專利名稱：一種低磨損內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)，具體講涉及內(nèi)燃機機油泵運行控制結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)代工業(yè)及生活中內(nèi)燃機占有很重要的地位，是一種廣泛使用的動力機械。內(nèi)燃機特別是移動機械(如汽車)的啟動較為頻繁的。但在啟動瞬間，由于各相對摩擦件之間無潤滑油，因而摩擦力很大，需要的啟動力距也大，磨損也最大。這種惡劣的工作條件是因為機油泵是由內(nèi)燃機曲軸帶動的，潤滑油的潤滑作用需要由機油泵產(chǎn)生一定油壓，并傳輸?shù)礁鳚櫥c才能實現(xiàn)；這需要機油泵運轉(zhuǎn)一定時間后才能達(dá)到。故在啟動瞬間及稍后一段時間內(nèi)，內(nèi)燃機的潤滑條件都是很差的；隨著內(nèi)燃機帶動機油泵工作一段時間后，內(nèi)燃機才能達(dá)到正常潤滑狀態(tài)，這種現(xiàn)象對于低溫狀態(tài)啟動來講，其磨損更大對內(nèi)燃機的危害也更大。
雖然現(xiàn)有不少減摩添加劑用以減少啟動時的摩擦和磨損，但要求定期添加，費用高并帶來一些麻煩。
為此本發(fā)明提供一種新的設(shè)計以期解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
一種低磨損內(nèi)燃機其特征在于機油泵由獨立輔助電機驅(qū)動或與內(nèi)燃機曲軸并聯(lián)驅(qū)動；在機油泵主軸上的兩個從動輪(可以是齒輪、鏈輪、皮帶輪等)分別與輔助電機上的驅(qū)動輪及曲軸上的主驅(qū)動輪相配合或嚙合，兩個從動輪各安裝一個超越離合器，離合器的星輪用鍵或花鍵與機油泵主軸相連；或在輔助電機驅(qū)動輪及曲軸主驅(qū)動輪上各有一個超越離合器，兩離合器的星輪用鍵或花鍵分別與電機軸及內(nèi)燃機的曲軸相連，與驅(qū)動輪對應(yīng)的從動輪直接安裝在機油泵主軸上；曲軸主驅(qū)動輪上的超越離合器的星輪也可以是直接制作在曲軸頸上的。
也可以在機油泵主軸上僅安裝一個從動輪與獨立輔助電機上的驅(qū)動輪相配合或嚙合，即機油泵由輔助電機單獨驅(qū)動。
內(nèi)燃機啟動控制電路由輔助電機啟動電路、延時電路或潤滑油回路油壓檢測電路、可啟動內(nèi)燃機主機(以下簡稱內(nèi)燃機)指示電路或自動啟動內(nèi)燃機電路、延時關(guān)斷輔助電機電路等組成。
要使內(nèi)燃機在啟動前進(jìn)入潤滑狀態(tài)，必須使機油泵先于內(nèi)燃機啟動，這就要求機油泵必須有獨立的驅(qū)動源簡單易行的辦法是采用由電瓶供電的直流電機直接驅(qū)動，即在啟動內(nèi)燃機前，先接通輔助電動機，使機油泵提前運轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)強制潤滑條件的建立，當(dāng)再啟動內(nèi)燃機時，就可以避免出現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)運動表面間的干摩擦現(xiàn)象，從而有效的防止了運動副零件的不正常磨損；為了適應(yīng)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速變動時對潤滑油量的不同要求，更好的方案是讓機油泵在內(nèi)燃機啟動運轉(zhuǎn)后，仍由內(nèi)燃機驅(qū)動，為此在機油泵主軸與軸上的從動輪之間用超越離合器連接起來，即在油泵的主軸上安裝兩個從動輪，其中一個與輔助電機軸上的驅(qū)動輪相嚙合，另一個與內(nèi)燃機曲軸上的主驅(qū)動輪(可以鏈輪、皮帶輪圖中是齒輪)相接，在兩個從動輪與油泵主軸之間各安裝有一個超越離合器，離合器的星輪用鍵(或花鍵)與油泵主軸相連，星輪的三角槽的小端方向與機油泵要求的轉(zhuǎn)動方向一致。這可使輔助電機或內(nèi)燃機曲軸都能獨立的將運動傳給油泵主軸，而不會相互干涉。
