一種發(fā)動機正時輪系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機正時輪系，包括橢圓形的曲軸正時帶輪、機油泵帶輪、排氣正時帶輪和進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪，曲軸正時帶輪通過正時皮帶帶動其他輪系轉動；曲軸正時帶輪與機油泵帶輪之間設置有滾輪，滾輪的設置位置使得滾輪在曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的長邊與曲軸正時帶輪和機油泵帶輪之間的中心連線垂直的位置時，與正時皮帶之間產(chǎn)生相互作用力。本發(fā)明的滾輪可在正時皮帶處于最大松弛狀態(tài)時，為其提供拉緊力，以至少減小正時帶輪從拉緊到松弛的變化幅度，進而可以延長正時皮帶的使用壽命及提高整個發(fā)動機正時系統(tǒng)的NVH性能。
【專利說明】一種發(fā)動機正時輪系
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機正時系統(tǒng)，尤其涉及一種發(fā)動機正時系統(tǒng)的正時輪系。
【背景技術】
[0002]發(fā)動機正時輪系是發(fā)動機正時系統(tǒng)的重要組成部分，起著將高速轉動的曲軸運動按照嚴格的相位關系傳遞給進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的作用，以準確地實現(xiàn)定時開啟和關閉相應的進、排氣門，保證發(fā)動機具有正常、良好的動力輸出表現(xiàn)；同時，發(fā)動機正時輪系也可以用來驅動機油泵、水泵等附屬裝置。目前發(fā)動機正時輪系主要有皮帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動，而其中的皮帶傳動以其低噪音、低傳動阻力和低傳動慣性的優(yōu)勢被廣泛運用在發(fā)動機正時輪系中。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有的一種采用皮帶傳動的發(fā)動機正時輪系結構，該發(fā)動機正時輪系包括安裝于進氣凸輪軸一端上的進氣正時帶輪1、安裝于排氣凸輪軸一端上的排氣正時帶輪2、安裝于曲軸一端上的曲軸正時帶輪5和安裝于機油泵輸入軸上的機油泵帶輪4，在此，由于進氣正時帶輪I與曲軸正時帶輪5之間，以及排氣正時帶輪2與機油泵帶輪4之間的中心距較大，因此，為了解決因正時皮帶7在上述兩段處的跨距過大而導致的正時皮帶抖動和共振的問題，通常在進氣正時帶輪I與曲軸正時帶輪5之間設置機械張緊輪6，及在排氣正時帶輪2與機油泵帶輪4之間設置惰輪3，該發(fā)動機正時輪系的工作方式為由曲軸正時帶輪5通過正時皮帶7帶動相關輪系按如圖2所示的順時針方向轉動。
[0004]為了提高發(fā)動機的燃燒效率，目前采用了可變氣門正時(Variable Valve Timing,VVT)技術，而且該可變氣門正時技術主要應用在進氣凸輪軸的控制上，也就是圖1中的進氣正時帶輪I對應進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪。
[0005]在設置進氣可變氣門正時裝置的發(fā)動機正時系統(tǒng)中，由于進氣正時帶輪I的存在造成了潛在的高激振和高動態(tài)性能，進而導致正時皮帶7的跳動量較大以及機械張緊輪6的擺幅過大，造成機械張緊輪6失效，這通常會因出現(xiàn)跳齒現(xiàn)象而引發(fā)正時錯誤，最終導致發(fā)動機無法正常工作。為了解決上述問題，在設置進氣可變氣門正時裝置的發(fā)動機正時系統(tǒng)中，通常采用橢圓形的曲軸正時帶輪5，如圖2和圖3所示，曲軸正時帶輪5的長邊a的直徑和短邊b的直徑之差通常為2mm?5mm,利用橢圓形的曲軸正時帶輪5,可以使正時皮帶7在進氣正時帶輪I和曲軸正時帶輪5之間的跳動量大幅減小，同時還可以使機械張緊輪6的擺幅大大降低。