CN116044969A - 能够直接驱动高压油泵的曲轴总成、发动机总成及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够直接驱动高压油泵的曲轴总成、发动机总成及车辆，包括曲轴本体，所述曲轴本体的小头轴颈处固定有偏心凸轮，高压油泵布置于曲轴本体上方的缸体侧上，高压油泵的柱塞垂直于曲轴本体的轴心，且高压油泵的柱塞轴心与偏心凸轮的中心面重合；通过曲轴本体的旋转，使得偏心凸轮随着曲轴本体的旋转而做圆周运动，直接驱动高压油泵工作。其能够直接驱动高压油泵工作，能够减窄正时系统，降低链系统预张力，减少摩擦，改进燃油喷射。

Description

能够直接驱动高压油泵的曲轴总成、发动机总成及车辆
技术领域
本发明涉及发动机部件，具体涉及一种能够直接驱动高压油泵的曲轴总成、发动机总成及车辆。
背景技术
高压油泵是汽车发动机燃油喷射系统中的核心设备，一般布置在发动机顶端靠近缸盖的位置。它的作用是向分油管输送高压燃油，保证向喷油嘴供应持续的燃油。传统发动机的高压油泵是由凸轮轴或中间轴以机械方式来驱动。发动机的曲轴通过链系统带动凸轮轴进行旋转运动，凸轮轴旋转再驱动高压油泵工作，实现燃油的喷射。为了实现超高的热效率和燃油经济性，现代发动机的燃油喷射压力设计得越来越大。但是当燃油喷射压力超过一定值时，超高的压力会导致较大静态和动态扭矩，影响链系统的工作机能，从而影响VVT的调节。同时也会导致接触应力超过凸轮轴和中间轴材料的许用极限，使整个正时系统、燃油喷射系统失效。所以，当前的设计是需要一种高强度的、可以直接驱动超高燃油压力的高压油泵的发动机部件。
CN111779756A公开了一种曲轴和一种压缩机，该曲轴为驱动压缩机工作的旋转轴，包括短轴、偏心凸轮和长轴。该曲轴仅仅驱动压缩机工作，不能实现驱动高压油泵、链系统、飞轮系统以及带动活塞连杆组工作的能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够直接驱动高压油泵的曲轴总成、发动机总成及车辆，其能够直接驱动高压油泵工作，能够减窄正时系统，降低链系统预张力，减少摩擦，改进燃油喷射。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，包括曲轴本体，所述曲轴本体的小头轴颈处固定有偏心凸轮，高压油泵布置于曲轴本体上方的缸体侧上，高压油泵的柱塞垂直于曲轴本体的轴心，且高压油泵的柱塞轴心与偏心凸轮的中心面重合；通过曲轴本体的旋转，使得偏心凸轮随着曲轴本体的旋转而做圆周运动，直接驱动高压油泵工作。
进一步，所述偏心凸轮上设有向外突出的偏心部。
进一步，所述偏心部与所述小头轴颈的偏心量为11.2~11.5mm。
进一步，所述偏心部的厚度为20mm。
进一步，所述偏心凸轮与所述小头轴颈通过倒圆角平滑连接。
进一步，所述曲轴本体包括依次连接的法兰油封轴颈、第一主轴颈、曲柄单元、第二主轴颈和小头轴颈，所述偏心凸轮与第二主轴颈之间设有过渡轴颈。
进一步，所述曲柄单元包括第一曲柄臂、第二曲柄臂、连杆轴颈和两个平衡块，连杆轴颈两端分别与第一曲柄臂和第二曲柄臂连接，所述第一曲柄臂与第一主轴颈固定连接，所述第二曲柄臂与第二主轴颈固定连接，两个平衡块分别固定在所述第一曲柄臂和第二曲柄臂上。
一种发动机总成，包括本发明所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成。
一种车辆，包括本发明所述的发动机总成。
本发明的有益效果：
本发明通过在所述曲轴本体的小头轴颈处固定有偏心凸轮，高压油泵布置于曲轴本体上方的缸体侧上，高压油泵的柱塞垂直于曲轴本体的轴心，且高压油泵的柱塞轴心与偏心凸轮的中心面重合；该曲轴本体在发动机点火后做旋转运动，伴随着曲轴本体的旋转，偏心凸轮旋转到与高压油泵的柱塞接触配合时，能够直接驱动高压油泵工作。本发明实施后可减窄正时系统，降低了链系统预张力，减少了摩擦，改进了燃油喷射。所述高压油泵集成在缸体侧上，至少减轻了5Kg发动机质量，减少了发动机的包装空间。同时能够完成1000bar燃油喷射压力的高压油泵的工程化开发，进一步推进50%超高热效率的实现。
附图说明
图1是本发明所述曲轴本体直接驱动高压油泵示意图；
图2是本发明所述曲轴本体直接驱动高压油泵正视图；
图3是本发明所述曲轴本体的结构示意图；
图4是图3的A-A向的剖视图。
图中，1—曲轴本体，11—法兰油封轴颈，12—第一主轴颈，13—曲柄单元，131—第一曲柄臂，132—第二曲柄臂，133—连杆轴颈，134—平衡块，14—第二主轴颈，15—小头轴颈，16—过渡轴颈，2—偏心凸轮，21—偏心部，3—高压油泵，31—柱塞。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参见图1至图4，所示的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，包括曲轴本体1，所述曲轴本体1的小头轴颈15处固定有偏心凸轮2，高压油泵3布置于曲轴本体1上方的缸体侧上，高压油泵3的柱塞31垂直于曲轴本体1的轴心，且高压油泵3的柱塞31轴心与偏心凸轮2的中心面重合。通过曲轴本体1的旋转，使得偏心凸轮2随着曲轴本体1的旋转而做圆周运动，直接驱动高压油泵3工作。
