CN106286745A - 一种可变传动比机械增压器 - Google Patents

一种可变传动比机械增压器 Download PDF

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吴建中
刘春�
朱琛琦
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Abstract

本发明提供一种应用于发动机增压器技术领域的可变传动比机械增压器，所述的可变传动比机械增压器的主动轴(1)与发动机(4)连接，从动轴(2)与增压器本体(3)连接，主动轴(1)与从动轴(2)之间通过驱动带(5)连接，所述的主动轴(1)上设置固定盘Ⅰ(6)和活动盘Ⅰ(7)，活动盘Ⅰ(7)与伺服电机Ⅰ(8)连接，从动轴(2)上设置固定盘Ⅱ(9)和活动盘Ⅱ(10)，活动盘Ⅱ(10)与伺服电机Ⅱ(11)连接，伺服电机Ⅰ(8)和伺服电机Ⅱ(11)分别与控制部件(12)连接。本发明的可变传动比机械增压器，结构简单，改变发动机与机械增压器之间的传动比，提高发动机动力的同时能够合理减少油耗，避免能量浪费。

Description

一种可变传动比机械增压器
技术领域
本发明属于发动机增压器技术领域，更具体地说，是涉及一种可变传动比机械增压器。
背景技术
目前机械增压器构造采用驱动带与引擎曲轴驱动带盘连接，利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片，以产生增压空气送入引擎进气歧管内。由于机械增压器采用驱动带驱动的特性，因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的，基础特性为：引擎转速*(R1/R2)＝增压器叶片的转速；R1引擎驱动带盘之半径；R2机械增压器驱动带盘之半径。由于R1(引擎驱动带盘的半径)和R2(机械增压器驱动带盘的半径)是固定的所以引擎和增压器叶片的传动比是固定的。由于机械增压器在低转速时比高转速时动力提升效果明显。低速时因为机械增压器是同步连接到引擎动力输出端来取得增压的动力的，所以低速增压时加速特性比较平稳舒畅，且因为机械增压器的压气端动力来源于引擎输出端所以增压同步性非常好不容易出现输出滞后现象！但是当引擎工作在高转速工况下，需要压缩的气体更多，机械增压器的转速就要求更高，需要从引擎输出端消耗的动力就更多以至于总体性能反而有所下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，通过固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径的改变以及固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的从动轮的半径的改变，改变发动机与机械增压器之间的传动比，从而在提高发动机的动力的同时能够合理减少油耗，避免能量浪费的可变传动比机械增压器。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种可变传动比机械增压器，所述的可变传动比机械增压器包括主动轴、从动轴、增压器本体，所述的主动轴与发动机连接，从动轴与增压器本体连接，主动轴与从动轴之间通过驱动带连接，主动轴上设置固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ，活动盘Ⅰ与能够控制活动盘Ⅰ轴向移动的伺服电机Ⅰ连接，从动轴上设置固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ，所述的活动盘Ⅱ与能够控制活动盘Ⅱ轴向移动的伺服电机Ⅱ连接，伺服电机Ⅰ和伺服电机Ⅱ分别与控制部件连接。
所述的活动盘Ⅰ与轴套Ⅰ固定连接，轴套Ⅰ活动套装在主动轴上，轴套Ⅰ表面设置螺纹部Ⅰ，伺服电机Ⅰ的驱动齿杆Ⅰ与轴套Ⅰ的螺纹部啮合，伺服电机Ⅰ正转时，活动盘Ⅰ设置为能够向靠近固定盘Ⅰ方向移动的结构，伺服电机Ⅰ反转时，活动盘Ⅰ设置为能够向远离固定盘Ⅰ方向移动的结构。
