CN115263596A - 发动机 - Google Patents

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CN115263596A CN202210877097.9A CN202210877097A CN115263596A CN 115263596 A CN115263596 A CN 115263596A CN 202210877097 A CN202210877097 A CN 202210877097A CN 115263596 A CN115263596 A CN 115263596A
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徐天添
王静秋
黄洪浪
唐元媛
龙立
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Abstract

本申请实施例提供一种发动机，所述发动机包括曲轴箱、曲轴、曲轴法兰、飞轮以及设置于所述曲轴箱外部的位置传感器；所述曲轴箱的后端壁具有安装孔；所述曲轴的后端穿设于所述安装孔中；曲轴法兰连接于所述曲轴的后端端部，且位于所述安装孔中；所述飞轮固定于所述曲轴法兰；所述位置传感器包括转盘与检测件，所述转盘固定于所述曲轴法兰上，且位于曲轴法兰与所述飞轮之间，所述转盘上设置有沿所述转盘周向分布的特征结构，所述检测件用于获取所述特征结构的特征信息并根据所述特征信息获得所述曲轴的转动角度，本申请实施例的发动机，能够获取曲轴的高精度位置信息。

Description

发动机
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种发动机。
背景技术
曲轴位置传感器也称为发动机转速传感器，是发动机控制系统中最主要的传感器之一，其功能是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角以及发动机转速，进而确定活塞上止点位置等，其与发动机ECU连通，确定喷射和点火的顺序、正时；此外还会根据信号监测到的曲轴转角波动大小来判断发动机是否有失火现象。
行业内常见的曲轴位置传感器有三种布置形式：
布置形式一，在曲轴前端小头上，设有独立的信号盘，信号盘的圆周带有信号齿；前端正时链轮壳设有开孔，用于安装曲轴位置传感器。其缺点在于；曲轴前端小头的相对扭转角位移较大，对于位置检测精度有影响；传感器工作在高温机油环境中，对传感器技术要求较高；正时链轮壳开口需要进行可靠密封。
布置形式二，在曲轴靠近后端的其中一个曲柄臂上钻孔，安装独立信号盘；缸体裙部设有开孔，用于安装曲轴位置传感器。其缺点在于，由于需要安装信号盘，曲轴曲柄臂需要设计较为厚大，成本较高，发动机重量增加较多；此外，安装工艺复杂，传感器工作在高温机油环境中，对传感器技术要求较高；缸体开口需要进行可靠密封。
布置形式三，在飞轮惯量环上设信号齿；变速箱壳体上设有开孔，用于安装曲轴位置传感器。其缺点在于，飞轮质量较大，可利用自身转动惯性调节转速波动，这使得飞轮上的信号齿转动角速度与曲轴转动角速度有一定误差，影响测量精度。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例期望提供一种发动机，能够获取曲轴的高精度位置信息。
为达到上述目的，本申请实施例提供一种发动机，所述发动机包括曲轴箱、曲轴、曲轴法兰、飞轮以及设置于所述曲轴箱外部的位置传感器；所述曲轴箱的后端壁具有安装孔；所述曲轴的后端穿设于所述安装孔中；曲轴法兰连接于所述曲轴的后端端部，且位于所述安装孔中；所述飞轮固定于所述曲轴法兰；所述位置传感器包括转盘与检测件，所述转盘固定于所述曲轴法兰上，且位于曲轴法兰与所述飞轮之间，所述转盘上设置有沿所述转盘周向分布的特征结构，所述检测件用于获取所述特征结构的特征信息并根据所述特征信息获得所述曲轴的转动角度。
一些实施方案中，所述发动机包括油封组件，所述油封组件包括油封，所述油封环绕在所述曲轴法兰的周向表面，所述油封的周向外表面与所述安装孔的内壁面密封接触。
一些实施方案中，所述油封组件包括油封保持架，所述油封环绕所述油封保持架设置，且由所述油封保持架支撑。
一些实施方案中，所述检测件固定于所述油封保持架。