即在內(nèi)燃機啟動前，輔助電機提前啟動，其軸上的去驅(qū)動輪將帶動機油泵主軸上的一個從動輪沿機油泵運行方向(如逆時針)轉(zhuǎn)動，該從動輪的內(nèi)環(huán)面帶動離合器上的滾柱向星輪三角槽的小端運動，從而被鎖死，則帶動星輪——機油泵主軸轉(zhuǎn)動，即機油泵工作運行；同時機油泵主軸也帶動另一個超越離合器(與曲軸傳動相對應(yīng))的星輪也同向轉(zhuǎn)動，該星輪中的滾柱向三角槽的大端運動，則與之相對應(yīng)的從動輪就不會轉(zhuǎn)動，即不能帶動曲軸轉(zhuǎn)動；而當(dāng)內(nèi)燃機啟動后，其曲軸上的主驅(qū)動輪帶動機油泵從動輪沿油泵運行方向(如逆時針)轉(zhuǎn)動，經(jīng)超越離合器使機油泵工作；同樣由于另一個超越離合器的作用，使與輔助電動機相連的從動輪脫離傳動，從而不會帶動輔助電機轉(zhuǎn)動。即實現(xiàn)了機油泵兩動力源間的隔離。
對于直接安裝在內(nèi)燃機曲軸上的內(nèi)嚙合齒輪油泵來講，則可在安裝泵油外齒輪的曲軸頸處加工出不少于三個(超越離合器星輪的)三角槽，槽的小端指向與機油泵運行方向相反，并安裝滾柱、頂桿、彈簧，即在泵油外齒輪圈與曲軸之間制出一超越離合器；同時將泵油內(nèi)齒輪圈外表加工出外齒輪，并與輔助電機軸上的齒輪嚙合，該齒輪也用一個超越離合器與輔助電機軸連接，離合器星輪上的三角槽小端指向與機油泵運行方向一致。則在驅(qū)動機油泵的兩個獨立動力源之間實現(xiàn)了運動上的相互隔離，其隔離原理同前。
以上兩種結(jié)構(gòu)方案都能實現(xiàn)內(nèi)燃機啟動前，機油泵由輔助電動機提前驅(qū)動，而當(dāng)內(nèi)燃機啟動后，機油泵轉(zhuǎn)由曲軸驅(qū)動。
在本專利內(nèi)燃機中帶有一啟動控制電路。該電路帶有延時啟動內(nèi)燃機的控制單元。該控制單元可以由簡單的延時電路啟動，即在油泵工作一定時間后，給出可以啟動內(nèi)燃機的指示信號或自動啟動內(nèi)燃機。該單元也可以接受機油壓力傳感器信息，在潤滑油壓達(dá)到設(shè)定壓力時，給出可以啟動內(nèi)燃機聲光信號，或直接啟動內(nèi)燃機。
可以看出采用本專利技術(shù)，可以完全避免內(nèi)燃機啟動時的干摩擦，及因此產(chǎn)生的過度磨損，對延長內(nèi)燃機壽命，改善啟動性能具有積極意義。當(dāng)然也可用輔助電機單獨驅(qū)動機油泵，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，在內(nèi)燃機上的布置也靈活，但不易滿足內(nèi)燃機變速時對潤滑油量的要求，且對電機性能要求更高。


圖1輔助電機及內(nèi)燃機曲軸雙驅(qū)動機油泵的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2輔助電機及內(nèi)燃機曲軸直接驅(qū)動內(nèi)齒輪油泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3啟動控制電路控制邏輯示意圖。
圖例說明1.主驅(qū)動輪2.機油泵輔助從動輪2’.機油泵從動輪3(3’).超越離合器31(31’).蓋板 32(32’).滾柱 33(33’).頂桿34(34’)彈簧 35.三角槽 36(36’).星輪4.隔板5.機油泵51.機油泵主軸6.主軸鍵7.輔助電機驅(qū)動輪8.電機軸鍵9.輔助電機10.內(nèi)燃機曲軸101.滾柱 102.頂桿103.彈簧 104.三角槽11.泵油外齒圈111.齒圈內(nèi)表面112.泵油工作齒12.泵油內(nèi)齒圈121.泵油工作內(nèi)齒 122.齒圈傳動外齒13.內(nèi)嚙合機油泵131.泵體(油道未畫出)14.蓋板15.內(nèi)燃機機體
16.月牙定子17.缺口18.超越離合器181.滾柱 182.頂桿 183.彈簧184.星輪 185.三角槽19.離合器座20.離合器蓋板21.彈簧卡環(huán)發(fā)明實例圖1是本專利低磨損內(nèi)燃機的一種機油泵雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的示意圖(圖中油泵部分未畫出)，適用于外齒輪泵及轉(zhuǎn)子泵。安裝在內(nèi)燃機曲軸上的主驅(qū)動輪1(可以是鏈輪、皮帶輪、本圖中是齒輪)，其與機油泵主軸51上的從動輪2’相接(嚙合)，在軸51上同時安裝有另一個從動輪——齒輪2，其與輔助電機9的輸出軸91上的驅(qū)動輪(齒輪7)相嚙合。在齒輪2及齒輪2’與油泵主軸51之間各安裝一個超越離合器3及3’，兩個離合器的星輪36及36’用鍵6(或花鍵)與機油泵主軸連接。兩個星輪36及36’的三角槽35小端與機油泵主動軸51轉(zhuǎn)動(如逆時針)方向一致。兩離合器用隔板4隔離開，以免相互干涉。
