專利名稱：一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是一種能夠削弱配氣機構(gòu)及發(fā)動機輔助裝置產(chǎn)生的激振、保證發(fā)動機平穩(wěn)運行的汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，屬于燃燒發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動機輪系一般包括正時輪系、輔助裝置輪系和飛輪，其中正時輪系和輔助裝置輪系布置在發(fā)動機前端，飛輪安裝在發(fā)動機曲軸的動力輸出端。發(fā)動機啟動時，由起動機帶動飛輪轉(zhuǎn)動，再通過飛輪帶動曲軸、活塞、配氣機構(gòu)，將力矩傳遞給發(fā)動機輔助裝置。當(dāng)發(fā)動機處于正常工作狀況時，由曲軸驅(qū)動正時輪系凸輪軸和發(fā)動機輔助裝置輪系，帶動配氣機構(gòu)、高壓油泵和發(fā)電機等輔助裝置運行。由此可見，曲軸是汽車發(fā)動機輪系主要的驅(qū)動部件，由于發(fā)動機曲軸受到周期性變化力、力矩(包括扭矩和彎矩)的共同作用，再加上曲軸本身的彈性以及曲軸、平衡塊、活塞連桿等運動件質(zhì)量的慣性作用，曲軸會發(fā)生自由扭轉(zhuǎn)振動和相對于飛輪的強迫扭轉(zhuǎn)振動；由于目前發(fā)動機輪系中輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪、正時輪系驅(qū)動帶輪和曲軸主軸頸為同心裝配，當(dāng)發(fā)動機正常工作時，由配氣機構(gòu)、高壓油泵和發(fā)電機等輔助裝置工作特性產(chǎn)生的激振又會對發(fā)動機曲軸及輪系產(chǎn)生嚴(yán)重影響(如噪音、振動、摩擦損失、功率損失、燃油消耗、壽命等)，導(dǎo)致發(fā)動機的綜合性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種能夠削弱配氣機構(gòu)及發(fā)動機輔助裝置產(chǎn)生的激振、保證發(fā)動機平穩(wěn)運行的汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，它包括曲軸、正時輪系驅(qū)動帶輪、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪和雙質(zhì)量飛輪，所述曲軸上設(shè)有主軸頸、曲拐和平衡塊，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝在曲軸前端設(shè)置的正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸上，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸相對于主軸頸為偏心安裝結(jié)構(gòu)，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪安裝在正時輪系驅(qū)動帶輪的前端，所述雙質(zhì)量飛輪安裝在曲軸的后端。上述汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸的軸線沿曲軸前端的平衡塊中心線向所對應(yīng)的曲拐方向偏離，它與主軸頸軸線的偏離量L=O. 5 I. 5mm。上述汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，所述平衡塊是以主軸頸軸心為圓心的扇形結(jié)構(gòu)，其扇形外緣圓弧半徑R=55 80mm，平衡塊兩側(cè)肩部拐點與主軸頸中心連線夾角α=130° 165°，平衡塊兩側(cè)肩部拐點與正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心連線的夾角β=140° 170°，平衡塊肩部延伸線的交點到主軸頸中心的距離為Hl=13 19mm，平衡塊肩部延伸線的交點到正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心的距離H2=ll 16mm。上述汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，所述正時輪系驅(qū)動帶輪通過正時皮帶帶動凸輪軸帶輪、正時張緊輪和高壓油泵帶輪，它們組成發(fā)動機的正時輪系。