一些实施方案中，所述油封的轴向端面开设连接环槽；所述油封保持架包括保持环体以及同轴设于所述保持环体轴向端面的插环部，所述连接环槽过盈压配在所述插环部上，且所述油封的轴向端面与所述保持环体的轴向端面抵接。
一些实施方案中，所述插环部的周向外环面上形成向外突出的止退凸台。
一些实施方案中，所述保持环体的周向外环面设有向外突出的凸块，所述凸块上开设安装槽，所述保持环体的周向内环面设有与所述安装槽连通的检测孔；所述检测件包括探头，所述探头插入所述安装槽，所述探头包括前端与后端，所述前端适配于所述检测孔中，所述后端适配在所述安装槽内。
一些实施方案中，所述安装孔靠近所述曲轴法兰的一端开设油封安装槽，所述油封安装槽的侧壁形成缺口，所述油封组件装配在所述油封安装槽内，且所述凸块适配在所述缺口处。
一些实施方案中，所述曲轴箱的外壁开设线槽；所述检测件包括探头以及与所述探头连接的连接线，所述连接线的至少靠近所述探头的部分被约束在所述线槽内。
一些实施方案中，所述检测件包括设置于所述探头侧壁的侧向突出的连接板，所述连接板与设置在所述凸块一侧的连接座相对；所述发动机还包括紧固件，所述紧固件穿过所述连接板并拧入所述连接座内
本申请实施例的发动机，包括转盘与检测件，转盘固定于曲轴法兰，曲轴法兰连接于曲轴的后端端部。检测件用于获取转盘的特征结构的特征信息并根据特征信息获得曲轴的转动角度，进而确定活塞上止点位置。飞轮固定于曲轴法兰，曲轴的转动通过曲轴法兰传递至飞轮并通过飞轮向外输出。转盘固定于曲轴法兰且位于曲轴法兰与飞轮之间，也就是说转盘靠近曲轴的输出端，这使得检测件根据特征信息获得的曲轴转动角度的精度更高。并且由于位置传感器设置于所述曲轴箱外部，不接触高温机油，降低了位置传感器的技术要求，并且无需在曲轴箱上开设开口以安装位置传感器的检测件,安装方便。
附图说明
图1为本申请一实施例的发动机的爆炸示意图；
图2为图1所示发动机的曲轴箱和位置传感器的结构示意图；
图3为图1所示发动机的位置传感器、油封组件的结构示意图；
图4为图1所示发动机的飞轮装配至曲轴箱的结构示意图；
图5为图1所示发动机的油封组件的爆炸示意图；
图6为图1所示发动机的油封组件的另一视角的爆炸示意图；
图7为图1所示发动机的油封组件和检测件的爆炸示意图；
图8为图1所示发动机的油封组件和检测件的装配示意图。
附图标记说明
曲轴箱10；安装孔11；油封安装槽111；缺口112；线槽12；盖板13；曲轴法兰20；飞轮30；位置传感器40；转盘41；检测件42；探头421；前端4211；后端4212；连接线422；连接板423；油封组件50；油封51；连接环槽511；油封保持架52；保持环体521；减重槽5211；凸块5212；安装槽5213；检测孔5214；连接座5215；插环部522；止退凸台5221。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。
请参考图1-图4，本申请实施例提供一种发动机，所述发动机包括曲轴箱10、曲轴、曲轴法兰20、飞轮30以及位置传感器40以及油封组件50。
所述曲轴箱10用于安装曲轴，所述曲轴箱10的后端壁具有安装孔11，所述曲轴的后端穿设于所述安装孔11中，并在所述安装孔11内转动。
所述曲轴法兰20连接于所述曲轴的后端端部，且位于所述安装孔11中。这使得曲轴法兰20与曲轴后端同步转动。
所述飞轮30固定于所述曲轴法兰20，曲轴法兰20转动，飞轮30跟随转动，动力通过分飞轮30向外输出。
位置传感器40设置于所述曲轴箱10外部，以此不接触位于曲轴箱10内部的高温机油，降低了位置传感器40的技术要求。所述位置传感器40包括转盘41与检测件42，所述转盘41固定于所述曲轴法兰20上，且位于所述曲轴法兰20与所述飞轮30之间，也就是说转盘41与曲轴法兰20同步转动。
所述转盘41上设置有沿所述转盘41周向分布的特征结构。所述检测件42用于获取所述特征结构的特征信息，并根据所述特征信息获得所述曲轴的转动角度，也就是获得曲轴的位置，从而确定活塞上止点位置。检测件42与发动机ECU连通，发动机ECU进一步以此确定喷射和点火的顺序、正时。此外还会根据检测件42监测到的曲轴转动角度的波动幅度大小来判断发动机是否有失火现象。
可以理解的是，位置传感器40可以是光电式、霍尔效应式或磁电感应式。一些实施例中，所述位置传感器40为光电式，特征结构是沿转盘41周向分布的若干光刻缝隙。本实施例中，转盘41为磁性转盘，具有周向分布若干磁性单元，检测件42检测磁性转盘旋转时的磁场的变化，以此获得磁性转盘的转动角度，也就是曲轴的转动角度。
