CN102953804B - 机械增压器驱动机构及具有该机构的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械增压器驱动机构及具有该结构的发动机，涉及发动机技术领域，为能够较好地提高发动机输出的动力性而发明。该机械增压器驱动机构可以包括设置在发动机内部的曲轴、皮带轮、飞轮、机械增压器，该曲轴的一端固定皮带轮、另一端固定飞轮，该飞轮的直径大于皮带轮的直径，且该飞轮与机械增压器的驱动轮传动连接，以使飞轮驱动该机械增压器的驱动轮转动。本发明主要适用于发动机。

Description

机械增压器驱动机构及具有该机构的发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种机械增压器驱动机构及具有该机构的发动机。

背景技术

发动机内的增压器是发动机借以增加气缸进气压力的装置，在进入发动机气缸前的空气先经增压器压缩以提高空气的密度，以使更多的空气充填到气缸内，从而增大发动机的功率。现有的增压器一般包括机械增压器、涡轮增压器以及电动增压器，其中，机械增压器包括驱动轮、驱动轴，增速机构以及叶轮机构，驱动轮固定在驱动轴上，驱动轴与增速机构相连接，增速机构连接叶轮机构。该机械增压器的动力源来自于发动机内的曲轴皮带轮，曲轴皮带轮固定在曲轴上，且该曲轴皮带轮通过皮带与机械式增压器的驱动轮连接，驱动轮在曲轴皮带轮的转动下来使与机械增压器的驱动轴连接，进而使增速机构转动，通过该增速机构来驱动叶轮机构中的叶轮旋转，叶轮旋转使产生的离心压力可以压缩进入压气机内的空气，从而增加空气密度，以使发动机喷出更较多的燃油，达到提高发动机效率及动力性的目的。

但是在现有技术中，发动机内的曲轴皮带轮直径相对较小，与其通过皮带轮连接的驱动轮之间产生的动力传动比较大，因此作为从动轮的驱动轴获得的转速将会比较小，这样尤其在发动机低速运行时，由于叶轮的转速比较小，因此可能不能够产生足够的增压压力来压缩空气，从而导致发动机在低速运转的情况下，发动机输出的动力性比较差。

发明内容

本发明的实施例提供了一种机械增压器驱动机构及具有该机构的发动机，能够较好地提高发动机输出的动力性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面提供了一种机械增压器驱动机构，包括设置在发动机内部的曲轴、皮带轮、飞轮、机械增压器，所述曲轴的一端固定所述皮带轮、另一端固定所述飞轮，所述飞轮的直径大于所述皮带轮的直径，且所述飞轮与所述机械增压器的驱动轮传动连接，以使所述飞轮驱动所述驱动轮转动。

可选地，所述驱动轮为摩擦轮，且所述驱动轮与所述飞轮的传动连接为：所述驱动轮的周向面压紧所述飞轮的周向面。

优选地，所述机械增压器的增速机构为行星齿轮增速机构。

可选地，所述行星齿轮增速机构行星架固定不动、内齿圈作为输入端、太阳轮作为输出端。

进一步地，所述机械增压器的壳体包括依次固定连接的第一壳体、第二壳体以及第三壳体，所述第二壳体的内部设置所述行星齿轮增速机构，所述第三壳体的内部设置叶轮机构，所述行星齿轮增速机构的所述太阳轮固定连接所述叶轮机构的叶轮轴。

其中，所述驱动轴穿过所述第一壳体并伸入所述第二壳体的内部与所述内齿圈固定连接，所述行星架固定在所述第二壳体上，所述叶轮轴伸入所述第二壳体内部后固定连接所述太阳轮。

可选地，所述第一壳体与所述驱动轴的接触面上设有第一密封垫。

可选地，所述第一壳体与所述第二壳体的接触面上设有第二密封垫。

可选地，所述第三壳体与所述叶轮轴的接触面上设有第三密封垫。

另一方面还提供了一种发动机，包括上述任一项描述的机械增压器驱动机构。

本发明实施例提供的机械增压器驱动机构及发动机，其中包括设置在发动机内部的曲轴、皮带轮、飞轮、机械增压器，所述曲轴的一端固定所述皮带轮、另一端固定所述飞轮，由于所述飞轮的直径大于所述皮带轮的直径，且所述飞轮与所述机械增压器的驱动轮传动连接，以使所述飞轮驱动所述驱动轮转动，这样可看出作为主动轮的飞轮与作为从动轮的驱动轮之间可以形成较小的动力传动比，当发动机运行时(尤其在发动机低速运行时)，飞轮可以以较低转速来使驱动轮获得到较高的转速，这样在原有的机械增压器内的增速机构不变的情况下，可以使叶轮的转速进一步地提高，因此可以增加离心压力来压缩空气，进而可以进一步提高进气密度，以使发动机喷出更多的燃油，从而可以较好地提高发动机输出的动力性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中机械增压器驱动机构的俯视图；