上述汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪通過輔助裝置輪系皮帶帶動發(fā)電機帶輪及張緊器帶輪，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪、輔助裝置輪系皮帶、發(fā)電機帶輪及張緊器帶輪組成發(fā)動機的輔助裝置輪系。上述汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，所述雙質(zhì)量飛輪通過雙質(zhì)量飛輪安裝盤與主軸頸同心裝配。 本發(fā)明的正時輪系驅(qū)動帶輪相對曲軸主軸頸為偏心裝配，發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，通過正時輪系驅(qū)動帶輪的偏心裝配結(jié)構(gòu)，改變了正時輪系驅(qū)動帶輪和凸輪軸帶輪的振動周期，增加了一個可部分抵消凸輪軸激振的反向激振源，從而縮小了正時輪系的激振振幅，達到了降低正時皮帶的動態(tài)張力、凸輪軸的正時誤差和發(fā)動機正時系統(tǒng)噪聲，延長零部件使用壽命的目的；本發(fā)明通過輔助裝置驅(qū)動帶輪的偏心裝配結(jié)構(gòu)，改變了輔助裝置輪系相對雙質(zhì)量飛輪的振動周期，增加可部分抵消飛輪扭轉(zhuǎn)振動的反向激振源，從而降低了輔助裝置輪系的激振振幅，使輔助裝置輪系工作平穩(wěn)，減少了輔助裝置輪系張緊輪的擺動；本發(fā)明可通過正時張緊器調(diào)節(jié)正時皮帶的張力，以增強正時輪系運行的可靠性；采用本發(fā)明機構(gòu)后，可以去除安裝在凸輪軸上的阻尼減振器，減少了零部件數(shù)量，降低了安裝成本，也有利于發(fā)動機的整體布置?？傊景l(fā)明縮小了發(fā)動機輪系的激振振幅，降低了皮帶的擺動量和皮帶的動態(tài)張力，延長了發(fā)動機輪系零部件的壽命，同時降低了輪系運行噪音，減少了摩擦損失和功率損耗，提聞了發(fā)動機的綜合性能。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖I是輔助裝置輪系示意圖2是正時輪系不意圖3是曲軸結(jié)構(gòu)示意圖4是正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸與曲軸主軸頸偏離示意圖5是平衡塊結(jié)構(gòu)不意圖6是正時輪系振動分析曲線圖7是輔助裝置輪系振動分析曲線圖。圖中各標(biāo)號清單為1、雙質(zhì)量飛輪，2、曲軸，3、發(fā)電機，4、發(fā)電機帶輪，5、輔助裝置輪系皮帶，6、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪，7、輔助裝置輪系張緊器帶輪，8、凸輪軸，9、高壓油泵帶輪，10、正時輪系驅(qū)動帶輪，11、正時皮帶，12、正時張緊輪，13、凸輪軸帶輪，14、正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸，15、正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸的螺栓安裝孔，16、雙質(zhì)量飛輪安裝盤，17、曲軸主軸頸中心，18、正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心；
a、進氣凸輪軸激振曲線，b、排氣凸輪軸激振曲線，C、正時輪系反向激振曲線，d、由a、b、c曲線疊加后的振動曲線，e、發(fā)電機激振曲線，f、輔助裝置輪系反向激振曲線，g、由e、f曲線疊加后的振動曲線。
具體實施例方式參看圖I、圖2、圖3，本發(fā)明包括曲軸2、正時輪系驅(qū)動帶輪10、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪6和雙質(zhì)量飛輪I，所述曲軸2上設(shè)有主軸頸2-1、曲拐2-2和平衡塊2-3，所述正時輪系驅(qū)動帶輪10通過螺栓安裝在曲軸前端正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸的螺栓安裝孔15處，雙質(zhì)量飛輪I通過螺栓安裝在曲軸2后端的雙質(zhì)量飛輪安裝盤16上，正時皮帶11纏繞正時輪系各帶輪上，它們組成正時輪系(如圖2所示);所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪6通過螺栓安裝在正時輪系驅(qū)動帶輪10前端，輔助裝置輪系皮帶5纏繞在輔助裝置輪系的各帶輪上，它們組成輔助裝置輪系(如圖I所示);本發(fā)明中，正時輪系驅(qū)動帶輪10、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪6相對曲軸主軸頸(2-1)為偏心裝配結(jié)構(gòu)(如圖4所示)。參看圖4、圖5、圖6、圖7，并結(jié)合具體實施例對本發(fā)明結(jié)構(gòu)及其工作原理進一步描述