上述实施例中，转盘41固定在曲轴的动力输出的一端，这使得检测件42根据特征信息获得的曲轴转动角度以及转动速度的信息精度更高。并且由于位置传感器40设置于所述曲轴箱10外部，不接触高温机油，降低了位置传感器40的技术要求，且无需在曲轴箱10上开设开口以安装位置传感器40的检测件42，安装方便。
示例性地，请参考图1-图4，所述发动机包括油封组件50，所述油封组件50包括油封51，油封51用于密封设置在曲轴法兰20与安装孔11之间。具体而言，所述油封51环绕在所述曲轴法兰20的周向表面，也可以理解为油封51套设在曲轴法兰20的周向表面。所述油封51的周向外表面与所述安装孔11的内壁面密封接触。
需要理解的是，油封51是过盈压配在曲轴法兰20的周向表面，这使得油封51与曲轴法兰20之间的密封性较佳，并且能够使得油封51与曲轴法兰20的轴心重合。
示例性地，请参考图1、图5-图8，所述油封组件50包括油封保持架52，所述油封51环绕所述油封保持架52设置，且由所述油封保持架52支撑。油封保持架52提供油封51刚性的支撑，增强油封51抵抗形变的能力，以保障密封效果的稳定性。这里，油封51与油封保持架52的轴心重合。
示例性地，所述检测件42固定于所述油封保持架52，以此使检测件42与油封保持架52具有固定的位置关系。进一步的，油封保持架52通过油封51与曲轴法兰20保持相对固定的位置关系，曲轴法兰20与转盘41保持固定的位置关系，由此可知，检测件42与转盘41之间具有相对固定的位置关系，以此保证获得曲轴的转动角度的准确性。
需要注意的是，环状的油封保持架52具有自定心的作用，装配过程中，油封51装配至油封保持架52，并整体装配至曲轴法兰20，此时油封保持架52的轴向与曲轴法兰20的轴心重合，这使得固定在油封保持架52的检测件42能够较为方便的与转盘41保持预设的角度。
示例性地，所述油封51的轴向端面开设连接环槽511。所述油封保持架52包括保持环体521以及同轴设于所述保持环体521轴向端面的插环部522。即插环部522设置于保持环体521的轴向端面，且与保持环体521同轴。所述连接环槽511过盈压配在所述插环部522上，以使得插环部522与连接环槽511同轴。所述油封51的轴向端面与所述保持环体521的轴向端面抵接，以此限制插环部522插入连接环槽511的深度，从而对油封保持架52与油封51连接之后的整体尺寸进行限制。
示例性地，所述插环部522的周向外环面上形成向外突出的止退凸台5221，止退凸台5221用于限制油封51的连接环槽511与插环部522分离。具体而言，所述止退凸台5221具有一倾斜的引导面，在所述油封51压配于所述油封保持架52的方向上，所述引导面与所述插环部522周向外环面的距离逐渐增大。这使得在装配过程中，引导面能够引导油封51移动；在受到作用力使二者产生分离趋势时，引导面的远离插环部522周向外环面的一侧能够对该分离产生较大的阻碍，以此提高连接的可靠性。
一些实施中，为了降低油封保持架52的重量，所述保持环体521的周向外环面上开设若干减重槽5211，各所述减重槽5211依次间隔的排列在所述保持环体521的周向外环面上。
示例性地，所述保持环体521的周向外环面设有向外突出的凸块5212，所述凸块5212上开设安装槽5213，所述保持环体521的周向内环面设有与所述安装槽5213连通的检测孔5214。
所述检测件42包括探头421。所述探头421插入所述安装槽5213，所述探头421包括前端4211与后端4212，所述前端4211适配于所述检测孔5214中，所述后端4212适配在所述安装槽5213内。通过检测孔5214与探头421前端4211的适配，安装槽5213与探头421后端4212的适配，使得沿探头421长度方向有至少两个限位区域，从而保证了安装后，探头421位置的准确性。
并且，探头421的前端4211尺寸小于后端4212尺寸，这使得前端4211与后端4212之间具有台阶面，台阶面抵接在安装槽5213内壁，从而准确的限定了探头421在检测件42上的位置，也就保证了装配后探头421与转盘41之间的位置的准确性，降低了装配难度。
示例性地，所述安装孔11靠近所述曲轴法兰20的一端开设油封安装槽111，所述油封安装槽111的侧壁形成缺口112，所述油封组件50装配在所述油封安装槽111内，且所述凸块5212适配在所述缺口112处，以在一定程度上限制油封组件50的偏转。