但采用該種結構的曲軸正時帶輪5存在的技術問題是:在曲軸正時帶輪5和機油泵帶輪4之間的正時皮帶節(jié)數(shù)(或者稱皮帶齒數(shù))不變的情況下，當曲軸正時帶輪5每轉動I圈時，如圖2和圖3所示，會造成位于曲軸正時帶輪5和機油泵帶輪4之間的該部分正時皮帶71 (具體為正時皮帶7的位于與曲軸正時帶輪5相結合的結合點Pl和與機油泵帶輪4相分離的分離點P2之間的部分)的長度按照拉緊一松弛一拉緊一松弛不斷地循環(huán)變化，這一方面會直接影響正時皮帶的使用壽命，另一方面會造成正時皮帶7在該處的抖動較大，而且由于該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5和機油泵帶輪4之間的跨距較小，將會增加該部分正時皮帶71的抖動頻率，該部分正時皮帶71高頻抖動會產(chǎn)生較大的噪聲，影響整個發(fā)動機正時系統(tǒng)的噪聲、振動與聲振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,NVH)性能，進而影響了發(fā)動機及整車的駕駛舒適性，上述問題同樣存在于采用鏈條傳動的發(fā)動機正時輪系中及采用類橢圓形的曲軸正時帶輪中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例的目的是為了解決因采用橢圓形曲軸正時帶輪所帶來的上述問題，提供一種可以減少正時皮帶高頻抖動的發(fā)動機正時輪系。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種發(fā)動機正時輪系，包括曲軸正時帶輪、機油泵帶輪、排氣正時帶輪和進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪，所述曲軸正時帶輪通過正時皮帶帶動所述進氣正時帶輪、排氣正時帶輪和機油泵帶輪轉動，所述曲軸正時帶輪為橢圓形帶輪；所述曲軸正時帶輪的正時標記設置于曲軸正時帶輪的短邊上，所述曲軸正時帶輪與所述機油泵帶輪之間設置有滾輪，所述滾輪的設置位置使得所述滾輪在所述曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的長邊與發(fā)動機缸體的正時標記對齊的位置時，與所述正時皮帶之間產(chǎn)生相互作用力。
[0008]優(yōu)選的是，所述相互作用力使得所述正時皮帶的位于與曲軸正時帶輪相結合的結合點和與機油泵帶輪相分離的分離點之間的部分處于拉緊狀態(tài)。
[0009]優(yōu)選的是，所述滾輪的設置位置使得所述滾輪在所述曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的正時標記與發(fā)動機缸體的正時標記對齊的位置時，與所述正時皮帶的背面相切。
[0010]優(yōu)選的是，所述滾輪中心與所述曲軸正時帶輪中心之間的設計距離小于等于所述曲軸正時帶輪與所述機油泵帶輪之間的中心連線長度的三分之二，其中，所述設計距離為所述滾輪中心在所述中心連線上的投影點與所述曲軸正時帶輪之間的直線距離。
[0011]優(yōu)選的是，所述滾輪中心與所述曲軸正時帶輪中心之間的設計距離小于等于所述曲軸正時帶輪與所述機油泵帶輪之間的中心連線長度的一半。
[0012]優(yōu)選的是，所述發(fā)動機正時輪系還包括設置在所述進氣正時帶輪與所述曲軸正時帶輪之間的機械張緊輪。
[0013]優(yōu)選的是，所述發(fā)動機正時輪系還包括設置在所述排氣正時帶輪與所述機油泵帶輪之間的惰輪。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的發(fā)動機正時輪系由于在曲軸正時帶輪與機油泵帶輪之間設置有滾輪，并且該滾輪在曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的長邊與曲軸正時帶輪和機油泵帶輪間的中心連線垂直的位置時，會與正時皮帶之間產(chǎn)生相互作用力，因此，本發(fā)明的滾輪可在正時皮帶的位于與曲軸正時帶輪相結合的結合點和與機油泵帶輪相分離的分離點之間的部分(以下稱為該部分正時皮帶)處于最大松弛狀態(tài)時，為該部分正時帶輪提供一定的拉緊力，這至少可以減小該部分正時帶輪從拉緊到松弛，再從松弛到拉緊的變化幅度，甚至可以使該部分正時皮帶始終保持拉緊狀態(tài)，進而一方面可以延長正時皮帶的使用壽命，另一方面可以降低該部分正時皮帶的抖動頻率及降低發(fā)動機正時系統(tǒng)的噪聲，提高整個發(fā)動機正時系統(tǒng)的NVH性能。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1為現(xiàn)有發(fā)動機正時輪系的結構示意圖；
[0016]圖2示出了圖1所示正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至短邊與曲軸正時帶輪和機油泵帶輪間的中心連線垂直時所處的最大拉緊狀態(tài)；