所述的活动盘Ⅱ与轴套Ⅱ固定连接，轴套Ⅱ活动套装在从动轴上，轴套Ⅱ表面设置螺纹部Ⅱ，伺服电机Ⅱ的驱动齿杆Ⅱ与轴套Ⅱ的螺纹部Ⅱ啮合，伺服电机Ⅱ正转时，活动盘Ⅱ设置为能够向远离固定盘Ⅱ方向移动的结构，伺服电机Ⅱ反转时，活动盘Ⅱ设置为能够向靠近固定盘Ⅱ方向移动的结构。
所述的固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ均设置为锥形结构，固定盘Ⅰ的固定盘Ⅰ内表面和活动盘Ⅰ的活动盘Ⅰ内表面之间呈V字形结构。
所述的固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ均为锥形结构，固定盘Ⅱ的固定盘Ⅱ内表面和活动盘Ⅱ的活动盘Ⅱ内表面之间呈V字形结构。
所述的活动盘Ⅰ向靠近固定盘Ⅰ方向移动时，活动盘Ⅱ设置为能够向远离固定盘Ⅱ方向移动的结构，活动盘Ⅰ向远离固定盘Ⅰ方向移动时，活动盘Ⅱ设置为能够向靠近固定盘Ⅱ方向移动的结构。
所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅰ设置为能够向靠近固定盘Ⅰ的方向移动的结构，所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅱ设置为能够向远离固定盘Ⅱ的方向移动的结构。
所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅰ设置为能够向远离固定盘Ⅰ方向移动的结构，所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅱ设置为能够向远离固定盘Ⅱ方向移动的结构。
所述的固定盘Ⅰ固定安装在主动轴上，所述的固定盘Ⅱ固定安装在从动轴上，所述的驱动带设置为截面呈V字形的结构。
所述的活动盘Ⅰ固定安装在轴套Ⅰ上，所述的活动盘Ⅱ固定安装在轴套Ⅱ上，所述的控制部件为发动机ECU。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的可变传动比机械增压器，控制部件能够控制伺服电机Ⅰ启停，从而带动活动盘Ⅰ轴向移动，改变与固定盘Ⅰ之间的距离，改变固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径，而控制部件能够控制伺服电机Ⅱ启停，从而带动活动盘Ⅱ轴向移动，改变与固定盘Ⅱ之间的距离，改变固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的主动轮的半径，通过主动轮和从动轮各自半径的改变，达到改变发动机与机械增压器之间的传动比的目的，当主动轮半径增大，从动轮半径缩小时，从而增大传动比，当主动轮半径减小，从动轮半径增大，从而减小增大比。本发明所述的可变传动比机械增压器，结构简单，在现有而机械增压器结构上进行修改，增加少量部件，通过固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径的改变以及固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的从动轮的半径的改变，改变发动机与机械增压器之间的传动比，在低转速时机械增压效果更好，从而在提高发动机的动力的同时能够合理减少油耗，避免能量浪费。
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为本发明所述的可变传动比机械增压器的结构示意图；
附图标记为：1、主动轴；2、从动轴；3、增压器本体；4、发动机；5、驱动带；6、固定盘Ⅰ；7、活动盘Ⅰ；8、伺服电机Ⅰ；9、固定盘Ⅱ；10、活动盘Ⅱ；11、伺服电机Ⅱ；12、控制部件；13、轴套Ⅰ；14、螺纹部Ⅰ；15、驱动齿杆Ⅰ；16、轴套Ⅱ；17、螺纹部Ⅱ；18、固定盘Ⅰ内表面；19、活动盘Ⅰ内表面；20、固定盘Ⅱ内表面；21、活动盘Ⅱ内表面；22、驱动齿杆Ⅱ。