示例性地，请参考图3、图7和图8，所述曲轴箱10的外壁开设线槽12。所述检测件42包括探头421以及与所述探头421连接的连接线422，所述连接线422的至少靠近所述探头421的部分被约束在所述线槽12内，以使连接线422与探头421连接处不易松脱，并且连接线422不会因大幅晃动而与外部环境产生磨损。其中，线槽12开设在突出于曲轴箱10的外壁的凸条顶面。
可以理解的是，在线槽12处盖设有盖板13，以将连接线422封装在线槽12内。
示例性地，所述检测件42包括设置于所述探头421侧壁的侧向突出的连接板423，所述连接板423与设置在所述凸块5212一侧的连接座5215相对。所述发动机还包括紧固件，所述紧固件穿过所述连接板423并拧入所述连接座5215内，以使所述探头421与所述油封保持架52固定连接。该紧固件可以为螺钉。
装配过程：
将油封51装配至油封保持架52，将检测件42装配至油封保持架52的安装槽5213，从而使油封51、油封保持架52以及检测件42三者形成一个整体。
曲轴安装至曲轴箱10，使曲轴法兰20处于安装孔11中，将油封51、油封保持架52以及检测件42三者形成的整体压装在曲轴法兰20的周向表面上，保证油封51周向内环面与曲轴法兰20周面表面贴合良好；将检测件42的连接线422置于线槽12内，并盖板13封装、螺栓固定。
转盘41安装在曲轴法兰20的轴向端面，以使得转盘41与检测件42形成相对固定的位置关系，该转盘41与检测件42之间具有相对固定的间隙。
将飞轮30设置在转盘41一侧，使飞轮30螺栓穿过飞轮30与转盘41上的通孔，并拧入曲轴法兰20的紧固孔上。
本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括：
曲轴箱，所述曲轴箱的后端壁具有安装孔；
曲轴，所述曲轴的后端穿设于所述安装孔中；
曲轴法兰，连接于所述曲轴的后端端部，且位于所述安装孔中；
飞轮，所述飞轮固定于所述曲轴法兰；
设置于所述曲轴箱外部的位置传感器，所述位置传感器包括转盘与检测件，所述转盘固定于所述曲轴法兰上，且位于曲轴法兰与所述飞轮之间，所述转盘上设置有沿所述转盘周向分布的特征结构，所述检测件用于获取所述特征结构的特征信息并根据所述特征信息获得所述曲轴的转动角度。
2.如权利要求1所述的一种发动机，其特征在于，所述发动机包括油封组件，所述油封组件包括油封，所述油封环绕在所述曲轴法兰的周向表面，所述油封的周向外表面与所述安装孔的内壁面密封接触。
3.如权利要求2所述的一种发动机，其特征在于，所述油封组件包括油封保持架，所述油封环绕所述油封保持架设置，且由所述油封保持架支撑。
4.如权利要求3所述的一种发动机，其特征在于，所述检测件固定于所述油封保持架。
5.如权利要求3所述的一种发动机，其特征在于，所述油封的轴向端面开设连接环槽；
所述油封保持架包括保持环体以及同轴设于所述保持环体轴向端面的插环部，所述连接环槽过盈压配在所述插环部上，且所述油封的轴向端面与所述保持环体的轴向端面抵接。
6.如权利要求5所述的一种发动机，其特征在于，所述插环部的周向外环面上形成向外突出的止退凸台。
7.如权利要求5所述的一种发动机，其特征在于，所述保持环体的周向外环面设有向外突出的凸块，所述凸块上开设安装槽，所述保持环体的周向内环面设有与所述安装槽连通的检测孔；
所述检测件包括探头，所述探头插入所述安装槽，所述探头包括前端与后端，所述前端适配于所述检测孔中，所述后端适配在所述安装槽内。
8.如权利要求7所述的一种发动机，其特征在于，所述安装孔靠近所述曲轴法兰的一端开设油封安装槽，所述油封安装槽的侧壁形成缺口，所述油封组件装配在所述油封安装槽内，且所述凸块适配在所述缺口处。
9.如权利要求1所述的一种发动机，其特征在于，所述曲轴箱的外壁开设线槽；
所述检测件包括探头以及与所述探头连接的连接线，所述连接线的至少靠近所述探头的部分被约束在所述线槽内。
10.如权利要求9所述的一种发动机，其特征在于，所述检测件包括设置于所述探头侧壁的侧向突出的连接板，所述连接板与设置在所述凸块一侧的连接座相对；
所述发动机还包括紧固件，所述紧固件穿过所述连接板并拧入所述连接座内。
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