CN1967002B - 一种适配器、一种内燃机、一种机动车和一种致动组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适配器，该适配器用于使至少一个外围部件(2)操作性安装在内燃机(3)上，该外围部件例如是真空泵，该内燃机具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴(30)，所述适配器包括至少一个与外围部件(2)连接的第一部分(10)和至少一个与内燃机(3)的可转动轴(30)连接的第二部分(11)，第二部分最好与第一部分相对，该适配器(1)还把至少一个驱动部(31)连接到可转动轴(3)上，该驱动部接受来自旋转轴的驱动力，该驱动部例如是嵌齿轮或齿形皮带轮。本发明还公开了一种内燃机(3)、一种机动车以及一种具有适配器(1)的驱动组件。

Description

一种适配器、一种内燃机、一种机动车和一种致动组件

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的适配器，尤其涉及在任何类型的马达上驱动至少一个市售的常规发动机外围部件，所述外围部件例如是真空泵，这种驱动过程与外围部件的构型无关，所述外围部件位于机动车的空间内，所要达到的目的是优化该外围部件的功能。

本发明还涉及一种配备有所述适配器的内燃机、一种配备有该内燃机的机动车以及一种致动组件，例如配件市场上销售的组件，该组件配备有至少一个常规外围部件和至少一个适配器。

背景技术

用于汽车、商用车、船舶等机动车的任何内燃机都需要一些外围部件，从而能适当地进行工作，以及使机动车的重要附件从马达获得必需能量的部件，从而使附件完成其功能。作为第一种外围部件的例子可以是水泵、油泵、燃料泵、分电器和交流发电机，作为第二种外围部件的例子可以是动力转向泵、空调压缩机以及柴油机上使用的真空泵。

大多数外围部件通过运动元件被曲轴的角度运动所致动，该运动元件用于传递旋转运动，例如是皮带、链条或者齿轮。曲轴的运动被运动连接元件所传递，从而使得这些外围部件完成它们的工作。

通常来说，上述第二种外围部件被光滑皮带所致动，也就是说，上述第二种外围部件的运动与曲轴不是同步的，这是一种非常经济的致动方式。但是，这种方式有严重的缺陷，这将在后面进行描述。

上面所说的缺陷就是部件所占用的空间，这些部件需要与曲轴平行地连接到固定在发动机的支承件上，部件的皮带轮与曲轴的皮带轮应当完全平行，否则皮带可能无法有效地把旋转运动传递给部件。当发动机安装在大型机动车例如卡车或巴士上时，安装上述部件所需的空间不成问题，但是当安装到小型机动车例如皮卡、厢式货车甚至客车上时，发动机罩下方的空间有时很狭小，部件的安装变得非常困难。

另外需要注意的是，对机动车的新设计倾向于使发动机罩下方的空间越来越小，这使得发动机和所有其它附件的安装变得困难。另外，还需要给这些机械部件的养护提供一定的空间。

使上述情形更为严重的是，消费市场需要越来越多的带有在以前并非广受欢迎的附件的机动车，这些附件例如是空调和动力转向系统，因此这需要在发动机罩的下方具有各种外围致动部件。

试想一下，对于在发动机罩的下方没有太多空间的机动车来说，对于稍大型发动机例如柴油机的安装以及所有其他外围部件的安装来说，可用空间的优化利用将变得很严峻。

第一种解决方案是，采用多个驱动皮带，其中直接由曲轴致动的第一皮带驱动一部分外围部件，被曲轴所致动的这些外围部件驱动其他的部件，因此可以使一些外围部件远离发动机而安装。

具体来看真空泵的情形，真空泵的首要功能是产生能使机动车辅助系统(其中，例如制动系统真空助力)工作的真空，这种可选择安装的真空泵会导致缺陷的产生，因为，由于真空泵不是由曲轴直接致动的，而是由其他部件驱动的，因此真空泵停止工作时的转速要高于设计参数时能预见的转速，因此会导致很多操作上的缺陷，例如工作效率降低、噪音过量以及使用寿命的减少。

很明显，人们可以开发出一种能在高转速下有效工作的真空泵，但是这样就失去了可以在市场上购买标准泵的优势，如果在市场上购买标准泵的话，就意味着较低的获取成本和更方便的维修。