接通啟動控制線路，輔助電機9首先啟動，其上的從動輪7帶動機油泵5上的從動輪2(逆時針)轉(zhuǎn)動，從動輪2的內(nèi)環(huán)面21帶動滾柱32滾向星輪36上的三角槽35小端，而被鎖住，從而帶動星輪36轉(zhuǎn)動，即帶動機油泵5工作，實現(xiàn)了內(nèi)燃機啟動機前的預(yù)潤滑作用。
機油泵5啟動后，與其主軸51相連的星輪36’也隨之轉(zhuǎn)動，帶動滾柱32’滾向星輪36’上的三角槽35’的大端，而與從動輪2’的內(nèi)圈21’脫離接觸，即從動輪2’不會被帶動，即主驅(qū)動輪1和內(nèi)燃機曲軸均不被帶動。
在機油泵5啟動一段時間后，由啟動控制電路給出可以啟動內(nèi)燃機指令信號，由人工或由控制電路自動啟動內(nèi)燃機，在內(nèi)燃機進(jìn)入穩(wěn)定運行(怠速)后，關(guān)閉輔助電動機9，此時內(nèi)燃機曲軸上的主驅(qū)動輪1帶動油泵上的從動輪2′(逆時針)轉(zhuǎn)動，經(jīng)滾柱32’-星輪36’帶動機油泵5運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機油泵5與內(nèi)燃機(準(zhǔn))同步轉(zhuǎn)動；同樣由于超越離合器3的作用，從動輪2不會被帶動，則輔助電機9也不會轉(zhuǎn)動。
這種設(shè)計一方面可以滿足內(nèi)燃機不同轉(zhuǎn)速下對潤滑油量的要求，另外可以選用較小功率的輔助電機(滿負(fù)荷運行)以降低成本。
圖2是采用內(nèi)嚙合機油泵的本專利雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖。圖中內(nèi)燃機曲軸10在與泵油外齒輪11配合處，按超越離合器星輪結(jié)構(gòu)加工出至少3個三角槽104，三角槽104的小端指向與機油泵13運行方向相反，每個槽中安裝有滾輪101，頂桿102，彈簧103；在內(nèi)齒輪12的外表面加工出外齒輪122，并透過機油泵體131上的缺口17與輔助電機9上的驅(qū)動輪7嚙合。
在驅(qū)動輪7與輔助電機軸91之間裝有一超越離合器18，星輪184上的三角槽185小端指向與機油泵13運行方向相同，槽中裝有滾柱181，頂桿182及彈簧183，并用鍵8與電機軸91相連，離合器座19也與91相套，蓋板20裝在離合器18前端并用彈簧卡環(huán)21限位。
當(dāng)輔助電機9啟動按順時針旋轉(zhuǎn)時，星輪184帶動滾柱181滾向槽185小端與外齒輪內(nèi)表面71楔住而不能運動，從而帶動外齒圈7同步順時針轉(zhuǎn)動，經(jīng)外齒輪122帶動內(nèi)齒圈12逆時針轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈12與泵油外齒圈11嚙合，使外齒圈11也逆時針轉(zhuǎn)動，在月牙定子16的隔離作用下，從而產(chǎn)生泵油作用，即機油泵啟動運行。此時外齒圈11的內(nèi)表面111帶動滾柱101滾向三角槽104大端，使外齒圈內(nèi)表面111與滾柱101脫離，從而不能帶動內(nèi)燃機曲軸10轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了機油泵13的提前運行要求。
當(dāng)內(nèi)燃機啟動后，曲軸10逆時針轉(zhuǎn)動，滾柱101在頂桿102推動下，滾向三角槽104小端而與泵油外齒輪圈11的內(nèi)表面111楔住而不能移動，則泵油外齒圈11隨曲軸10一起轉(zhuǎn)動，并帶動泵油內(nèi)齒圈12一起轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生泵油作用。與此同時轉(zhuǎn)動的內(nèi)齒圈12上的外齒輪122帶動驅(qū)動齒輪圈7轉(zhuǎn)動，其內(nèi)環(huán)面71帶動滾拄181滾向星輪上的三角槽185的大端，從而使星輪184與齒輪圈7脫離接觸，則電機9不會被機油泵所帶動。
啟動控制電路由輔助電機啟動電路、延時電路、啟動內(nèi)燃機指示或自動啟動內(nèi)燃機電路及延時關(guān)斷輔助電機電路等組成。