本發(fā)明的一個實施例涉及一種四缸柴油發(fā)動機，其正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心18相對于曲軸主軸頸中心17偏心尺寸L=L 5mm，從曲軸前端看，曲軸主軸頸中心17和曲軸正時帶輪安裝軸頸中心18均位于曲軸前端平衡塊2-3的中心線上，其中曲軸正時帶輪安裝軸頸中心18沿曲軸前端的平衡塊2-3中心線向?qū)?yīng)的曲拐2-2方向偏離。本實施例中平衡塊19外緣圓弧半徑為70. 5mm，平衡塊的兩側(cè)肩部拐點與主軸頸中心17連線夾角α =146°，平衡塊兩側(cè)肩部拐點與正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心18連線的夾角β=150°，平衡塊肩部延伸線的交點到主軸頸中心17的距離Hl=15. 78mm，平衡塊肩部延伸線的交點到正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸中心18的距離H2=14. 28?，F(xiàn)有技術(shù)的輪系驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，對于發(fā)動機正時輪系(如圖2所示)，曲軸正時輪系驅(qū)動帶輪10相對曲軸主軸頸2-1為同心裝配，由于曲軸2、凸輪軸8、高壓油泵的工作特性存在一個有規(guī)律的激振，使整個正時輪系產(chǎn)生共振，而正時系統(tǒng)的激振主要由配氣機構(gòu)凸輪軸8的運轉(zhuǎn)特性產(chǎn)生，這樣就會增加正時輪系動態(tài)和靜態(tài)的輪軸負(fù)載，使正時輪系產(chǎn)生噪音，增加了導(dǎo)向磨損，縮短了正時皮帶11及其他零部件的壽命。本實施例通過正時輪系驅(qū)動帶輪10的偏心裝配結(jié)構(gòu)，改變了正時輪系驅(qū)動帶輪10和凸輪軸帶輪13的振動周期，增加了一個可部分抵消凸輪軸8激振的反向激振源，從而縮小了正時輪系的激振振幅，達到了降低正時皮帶11的動態(tài)張力、凸輪軸8的正時誤差和發(fā)動機正時系統(tǒng)噪聲，提高零部件的使用壽命的目的。以圖6所示的正時輪系振動分析曲線在曲軸轉(zhuǎn)角0° 30°時為例，凸輪軸8的扭矩波峰為8N，利用正時輪系驅(qū)動帶輪10的偏心安裝結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的反向激振波峰為-12N，兩種扭矩相互中和，削弱了由凸輪軸8帶來的扭轉(zhuǎn)振動幅度?，F(xiàn)有技術(shù)的輪系驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，對于發(fā)動機輔助裝置輪系(如圖I所示)，曲軸2的扭轉(zhuǎn)振動被傳遞到所有的輔助裝置上，當(dāng)發(fā)動機工況發(fā)生變化時，輔助裝置輪系張緊器帶輪7負(fù)荷增大，輔助裝置輪系皮帶5張緊力增大，皮帶振動加強，NVH性能變差，甚至影響到輔助裝置的可靠性和壽命，特別是在發(fā)動機使用雙質(zhì)量飛輪I的情況下，輔助裝置輪系張緊器帶輪7的擺幅是單質(zhì)量飛輪情況下的數(shù)倍。在所有輔助裝置中，發(fā)電機3的轉(zhuǎn)速最高、慣性力矩最大，導(dǎo)致在發(fā)動機啟動、停車時輔助裝置輪系皮帶5的振動很大，對整個輪系的壽命、NVH、功率消耗都有極大的影響。發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，飛輪I本身會產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)振動，并通過曲軸2傳遞給輔助裝置輪系，本發(fā)明的輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪6的偏心裝配結(jié)構(gòu)改變了輪系相對雙質(zhì)量飛輪I的運轉(zhuǎn)周期，增加一個反向的激振，抵消飛輪I的扭轉(zhuǎn)振動，進而降低輪系的激振，保證系統(tǒng)工作平穩(wěn)。以圖7所示的輔助裝置輪系振動分析曲線在曲軸轉(zhuǎn)角0° 30°時為例，發(fā)動機的扭矩在波峰時為9. 5N，利用輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪6相對曲軸主軸頸的偏心安裝結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的反向激振波峰為-12N，兩種扭矩相互中和，削弱了由發(fā)電機帶輪帶來的扭轉(zhuǎn)振動。