另一个问题是使泵远离发动机而安装，这个问题无法容易地解决，使泵远离发动机而安装会产生一些技术上的缺陷，如上所述，比如在发动机罩下方安装发动机时会变得困难。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种适配器，该适配器用于致动常规发动机的至少一个外围部件，所述致动起作用的位置不同于其本来设计的位置，但是能保证原始的功能状态。

本发明的另一个目的是提供一种内燃机，该内燃机配备有上述适配器。

本发明的另一个目的是提供一种机动车，该机动车配备有该内燃机。

最后，本发明的另一个目的是提供一种致动组件，例如配件市场上销售的 组件，该组件配备有在此披露的至少一个常规外围部件和至少一个适配器。

本发明的目的是通过一种适配器来实现的，该适配器用于使至少一个外围部件安装在内燃机上，该内燃机具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴，所述适配器包括至少一个与外围部件连接的第一部分和至少一个与发动机的可转动轴连接的第二部分，第二部分最好与第一部分相对。该适配器还使至少一个驱动部连接到可转动轴上，该驱动部接受来自旋转轴的驱动力。

本发明的目的还通过一种内燃机来实现，该内燃机具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴，该可转动轴通过至少一个驱动部接受来自旋转轴的驱动力；以及至少一个外围部件。该发动机还具有至少一个适配器，该适配器包括至少一个与外围部件连接的第一部分和至少一个与发动机的可转动轴连接的第二部分，第二部分最好与第一部分相对，该适配器还使驱动部连接到可转动轴上。

本发明的目的还通过一种机动车来实现，该机动车包括至少一个如上所述的内燃机，所述内燃机配备有如上所述的适配器。

最后，本发明的目的还通过一种致动组件来实现，该致动组件包括如上所述的至少一个外围部件和至少一个适配器。

本发明具有如下优点：

可以直接通过发动机3的可转动轴30驱动市售的标准外围部件，而不需要皮带轮和皮带；

使外围部件靠近可转动轴而安装，从而极大的减少了其靠近发动机安装所占用的空间；

由于减少了对发动机罩下方占用的空间，因此使内燃机在机动车上的安装更为容易，从便于维修的角度出发，各种机械部件的获取也较为容易；

由于优化利用了容易获得的标准外围部件，因此使成本得以降低、养护也较容易；

由于取消了耗费能量的运动元件如皮带和链条，因此外围部件的致动效率得以提高。

附图说明

现在参照附图所示的实施例对本发明进行更详细的描述。这些附图是：

-图1是本发明适配器的透视图；

-图2是图1中适配器的侧视图；

-图3是图1和图2中适配器的前视图；

-图4是图1到3中适配器的横截面侧视图；

-图5是市场上销售的用于内燃机的标准外围部件的透视图；

-图6是本发明适配器的详细视图，该适配器使图5所示的标准外围部件安装在内燃机上；

-图7是图6所示的适配器的剖视图。

具体实施方式

本发明的适配器1详细地示于图1和图4中，图6和图7所示是内燃机3的一部分，其中适配器1使标准外围部件2能连接到发动机3上，所述标准外围部件可在市场上购买到。

本发明的适配器1具有两个主要功能，即：使至少一个外围部件2安装到具有至少一个旋转轴(未示出)的内燃机3上，发动机驱动至少一个可转动轴30，以及，伴随并另外地把至少一个驱动部31连接到可转动轴30上，所述驱动部接受来自旋转轴的驱动力。

适配器1优选为细长的并且包括至少一个第一部分10和至少一个第二部分11，优选地但是非必须地，第二部分11与第一部分10相对。按照当前图示的优选实施例，适配器1具有螺栓的形状，使得事实上第一部分10是螺栓头，第二部分11是螺纹枢轴。

显然，适配器1也可以是除了螺栓之外的任何形状，甚至可以是非细长的形状，这些适配器都包括在随后权利要求的保护范围之内。因此，第一和第二部分10、11的构型也因此可以相应地变化。