當(dāng)駕駛員接通啟動控制電路后，該電路首先接通輔助電機9，啟動機油泵工作，待機油泵工作一定時間后，延時電路給出一個“可以啟動內(nèi)燃機”的光、聲信號提示駕駛員，或自動啟動內(nèi)燃機。由于上述單元電路都是較通用的標(biāo)準(zhǔn)電路，故本專利不再提供具體線路。啟動控制電路的程序控制框圖如圖3所示。
當(dāng)然，更先進(jìn)的啟動控制電路，能在預(yù)先啟動機油泵后，檢測潤滑油回路油壓，待達(dá)到預(yù)定值后，給出啟動內(nèi)燃機聲、光信號或自動啟動內(nèi)燃機，則對內(nèi)燃機保護(hù)能更完善些。
從以上可以看出，采用本專利設(shè)計，用獨立輔助電動機預(yù)啟動機油泵，消除了內(nèi)燃機啟動時的干摩擦狀態(tài)，從而使內(nèi)燃機啟動容易，并使內(nèi)燃機的啟動磨損大幅度下降。
本專利技術(shù)對改善內(nèi)燃機的啟動條件，延長內(nèi)燃機的使用壽命具有積極的意義。并由于改動較小，費用增加不多，具有較廣泛的應(yīng)用價值。
權(quán)利要求
1.一種低磨損內(nèi)燃機，由內(nèi)燃機主機、機油泵等組成，其特征在于在機油泵主軸上裝有兩個從動輪分別與輔助電機上的驅(qū)動輪及曲軸上的主驅(qū)動輪相配合或嚙合，兩個從動輪各安裝一個超越離合器，離合器的星輪用鍵或花鍵與機油泵主軸相連；輔助電機及內(nèi)燃機的啟動受內(nèi)燃機啟動控制電路控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于在輔助電機驅(qū)動輪及曲軸主驅(qū)動輪上各有一個超越離合器，兩離合器的星輪用鍵或花鍵分別與電機軸及內(nèi)燃機的曲軸相連，與驅(qū)動輪對應(yīng)的從動輪直接安裝在機油泵主軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于所述曲軸主驅(qū)動輪上的超越離合器的星輪也可以是直接制作在曲軸頸上的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于所述機油泵主軸上裝有一個從動輪與輔助電機上的驅(qū)動輪相配合或嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于所述從動輪與驅(qū)動輪可以是齒輪、鏈輪、皮帶輪等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于內(nèi)燃機啟動控制電路由輔助電機啟動電路、延時電路、可啟動內(nèi)燃機指示電路或自動啟動內(nèi)燃機電路及延時關(guān)斷輔助電機電路等組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種低磨損內(nèi)燃機，其特征在于內(nèi)燃機啟動控制電路由輔助電機啟動電路、潤滑油油路壓力檢測電路、可啟動內(nèi)燃機指示電路或自動啟動內(nèi)燃機電路及延時關(guān)斷輔助電機電路等組成。
全文摘要
一種低磨損內(nèi)燃機其機油泵由獨立輔助電機驅(qū)動或與內(nèi)燃機曲軸并聯(lián)驅(qū)動；在機油泵主軸上的兩個從動輪各安裝一個超越離合器；或在輔助電機上的驅(qū)動輪及曲軸上的主驅(qū)動輪上各安裝一個超越離合器，實現(xiàn)了機油泵兩動力源間的隔離。接通啟動控制電路后，該電路首先接通輔助電機，啟動機油泵工作，待機油泵工作一定時間后、或檢測潤滑油回路油壓達(dá)到預(yù)定值后，給出一個“可以啟動內(nèi)燃機”的光、聲信號、或自動啟動內(nèi)燃機。采用本發(fā)明獨立輔助電動機預(yù)啟動機油泵，消除了內(nèi)燃機啟動時的干摩擦狀態(tài)，從而使內(nèi)燃機啟動容易，并使內(nèi)燃機的啟動磨損大幅度下降。本發(fā)明技術(shù)對改善內(nèi)燃機的啟動條件，延長內(nèi)燃機的使用壽命具有積極的意義。并由于改動較小，費用增加不多，具有較廣泛的應(yīng)用價值。
文檔編號F01M1/02GK1800596SQ20051000010
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者王希平, 王宏 申請人:王希平