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，本发明为一种可变传动比机械增压器，所述的可变传动比机械增压器包括主动轴1、从动轴2、增压器本体3，所述的主动轴1与发动机4连接，从动轴2与增压器本体3连接，主动轴1与从动轴2之间通过驱动带5连接，所述的主动轴1上设置固定盘Ⅰ6和活动盘Ⅰ7，活动盘Ⅰ7与能够控制活动盘Ⅰ6轴向移动的伺服电机Ⅰ8连接，从动轴2上设置固定盘Ⅱ9和活动盘Ⅱ10，所述的活动盘Ⅱ10与能够控制活动盘Ⅱ10轴向移动的伺服电机Ⅱ11连接，伺服电机Ⅰ8和伺服电机Ⅱ11分别与控制部件12连接。上述结构设置，控制部件能够控制伺服电机Ⅰ启停，从而带动活动盘Ⅰ轴向移动，改变与固定盘Ⅰ之间的距离，改变固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径，而控制部件能够控制伺服电机Ⅱ启停，从而带动活动盘Ⅱ轴向移动，改变与固定盘Ⅱ之间的距离，改变固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的主动轮的半径，通过主动轮和从动轮各自半径的改变，达到改变发动机与机械增压器之间的传动比的目的，当主动轮半径增大，从动轮半径缩小时，从而增大传动比，当主动轮半径减小，从动轮半径增大，从而减小增大比。本发明所述的可变传动比机械增压器，结构简单，在现有而机械增压器结构上进行修改，增加少量部件，通过固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径的改变以及固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的从动轮的半径的改变，改变发动机与机械增压器之间的传动比，从而在提高发动机的动力的同时能够合理减少油耗，避免能量浪费。
所述的活动盘Ⅰ7与轴套Ⅰ13固定连接，轴套Ⅰ13活动套装在主动轴1上，轴套Ⅰ13表面设置螺纹部Ⅰ14，伺服电机Ⅰ8的驱动齿杆Ⅰ15与轴套Ⅰ13的螺纹部14啮合，伺服电机Ⅰ8正转时，活动盘Ⅰ7设置为能够向靠近固定盘Ⅰ7方向移动的结构，伺服电机Ⅰ8反转时，活动盘Ⅰ7设置为能够向远离固定盘Ⅰ6方向移动的结构。
所述的活动盘Ⅱ10与轴套Ⅱ16固定连接，轴套Ⅱ16活动套装在从动轴2上，轴套Ⅱ16表面设置螺纹部Ⅱ17，伺服电机Ⅱ11的驱动齿杆Ⅱ22与轴套Ⅱ16的螺纹部Ⅱ17啮合，伺服电机Ⅱ11正转时，活动盘Ⅱ10设置为能够向远离固定盘Ⅱ10方向移动的结构，伺服电机Ⅱ11反转时，活动盘Ⅱ10设置为能够向靠近固定盘Ⅱ9方向移动的结构。
上述结构，主动轮和从动轮的连接通过驱动带实现，当发动机转速较小(小于设定转速)时，两个伺服电机根据控制部件发来的电信号进行工作，伺服电机Ⅰ正转，主动轮的活动盘Ⅰ7向靠近固定盘Ⅰ的方向移动，这时活动盘Ⅰ和固定盘Ⅰ挤压驱动带外涨，相当于主动轮的半径变大；与此同时，伺服电机Ⅱ反转，从动轮的活动盘Ⅱ向远离固定盘Ⅱ的方向移动，这时活动盘Ⅱ和固定盘Ⅱ松开驱动带，在驱动带压力下，驱动带收缩，相当于从动轮的半径变小，主动轮与从动轮的传动比增加，增压效果好，动力强劲。当发动机转速较大(大于设定转速)时，伺服电机根据ECU发来的电信号进行工作，伺服电机Ⅰ反转，主动轮的活动盘Ⅰ向远离固定盘Ⅰ的方向移动，驱动带向内收缩，相当于主动轮的半径变小；与此同时，伺服电机Ⅱ正转，从动轮的活动盘Ⅱ向靠近固定盘Ⅱ的方向移动，挤压驱动带，驱动带向外涨开，相当于从动轮的半径变大，主动轮与从动轮的传动比减小，可以减少增压器带来的能量损失。
所述的固定盘Ⅰ6和活动盘Ⅰ7均设置为锥形结构，固定盘Ⅰ6的固定盘Ⅰ内表面18和活动盘Ⅰ7的活动盘Ⅰ内表面19之间呈V字形结构。这样，当固定盘Ⅰ6和活动盘Ⅰ7之间的距离变化时，可以带动驱动带位置变化，从而相当于改变主动轮半径，这样，与固定盘Ⅱ9和活动盘Ⅱ10配合，改变传动比。