适配器1的第一部分10与外围部件2是可连接的，第二部分11与可转动轴30是可连接的，由此轴30的运动导致部件2的运动。因此，利用适配器1可以直接通过发动机3的可转动轴30来驱动从市场上购买的标准外围部件2，而不需要皮带轮和皮带，使用皮带轮和皮带时的缺点已经在前面有所论述。部件2可以安装得非常靠近轴30，由于部件2在其工作位置靠近发动机3，可以极大地减少被占用的空间。

第一部分10还限定出一个第一端面，该第一端面基本上垂直于适配器1的剩余部分，第一部分10具有装配元件14，该装配元件使部件2的活动轴(在图中的标记是20)进行可操作的装配。优选地，装配元件被构造为径向倒角14，如图1所示的那样，但是显然装配元件也可以是其他的构型，例如径向凸起、切口、通用槽或者任何其他能起作用的构型。显然，部件2的活动轴20的端部应当具有能使其与装配元件14相啮合的形状。

但是，应当注意的是，应当总是有一些装配元件14，从而使轴30的运动能驱动适配器1，最终驱动外围部件2。否则，部件2无法被轴30所驱动。

为了使适配器1与至少一个驱动部31连接从而连接转动轴30，适配器1包括至少一个第三部分13，该第三部分在当前描述的优选实施方式中具有基本上为环形壁的形状或类似形状。

环形壁13事实上是第一部分10(螺栓头)和第二部分11(螺纹枢轴)之间的连接壁，环形壁13把压力施加在驱动部31上，当适配器连接在可旋转轴30上时，环形壁13将驱动部31压靠在轴30上。后面将更加具体地描述上述连接。

显然，第三部分可以具有任何其他必需的或需要的构型，只要其能使驱动部31连接到轴30上。作为一个说明性的实施例，第三部分13可以是小的舌形形状，这将使得驱动部31和适配器1能整体安装，因此，在与可转动轴30连接时，驱动部31最终将与轴30直接连接(end up attached directly to)，也就是说，驱动部31与轴30之间没有相对运动。

优选地，还可以在适配器1上提供至少一个通孔12，从而允许润滑油穿过适配器流动而供给外围部件2，允许其在充分的润滑条件下工作。

在当前描述的适配器1的优选实施方式中，该适配器具有基本上螺栓状的细长形状，通孔12基本上是纵向的，通孔12具有位于第一部分10(螺栓头)上的第一开口和位于第二部分11(螺纹枢轴)上的第二开口。在图3、4和7中可以清楚地看到通孔12。

另外优选的是，在通孔12的位于第一部分10上的开口附近，通孔12的直径明显大于其剩余部分的直径。在通孔的该区域具有较大直径的目的在于，为了容纳位于外围部件2上的润滑油收集用圆柱形凸起21，该凸起允许润滑油流过适配器1的通孔12并到达部件2内部的机械部件，从而确保机械部件正确的工作。为了确保通孔12和收集凸起21之间的正确密封，后者最好包括一个O-型密封环22。润滑油的流动如图7所示。

在把适配器安装到可转动轴30上时，首先应当把驱动部31安装到可转动 轴30上。由于驱动部31具有基本上圆板形的形状，并具有基本上同心的通孔(未示出)，因此这种安装是可能的。优选地，驱动部31还具有将其相对于可转动轴30以正确角度安装的任何装置(例如，小的舌形或者缺口)。这个特点非常重要，如上所述，由于可转动轴30通过驱动部31接受来自发动机3的旋转轴的驱动力，如果需要可转动轴和旋转轴之间的运动同步，轴30和驱动部31之间进行正确角度的定位是必不可少的。随后将详细地描述旋转轴、可转动轴和驱动部31。

相对于可转动轴30正确地安装好驱动部31后，适配器1的第二部分11(螺纹枢轴)通过驱动部31的通孔被引入，并被正确地旋入可转动轴30端部上的螺纹孔中，为了能起作用，螺纹孔应当与第二部分完全同心，并且螺纹孔应当平行于第二部分的纵向长度。

一旦适配器1被旋入可转动轴30，那么可转动轴30可以通过旋转轴的转动而被驱动旋转，适配器1被旋入转动轴30会导致驱动部31和轴之间的牢固连接。

在这之后，可以正确地固定外围部件2，因此外围部件2的活动轴20将与适配器第一部分上的装配元件14(径向倒角等)啮合。如上所述，部件2相对于适配器1正确地安装后，收集凸起21保持在通孔12内。

