轴器，可以大大减弱发动机输出扭矩对机械增压器的影响，减小了机械增压器的振动和机械噪声。同时还可以减小传动轴与壳体配合精度和降低壳体内孔位置度，保证轴齿轮啮合的平稳性。此外，本发明在后轮毂内孔中装了一个耐磨的衬套，可以保证任一工况情况下，联接联轴器总成的两根轴的同轴度。本发明专利设置了一对增速齿轮，在现有发动机结构不变的条件下，大幅提高机械增压器的转速。从而提高机械增压器的增压效果，同时传动齿轮结构采用小模数、小压力角、全齿高系数大、齿形修形、齿向修行高精度齿轮。目的是增大重合系数、减小工作状况系数和轴孔加工误差系数对整个传动的影响，提高机械增压器的传动平稳性。

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 (6)

1.一种带增速减震功能的机械增压器结构，包括带轮总成（6），前盖板总成（43），轴承板总成（44），所述的前盖板总成（43）在前盖板（10）内设置输入轴（8），带轮总成（6）安装在输入轴前端（21）上，轴承板总成（44）在轴承板（22）内设置主动轴（27）和从动轴（24），中间轴（17）和主动轴（27）上分别安装输入齿轮（18）和输出齿轮（31），中间轴（17）与主动轴（27）之间通过输入齿轮（18）和输出齿轮（31）啮合，主动轴（27）与从动轴（24）上分别安装主动齿轮（30）和从动齿轮（19），主动轴（27）与从动轴（24）通过主动齿轮（30）和从动齿轮（19）啮合,其特征在于：所述的输入轴（8）和从动轴（24）设置为位于同一直线上的结构，输入轴（8）和从动轴（24）之间设置中间轴（17），所述的输入轴（8）和中间轴（17）一端通过能够起到减震作用的联轴器（33）连接，所述的中间轴（17）的另一端设置输入齿轮（18）,所述的联轴器（33）包括联轴器前轮毂（12），扭转弹簧（13），衬套（14），联轴器后轮毂（15），扭转弹簧（13）安装在由联轴器前轮毂（12）和联轴器后轮毂（14）构成的环形腔室（35）内，所述的联轴器前轮毂（12）安装在输入轴（8）上，所述的输入轴末端（36）插入联轴器后轮毂（15）内的内孔（37）中，所述的内孔（37）与输入轴末端（36）之间安装耐磨衬套（14），联轴器后轮毂（15）压装在中间轴前端（38）。

2.根据权利要求1所述的带增速减震功能的机械增压器结构，其特征在于：所述的带轮总成（6）包括带轮装饰盖（1），滚动球轴承Ⅰ（2），内套筒（3），单向滚动轴承（4），滚动球轴承Ⅱ（5），带轮（7），所述的内套筒（3）过盈套装在输入轴前端（21），滚动球轴承Ⅰ（2）、单向滚动轴承（4）和滚动球轴承Ⅱ（5）过盈套装在内套筒（3）外圈，带轮（7）过盈套装在滚动球轴承Ⅰ（2）、单向滚动轴承（4）和和滚动球轴承Ⅱ（5）外圈，带轮装饰盖（1）卡装在带轮前端（34）。

3.根据权利要求2所述的带增速减震功能的机械增压器结构，其特征在于：所述的输入齿轮（18）和输出齿轮（31）的传动比设置在2:1——5:1之间，所述的主动齿轮（30）与从动齿轮（19）之间设置为1:1的传动比。

4.根据权利要求3所述的带增速减震功能的机械增压器结构，其特征在于：所述的单向滚动轴承（4）包括外圈（39），滚柱（40），星轮（42）和复位弹簧（41），所述的星轮（42）卡装在外圈（39）内，滚柱（40）通过复位弹簧（41）安装在外圈（39）和星轮（42）形成的空腔（45）内。

5.根据权利要求4所述的带增速减震功能的机械增压器结构，其特征在于：所述的输入轴（8）设置为通过两个滚动球轴承Ⅲ（11）支撑安装在前盖板总成（43）内的结构，所述的中间轴（17）设置为通过滚动双列角轴承（16）支撑在前盖板总成（43）内的结构，所述的主动轴（27）和从动轴（24）分别设置为通过滚动轴承Ⅰ（29）和滚动轴承Ⅱ（20）支撑在轴承板（22）内的结构，所述的轴承板（22）嵌装在轴承板壳体（23）内。

6.根据权利要求5所述的带增速减震功能的机械增压器结构，其特征在于：所述的内套筒（3）的内孔中设置一端为光孔的结构，内套筒（3）位于带轮装饰盖（1）的一端设置为外六角状结构。

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