所述的固定盘Ⅱ9和活动盘Ⅱ10均为锥形结构，固定盘Ⅱ9的固定盘Ⅱ内表面20和活动盘Ⅱ10的活动盘Ⅱ内表面21之间呈V字形结构。这样，当固定盘Ⅱ9和活动盘Ⅱ10之间的距离变化时，可以带动驱动带位置变化，从而相当于改变主动轮半径，这样，与固定盘Ⅰ6和活动盘Ⅰ7配合，改变传动比。驱动带的结构设置，在固定盘和活动盘活动时，能够改变位置，改变传动比。
所述的活动盘Ⅰ7向靠近固定盘Ⅰ6方向移动时，活动盘Ⅱ10设置为能够向远离固定盘Ⅱ9方向移动的结构，活动盘Ⅰ7向远离固定盘Ⅰ6方向移动时，活动盘Ⅱ10设置为能够向靠近固定盘Ⅱ9方向移动的结构。
所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅰ7设置为能够向靠近固定盘Ⅰ6的方向移动的结构，所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅱ10设置为能够向远离固定盘Ⅱ9的方向移动的结构。
所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅰ7设置为能够向远离固定盘Ⅰ6方向移动的结构，所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅱ10设置为能够向远离固定盘Ⅱ9方向移动的结构。
所述的固定盘Ⅰ6固定安装在主动轴1上，所述的固定盘Ⅱ9固定安装在从动轴2上，所述的驱动带5设置为截面呈V字形的结构。
所述的活动盘Ⅰ7固定安装在轴套Ⅰ13上，所述的活动盘Ⅱ10固定安装在轴套Ⅱ16上，所述的控制部件12为发动机ECU。控制部件控制两个伺服电机各自的启停以及各自的工作时间，从而控制两个活动盘的动作状态。
本发明的可变传动比机械增压器，通过主动轮与从动轮的各自半径的改变，改变了整个主动轮和从动轮各自的直径，从而主动轮与从动轮之间的传动比改变，伺服电机控制活动盘轴向移动，改变发动机与增压器的传动比。
本发明所述的可变传动比机械增压器，控制部件能够控制伺服电机Ⅰ启停，从而带动活动盘Ⅰ轴向移动，改变与固定盘Ⅰ之间的距离，改变固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径，而控制部件能够控制伺服电机Ⅱ启停，从而带动活动盘Ⅱ轴向移动，改变与固定盘Ⅱ之间的距离，改变固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的主动轮的半径，通过主动轮和从动轮各自半径的改变，达到改变发动机与机械增压器之间的传动比的目的，当主动轮半径增大，从动轮半径缩小时，从而增大传动比，当主动轮半径减小，从动轮半径增大，从而减小增大比。本发明所述的可变传动比机械增压器，结构简单，在现有而机械增压器结构上进行修改，增加少量部件，通过固定盘Ⅰ和活动盘Ⅰ组成的主动轮的半径的改变以及固定盘Ⅱ和活动盘Ⅱ组成的从动轮的半径的改变，改变发动机与机械增压器之间的传动比，在低转速时机械增压效果更好，从而在提高发动机的动力的同时能够合理减少油耗，避免能量浪费。
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 (10)

1.一种可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的可变传动比机械增压器包括主动轴(1)、从动轴(2)、增压器本体(3)，所述的主动轴(1)与发动机(4)连接，从动轴(2)与增压器本体(3)连接，主动轴(1)与从动轴(2)之间通过驱动带(5)连接，所述的主动轴(1)上设置固定盘Ⅰ(6)和活动盘Ⅰ(7)，活动盘Ⅰ(7)与能够控制活动盘Ⅰ(6)轴向移动的伺服电机Ⅰ(8)连接，从动轴(2)上设置固定盘Ⅱ(9)和活动盘Ⅱ(10)，所述的活动盘Ⅱ(10)与能够控制活动盘Ⅱ(10)轴向移动的伺服电机Ⅱ(11)连接，伺服电机Ⅰ(8)和伺服电机Ⅱ(11)分别与控制部件(12)连接。