从此时开始，通过装配元件14和活动轴20之间的配合，由旋转轴驱动转动轴30进行的径向运动会导致外围部件2的运动和工作。

应当注意的是，由于适配器1可以具有不同于螺栓体的构型，很显然，把该适配器连接到可转动轴30的方式可以极大地变化，只要适配器1能把驱动部31安装到轴上并能使外围部件2运动就行。

优选地，适配器1用钢制成，钢的组分和热/表面处理能承受旋转轴引起的可转动轴30的运动以及外围部件2的驱动产生的应力。但是，很显然，适配器的组分可以根据其特有构型的作用有很大的变化。如果需要或者期望的话，甚至可以预见由任何其他材料制成的适配器。

本发明还涉及一种内燃机3，其具有至少一个在此所定义的适配器1。

本发明的内燃机3具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴30，该转动轴30通过至少一个驱动部31接受来自旋转轴的驱动力，如前面所描述的那样。另外，发动机包括至少一个外围部件和至少一个适配器1。

一种四冲程内燃机，其类型相应于水用和陆用机动车上使用的几乎所有发动机(除了小型摩托车和更小型舷外马达)，该内燃机包括至少一个旋转轴或曲轴以及一个或多个可转动轴，例如一个或多个凸轮轴，以及至少一个用于驱动外围部件的轴，也叫做中间轴(可选的)。

优选地，如上所述，可转动轴30是位于气缸盖上的凸轮轴，但是很显然，它也可以位于气缸体或发动机组上，还可以是为驱动外围部件而专门设计的轴。由于凸轮轴的转速必然是曲轴转速的一半，因此无论发动机转速有多高，外围部件2将工作在较低的和可接受的转速下。

图7示出了发动机3的一部分，在图中可以看到发动机、可转动的凸轮轴30、适配器1以及外围部件2的局部截面图。

驱动部31也可以具有不同构型。优选地，如图6和7所示，驱动部是链条驱动的嵌齿轮，也可以是由聚合材料制成的齿形皮带驱动的齿形皮带轮，也可以是齿轮，也可以是任何其他需要的或期望的构型。

可以预见到，发动机3具有多于一个的驱动部以及适配器1，适配器可以使多于一个的驱动部31连接到可转动轴30上。

尽管发动机3可以具有构型上的变化，优选地但是非必需地，该发动机是按照狄赛尔循环运行的发动机。

优选地，连接到适配器并因此连接到转动轴30上的外围部件2是一个真空泵，如图5到7所示。该真空泵2被称为标准泵，这是因为很久以前就可以在市场上买到这种泵，并且这种泵可以被用在众多的机动车上。由于这个原因，这种泵用在内燃机3上是有利的，考虑到因为具有摊销的制造工具而使其制造成本很低，另外由于劳动力和维修配件数量多且容易找到，其养护也方便容易且成本很低。

另外，由于把外围部件直接安装在可转动轴30上，不需要例如链条或皮带这样的驱动装置，因此使得内燃机3变得更紧凑，因此可以更容易地把内燃机安装在发动机罩下方。另外提到部件2的驱动也是很重要的，由于不使用链条或皮带，因此能量损失很低，发动机效率得到提高，发动机油耗得以降低。

但是很显然，所述部件也可以是用在内燃机上的其他部件，例如交流发电机、水泵、燃料泵、油泵、动力转向泵、喷射泵、空调系统压缩机、空气压缩机、增压器等。

本文公开的另一新发明还涉及一种机动车，该机动车具有至少一个内燃机3，该内燃机具有至少一个适配器1，以及致动组件，该致动组件包括至少一个外围部件和至少一个适配器。该组件(未示出)可以被商业化生产，从而作为维修设备或者甚至用于使已有机动车升级和更新。

基本上，该机动车包括至少一个配备有适配器1的如上定义的内燃机3。基本上，该致动组件包括至少一个任意类型的外围部件2和至少一个适配器1，除此之外如果需要或者希望的话，还有其他的部件(例如驱动部31)。