偏心凸轮2在圆周方向的截面呈水滴型，所述偏心凸轮2上设有向外突出的偏心部21。当发动机运转时，通过曲轴本体1的旋转，偏心凸轮2也随着曲轴本体1的旋转而做圆周运动。当偏心凸轮2的偏心部21接触到高压油泵3的柱塞31后，就会启动高压油泵3的内部工作，向共轨提供足够的高压燃油。曲轴本体1的材料选用高强度的锻钢或球铁，使得曲轴本体1拥有足够的刚度和强度来应对超高的应力。同时，因为曲轴本体1的强度较高，能够减少与高压油泵3的柱塞31的反复接触带来的磨损，使得整个燃油喷射系统拥有较优秀的可靠性和精确度。
偏心部21作为推动高压油泵3的柱塞31运动的关键部位，所述偏心部21与所述小头轴颈15的偏心量h为11.2~11.5mm，即本发明实施例所述的偏心部21是与曲轴本体1的小头轴颈15中心偏心量为h的一个相切圆。
所述偏心部21的厚度D为20mm，该宽度能够较好的适配高压油泵3的工作范围，使得偏心凸轮2的偏心部21能够精准地接触到高压油泵3的柱塞31。
所述曲轴本体1包括依次连接的法兰油封轴颈11、第一主轴颈12、曲柄单元13、第二主轴颈14和小头轴颈15，所述偏心凸轮2与第二主轴颈14之间设有过渡轴颈16，过渡轴颈16能够保证小头轴颈15在受到较大的应力时不发生失效断裂。所述偏心凸轮2与所述小头轴颈15通过倒圆角平滑连接。必要时对该倒圆角进行高频淬火处理，以提高曲轴小头轴颈15的强度。
所述曲柄单元13包括第一曲柄臂131、第二曲柄臂132、连杆轴颈133和两个平衡块134，连杆轴颈133两端分别与第一曲柄臂131和第二曲柄臂132连接，所述第一曲柄臂131与第一主轴颈12固定连接，所述第二曲柄臂132与第二主轴颈14固定连接，两个平衡块134分别固定在所述第一曲柄臂131和第二曲柄臂132上。
本发明通过在所述曲轴本体1的小头轴颈15处固定有偏心凸轮2，高压油泵3布置于曲轴本体1上方的缸体侧上，高压油泵3的柱塞31垂直于曲轴本体1的轴心，且高压油泵3的柱塞31轴心与偏心凸轮的中心面重合；该曲轴本体1在发动机点火后做旋转运动，伴随着曲轴本体1的旋转，偏心凸轮2旋转到与高压油泵3的柱塞31接触配合时，能够直接驱动高压油泵3工作。本发明实施后可减窄正时系统，降低了链系统预张力，减少了摩擦，改进了燃油喷射。所述高压油泵集成在缸体侧上，至少减轻了5Kg发动机质量，减少了发动机的包装空间。同时能够完成1000bar燃油喷射压力的高压油泵的工程化开发，进一步推进50%超高热效率的实现。
一种发动机总成，包括本发明所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成。
一种车辆，包括本发明所述的发动机总成。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，包括曲轴本体（1），其特征在于：所述曲轴本体（1）的小头轴颈（15）处固定有偏心凸轮（2），高压油泵（3）布置于曲轴本体（1）上方的缸体侧上，高压油泵（3）的柱塞（31）垂直于曲轴本体（1）的轴心，且高压油泵（3）的柱塞（31）轴心与偏心凸轮（2）的中心面重合；通过曲轴本体（1）的旋转，使得偏心凸轮（2）随着曲轴本体（1）的旋转而做圆周运动，直接驱动高压油泵（3）工作。
2.根据权利要求1所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述偏心凸轮（2）上设有向外突出的偏心部（21）。
3.根据权利要求2所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述偏心部（21）与所述小头轴颈（15）的偏心量为11.2~11.5mm。
4.根据权利要求2所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述偏心部（21）的厚度为20mm。
5.根据权利要求1或2所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述偏心凸轮（2）与所述小头轴颈（15）通过倒圆角平滑连接。
6.根据权利要求1或2所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述曲轴本体（1）包括依次连接的法兰油封轴颈（11）、第一主轴颈（12）、曲柄单元（13）、第二主轴颈（14）和小头轴颈（15），所述偏心凸轮（2）与第二主轴颈（14）之间设有过渡轴颈（16）。
7.根据权利要求6所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成，其特征在于：所述曲柄单元（13）包括第一曲柄臂（131）、第二曲柄臂（132）、连杆轴颈（133）和两个平衡块（134），连杆轴颈（133）两端分别与第一曲柄臂（131）和第二曲柄臂（132）连接，所述第一曲柄臂（131）与第一主轴颈（12）固定连接，所述第二曲柄臂（132）与第二主轴颈（14）固定连接，两个平衡块（134）分别固定在所述第一曲柄臂（131）和第二曲柄臂（132）上。
8.一种发动机总成，其特征在于：包括权利要求1~7任一项所述的能够直接驱动高压油泵的曲轴总成。
9.一种车辆，其特征在于：包括权利要求8所述的发动机总成。
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