2.根据权利要求1所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的活动盘Ⅰ(7)与轴套Ⅰ(13)固定连接，轴套Ⅰ(13)活动套装在主动轴(1)上，轴套Ⅰ(13)表面设置螺纹部Ⅰ(14)，伺服电机Ⅰ(8)的驱动齿杆Ⅰ(15)与轴套Ⅰ(13)的螺纹部(14)啮合，伺服电机Ⅰ(8)正转时，活动盘Ⅰ(7)设置为能够向靠近固定盘Ⅰ(7)方向移动的结构，伺服电机Ⅰ(8)反转时，活动盘Ⅰ(7)设置为能够向远离固定盘Ⅰ(6)方向移动的结构。
3.根据权利要求2所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的活动盘Ⅱ(10)与轴套Ⅱ(16)固定连接，轴套Ⅱ(16)活动套装在从动轴(2)上，轴套Ⅱ(16)表面设置螺纹部Ⅱ(17)，伺服电机Ⅱ(11)的驱动齿杆Ⅱ(22)与轴套Ⅱ(16)的螺纹部Ⅱ(17)啮合，伺服电机Ⅱ(11)正转时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向远离固定盘Ⅱ(10)方向移动的结构，伺服电机Ⅱ(11)反转时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向靠近固定盘Ⅱ(9)方向移动的结构。
4.根据权利要求3所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的固定盘Ⅰ(6)和活动盘Ⅰ(7)均设置为锥形结构，固定盘Ⅰ(6)的固定盘Ⅰ内表面(18)和活动盘Ⅰ(7)的活动盘Ⅰ内表面(19)之间呈V字形结构。
5.根据权利要求4所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的固定盘Ⅱ(9)和活动盘Ⅱ(10)均为锥形结构，固定盘Ⅱ(9)的固定盘Ⅱ内表面(20)和活动盘Ⅱ(10)的活动盘Ⅱ内表面(21)之间呈V字形结构。
6.根据权利要求5所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：活动盘Ⅰ(7)向靠近固定盘Ⅰ(6)方向移动时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向远离固定盘Ⅱ(9)方向移动的结构，活动盘Ⅰ(7)向远离固定盘Ⅰ(6)方向移动时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向靠近固定盘Ⅱ(9)方向移动的结构。
7.根据权利要求6所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅰ(7)设置为能够向靠近固定盘Ⅰ(6)的方向移动的结构，所述的发动机转速小于设定转速时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向远离固定盘Ⅱ(9)的方向移动的结构。
8.根据权利要求6所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅰ(7)设置为能够向远离固定盘Ⅰ(6)方向移动的结构，所述的发动机转速大于设定转速时，活动盘Ⅱ(10)设置为能够向远离固定盘Ⅱ(9)方向移动的结构。
9.根据权利要求3所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的固定盘Ⅰ(6)固定安装在主动轴(1)上，所述的固定盘Ⅱ(9)固定安装在从动轴(2)上，所述的驱动带(5)设置为截面呈V字形的结构。
10.根据权利要求3所述的可变传动比机械增压器，其特征在于：所述的活动盘Ⅰ(7)固定安装在轴套Ⅰ(13)上，所述的活动盘Ⅱ(10)固定安装在轴套Ⅱ(16)上，所述的控制部件(12)为发动机ECU。
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