權(quán)利要求
1.一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，它包括曲軸(2)、正時輪系驅(qū)動帶輪(10)、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪(6)和雙質(zhì)量飛輪(1)，所述曲軸(2)上設(shè)有主軸頸(2-1)、曲拐(2-2)和平衡塊(2-3)，所述正時輪系驅(qū)動帶輪(10)安裝在曲軸前端設(shè)置的正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸(14)上，所述正時輪系驅(qū)動輪安裝軸頸(14)相對于主軸頸(2-1)為偏心安裝結(jié)構(gòu)，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪(6)安裝在正時輪系驅(qū)動帶輪(10)前端，所述雙質(zhì)量飛輪(I)安裝在曲軸(2)的后端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸(14)軸線沿曲軸前端的平衡塊(2-3)中心線向所對應(yīng)的曲拐(2-2)方向偏尚，它與主軸頸(2-1)軸線的偏尚量L=O. 5 I. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述平衡塊(2-3)是以主軸頸軸心(17)為圓心的扇形結(jié)構(gòu)，其扇形外緣圓弧半徑R=55 80mm,平衡塊的兩側(cè)肩部拐點與主軸頸軸心(17)連線夾角α=130° 165°，平衡塊兩側(cè)肩部拐點與正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸軸心(18)連線的夾角β =140° 170°，平衡塊肩部延伸線的交點到主軸頸軸心(17)的距離為Hl=13 19mm，平衡塊肩部延伸線的交點到正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸軸心(18)的距離H2=ll 16mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述正時輪系驅(qū)動帶輪(10)通過正時皮帶(11)帶動凸輪軸帶輪(13)、正時張緊輪(12)和高壓油泵帶輪(9)，它們組成發(fā)動機的正時輪系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪(6)通過輔助裝置輪系皮帶(5)帶動發(fā)電機帶輪(4)及張緊器帶輪(7)，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪(6)、輔助裝置輪系皮帶(5)、發(fā)電機帶輪(4)及張緊器帶輪(7)組成發(fā)動機的輔助裝置輪系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是，所述雙質(zhì)量飛輪通過雙質(zhì)量飛輪安裝盤(16)與主軸頸(2-1)同心裝配。
全文摘要
一種汽車發(fā)動機輪系驅(qū)動系統(tǒng)，它包括曲軸、正時輪系驅(qū)動帶輪、輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪和雙質(zhì)量飛輪，所述曲軸上設(shè)有主軸頸、曲拐和平衡塊，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝在曲軸前端設(shè)置的正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸上，所述正時輪系驅(qū)動帶輪安裝軸頸相對于主軸頸為偏心安裝結(jié)構(gòu)，所述輔助裝置輪系驅(qū)動帶輪安裝在正時輪系驅(qū)動帶輪的前端，所述雙質(zhì)量飛輪安裝在曲軸的后端。本發(fā)明縮小了發(fā)動機輪系的激振振幅，降低了皮帶的擺動量和皮帶的動態(tài)張力，延長了發(fā)動機輪系零部件的壽命，同時降低了輪系運行噪音，減少了摩擦損失和功率損耗，提高了發(fā)動機的綜合性能。
文檔編號F01L1/348GK102937047SQ201210419909
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者朱泮橋, 屈偉, 邊鋒, 趙亮, 孟凡興, 李劍 申請人:長城汽車股份有限公司