图2为本发明实施例中机械增压器驱动机构的主视图；

图3为本发明实施例中机械增压器的内部结构示意图。

附图标记：

1-曲轴，2-皮带轮，3-飞轮，4-机械增压器，40-驱动轮(摩擦轮)，41-驱动轴，42-内齿圈，43-行星轮，44-行星架，45-太阳轮，46-叶轮轴，47-叶轮，5-第一壳体，6-第二壳体，7-第三壳体，8-第二密封垫

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明机械增压器驱动机构的一个实施例。该机械增压器驱动机构可以包括设置在发动机内部的曲轴1、皮带轮2、飞轮3、机械增压器4，该曲轴1的一端固定皮带轮2、另一端固定飞轮3，该飞轮3的直径大于皮带轮2的直径，且该飞轮3与机械增压器4的驱动轮40传动连接，以使飞轮3驱动该机械增压器4的驱动轮40转动。

根据上述的内容可以知道，该机械增压器驱动机构由于飞轮3的直径大于皮带轮2的直径，且该飞轮3与机械增压器4的驱动轮40传动连接，以使飞轮3驱动该驱动轮40转动，这样可看出作为主动轮的飞轮3与作为从动轮的驱动轮40之间可以形成较小的动力传动比，当发动机运行时(尤其在发动机低速运行时)，飞轮3可以以较低转速来使驱动轮40获得到较高的转速，这样在原有的机械增压器4内的增速机构不变的情况下，可以使叶轮47的转速进一步地提高，因此可以增加离心压力来压缩空气，进而可以进一步提高进气密度，以使发动机喷出更多的燃油，从而可以较好地提高发动机输出的动力性。

同时，随着汽车起停机技术的发展，用于起动发动机的起动机也逐渐与发电机形成起发一体式，因此很多车辆中也取消了起动机，例如可以是上述内容中提到的将飞轮3固定在曲轴1的一端，但是这样导致发动机中位于飞轮端的空间闲置，为了可以使发动机的结构布置更加紧凑，该闲置的空间可以通过布置本发明实施例中提到的机械增压器4来得到充分利用。

作为可选的方案，本发明实施例中的驱动轮40可以为摩擦轮，且该驱动轮40与该飞轮3的传动连接可以为：参照图2，可以将该驱动轮40的周向面压紧该飞轮3的周向面，这样在飞轮3转动的过程中可以通过与驱动轮40产生的摩擦力来驱动该摩擦轮(驱动轮40)转动。

但是驱动轮40与飞轮3的传动连接并不局限于此，还可以是其它的方式，比如可以两者可以通过齿轮啮合的方式实现传动连接，或者也可以通过皮带来实现两者的传动连接。

为了可以进一步地提高发动机输出的动力性，还可以从机械增压器本身考虑，例如作为优选的方案，可以结合图3，将机械增压器4的增速机构设置为行星齿轮增速机构。这时由于行星齿轮机构的传动比相对比较精确，因此在动力传动过程中可以减小传动能量的消耗，有利于提高传动效率，进而保证叶轮47的转速比较高，同时还可以有利于发动机的稳定运行。

行星齿轮增速机构的传动比通常小于1，因此在行星齿轮机构中，传动比小于1的传动结构可以为图3中所示的行星架44固定不动、内齿圈42作为输入端、太阳轮45作为输出端(传动比约为1∶3)；或者太阳轮45固定不动、行星架44作为输入端、内齿圈42作为输出端(传动比约为2∶3)；或者内齿圈42固定不动、行星架44作为输入端、太阳轮45作为输出端(传动比约为1∶2)。通过三种传动结构可以看出当行星架44固定不动、内齿圈42作为输入端、太阳轮45作为输出端时传动比最小，这样可以在发动机低速运转时，机械增压器4可以通过该行星齿轮增速机构输出较高的转速，进而可以使叶轮47实现较高的转速，进一步地提高增压压力，以增大进气的密度，使发动机输出的动力性得到较高的提升。

再次参照图3，作为可选的，本发明实施例中的机械增压器4壳体可以包括依次固定连接(可以是通过螺栓或螺钉固定连接，也可以是铆接或焊接等)的第一壳体5、第二壳体6以及第三壳体7，第二壳体6的内部可以设置行星齿轮增速机构，第三壳体7的内部可以设置叶轮47机构，其中，行星齿轮增速机构的太阳轮45固定连接叶轮47机构的叶轮轴46，这样在第三壳体7内由于有叶轮47机构便可以形成一个压缩空气的腔室。