在此已经描述了各种优选实施方式，应当理解的是，本发明的范围还包括其他可能的变型，本发明的保护范围由包括各种可能的等同物的权利要求所限定。

Claims (28)

1.一种适配器，用于使至少一个外围部件(2)操作性安装在内燃机(3)上，该内燃机具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴(30)，所述适配器包括至少一个与外围部件(2)连接的第一部分(10)和至少一个与可转动轴(30)连接的第二部分(11)，该适配器(1)另外还使至少一个驱动部(31)连接到可转动轴(30)上，该驱动部接受来自旋转轴的驱动力。

2.如权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第二部分与所述第一部分相对。

3.如权利要求1所述的适配器，其特征在于，它包括至少一个通孔(12)，用于使来自内燃机(3)的润滑油对外围部件(2)进行润滑。

4.如权利要求3所述的适配器，其特征在于，通孔大体上是纵向的，并具有位于第一部分(10)上的第一开口和位于第二部分(11)上的第二开口。

5.如权利要求1到4中任一个所述的适配器，其特征在于，它包括至少一个具有环形壁形状的第三部分(13)，该第三部分使驱动部(31)连接到可转动轴(30)上，并把其中一个压靠在另一个上。

6.如权利要求1到4中任一个所述的适配器，其特征在于，第一部分(10)限定出具有装配元件(14)的第一基本垂直表面。

7.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，装配元件是一个具有倒角(14)形式的空腔。

8.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，装配元件是一个径向凸起。

9.如权利要求4所述的适配器，其特征在于，在通孔(12)的位于第一部分(10)上的开口附近，通孔的直径远远大于其剩余部分的直径。

10.如权利要求1所述的适配器，其特征在于，它基本上具有螺栓体的形状，其中与外围部件(2)连接的第一部分(10)是螺栓头，第二部分(11)是螺纹枢轴。

11.一种内燃机，该内燃机具有至少一个旋转轴，该旋转轴驱动至少一个可转动轴(30)，该可转动轴(30)通过至少一个驱动部(31)接受来自旋转轴的驱动力；以及至少一个外围部件(2)，其特征在于，该内燃机具有至少一个适配器(1)，该适配器包括至少一个与外围部件(2)连接的第一部分(10)和至少一个与发动机(3)的可转动轴(30)连接的第二部分(11)，该适配器(1)还使驱动部(31)连接到可转动轴(30)上。

12.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，所述适配器的第二部分与所述第一部分相对。

13.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)包括至少一个具有环形壁形状的第三部分(13)，该第三部分使驱动部(31)连接到可转动轴(30)上，并把其中一个压靠在另一个上。

14.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)包括至少一个通孔(12)，用于使外围部件(2)利用其润滑油进行润滑。

15.如权利要求14所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)的通孔大体上是纵向的，并具有位于第一部分(10)上的第一开口和位于第二部分(11)上的第二开口。

16.如权利要求11到13中任一个所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)的第一部分(10)限定出具有装配元件(14)的第一基本垂直表面。

17.如权利要求16所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)的装配元件是一个具有径向倒角(14)形式的空腔。

18.如权利要求16所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)的装配元件是一个径向凸起。

19.如权利要求15所述的内燃机，其特征在于，在适配器(1)的通孔(12)的位于第一部分(10)上的开口附近，通孔的直径远远大于其剩余部分的直径。

20.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，适配器(1)基本上具有螺栓体的形状，其中与外围部件(2)连接的第一部分(10)是螺栓头，第二部分(11)是螺纹枢轴。

21.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，可转动轴(30)是位于气缸盖上的凸轮轴。

22.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，可转动轴(30)是一个中间轴。

23.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，驱动部(31)是一个嵌齿轮。

24.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，驱动部(31)是一个齿形皮带轮。

25.如权利要求11或13所述的内燃机，其特征在于，驱动部(31)是一个齿轮。

26.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机是按照狄塞尔循环运行的内燃机。

27.一种机动车，其特征在于，该机动车包括至少一个如权利要求11到26中任一项所述的内燃机(3)。

28.一种驱动组件，其特征在于，该驱动组件包括至少一个外围部件(2)和至少一个如权利要求1到10中任一项所述的适配器(1)。

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