其中，机械增压器4中的驱动轴41穿过第一壳体5并伸入第二壳体6的内部与内齿圈42固定连接，这样内齿圈42可以在驱动轴41的带动下作为主动输入的动力源，而行星架44可以固定在第二壳体6上，且同时固定在行星轮43上，而叶轮轴46伸入第二壳体6内部后固定连接太阳轮45，由于内齿圈42、行星轮43以及太阳轮45为依次啮合关系，因此内齿圈42输入的动力经由行星轮43传递给到太阳轮45上，进而从太阳轮45输出到叶轮轴46上。

在机械增压器工作的过程中通常还要在其内部的注入润滑油，这样可以对机械增压器内部的传动机构及其它零部件起到润滑作用，而且还可以起到冷却效果。为了避免发生润滑油泄漏到机械增压器的外部，还要对机械增压器中存在间隙的地方进行密封，例如在第一壳体5与驱动轴41的接触面上设有第一密封垫(图中未注)；还可以第一壳体5与第二壳体6的接触面上设有第二密封垫8；还可以第三壳体7与叶轮轴46的接触面上设有第三密封垫(图中未注)，其中密封垫的材质可以为橡胶或硅胶等。

本发明还提供了一种发动机，包括机械增压器驱动机构，该机械增压器驱动机构可以包括设置在该发动机内部的曲轴1、皮带轮2、飞轮3、机械增压器4，该曲轴1的一端固定皮带轮2、另一端固定飞轮3，该飞轮3的直径大于皮带轮2的直径，且该飞轮3与机械增压器4的驱动轮40传动连接，以使飞轮3驱动该驱动轮40转动。

根据上述的内容可以知道，在该发动机内的机械增压器驱动机构中，由于飞轮3的直径大于皮带轮2的直径，且该飞轮3与机械增压器4的驱动轮40传动连接，以使飞轮3驱动该驱动轮40转动，这样可看出作为主动轮的飞轮3与作为从动轮的驱动轮40之间可以形成较小的动力传动比，当发动机运行时(尤其在发动机低速运行时)，飞轮3可以以较低转速来使驱动轮40获得到较高的转速，这样在原有的机械增压器内的增速机构不变的情况下，可以使叶轮47的转速进一步地提高，因此可以增加离心压力来压缩空气，进而可以进一步提高进气密度，以使发动机喷出更多的燃油，从而可以较好地提高发动机输出的动力性。

由于发动机内的机械增压器驱动机构可以是前文中任意一种描述结构，因此这里不再进行一一详述。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种机械增压器驱动机构，包括设置在发动机内部的曲轴、皮带轮、飞轮、机械增压器，所述曲轴的一端固定所述皮带轮、另一端固定所述飞轮，其特征在于，所述飞轮的直径大于所述皮带轮的直径，且所述飞轮与所述机械增压器的驱动轮传动连接，以使所述飞轮驱动所述驱动轮转动；

所述驱动轮为摩擦轮，且所述驱动轮与所述飞轮的传动连接为：所述驱动轮的周向面压紧所述飞轮的周向面；

所述机械增压器的增速机构为行星齿轮增速机构；

所述行星齿轮增速机构行星架固定不动、内齿圈作为输入端、太阳轮作为输出端；

所述驱动轮为中空结构，机械增压器的壳体端部伸入所述中空结构内设置。

2.根据权利要求1所述的机械增压器驱动机构，其特征在于，所述机械增压器的壳体包括依次固定连接的第一壳体、第二壳体以及第三壳体，所述第二壳体的内部设置所述行星齿轮增速机构，所述第三壳体的内部设置叶轮机构，所述行星齿轮增速机构的所述太阳轮固定连接所述叶轮机构的叶轮轴。

3.根据权利要求2所述的机械增压器驱动机构，其特征在于，驱动轴穿过所述第一壳体并伸入所述第二壳体的内部与所述内齿圈固定连接，所述行星架固定在所述第二壳体上，所述叶轮轴伸入所述第二壳体内部后固定连接所述太阳轮。

4.根据权利要求3所述的机械增压器驱动机构，其特征在于，所述第一壳体与所述驱动轴的接触面上设有第一密封垫。

5.根据权利要求3所述的机械增压器驱动机构，其特征在于，所述第一壳体与所述第二壳体的接触面上设有第二密封垫。

6.根据权利要求3所述的机械增压器驱动机构，其特征在于，所述第三壳体与所述叶轮轴的接触面上设有第三密封垫。

7.一种发动机，其特征在于包括权利要求1-6任一项所述的机械增压器驱动机构。