[0017]圖3中的實線示出了圖1所示正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至長邊與中心連線垂直時所處的最大松弛狀態(tài)，圖3中的虛線示出了圖2中正時皮帶所處的最大拉緊狀態(tài)；
[0018]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明所述發(fā)動機正時輪系的一種實施方式的結構示意圖；
[0019]圖5示出了圖4所示滾輪的設置位置，其中，圖中實線對應正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至短邊與中心連線垂直時所處的狀態(tài)，圖中虛線對應正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至長邊與中心連線垂直時所處的狀態(tài)；
[0020]圖6示出了圖4所示正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至短邊與中心連線垂直時所處的狀態(tài)；
[0021]圖7中的實線示出了圖4所示正時皮帶在曲軸正時帶輪轉動至長邊與中心連線垂直時所處的狀態(tài)，圖7中的虛線示出了圖3所示正時皮帶所處的最大松弛狀態(tài)。
[0022]附圖標記說明:
[0023]1-進氣正時帶輪；2-排氣正時帶輪；
[0024]3-惰輪；4-機油泵帶輪；
[0025]5-曲軸正時帶輪；6-機械張緊輪；
[0026]7-正時皮帶； a_長邊；
[0027]b~短邊；Tl、T2-正時標記；
[0028]8-滾輪；71-該部分正時皮帶；
[0029]Pl-結合點；P2-分離點。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0031]如圖4所示，本發(fā)明的發(fā)動機正時輪系包括如圖1所示的現(xiàn)有發(fā)動機正時輪系的曲軸正時帶輪5、機油泵帶輪4、排氣正時帶輪2和進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪1，該曲軸正時帶輪5通過正時皮帶7帶動進氣正時帶輪1、排氣正時帶輪2和機油泵帶輪4轉動，為了解決發(fā)動機正時輪系因發(fā)動機正時系統(tǒng)采用進氣可變氣門正時裝置所帶來的問題，該曲軸正時帶輪5采用橢圓形帶輪。為了解決發(fā)動機正時輪系因采用橢圓形的曲軸正時帶輪5所存在的正時皮帶7在位于與曲軸正時帶輪5相結合的結合點和與機油泵帶輪4相分離的分離點之間的部分(以下稱該部分為該部分正時皮帶71)呈現(xiàn)由拉緊到松弛，再由松弛到拉緊的周期性變化的問題，本發(fā)明的發(fā)動機正時輪系在曲軸正時帶輪5與機油泵帶輪4之間設置滾輪8，該滾輪8的設置位置使得滾輪8在曲軸正時帶輪5轉動至如圖6所示的使曲軸正時帶輪5的長邊與曲軸正時帶輪5和機油泵帶輪4之間的中心連線垂直的位置時，按照圖5虛線及圖7實線所示的方式與正時皮帶7之間(具體為與該部分正時皮帶71之間)產(chǎn)生相互作用力，以通過該相互作用力減小該部分正時皮帶71的松弛程度，特別是滾輪8的設置使得該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5轉動至如圖7所示的使曲軸正時帶輪5的長邊與上述中心連線垂直的位置時，仍然呈現(xiàn)拉緊狀態(tài)。在此，如圖4所示，由于該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5由其短邊b與中心連線垂直的位置(即圖5中實線所示的位置)轉動至其長邊a與中心連線垂直的位置(即圖5中虛線所示的位置)的過程中，該部分正時皮帶71是以與機油泵帶輪4分離處的切點為瞬時旋轉中心不斷向接近滾輪8的方向偏轉，因此，該部分正時皮帶71與滾輪8之間的相互作用力在曲軸正時帶輪5轉動至圖5所示虛線位置達到最大，這與該部分正時皮帶71的松弛量在曲軸正時帶輪5轉動至圖5所示虛線位置時達到最大是相一致的，因此，本領域技術人員可以通過對滾輪8設置位置及尺寸的選擇使該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5轉動的過程中始終處于拉緊狀態(tài)。
[0032]該滾輪8的設置位置還可以使得滾輪8在曲軸正時帶輪5轉動至使該部分正時皮帶71出現(xiàn)松弛的位置時，剛好與該部分正時皮帶71之間產(chǎn)生相互作用力，這樣可以使發(fā)動機正時輪系在設置滾輪8的情況下具有最高的運轉效率。上述該部分正時皮帶71出現(xiàn)松弛的位置可以通過試驗手段獲得。
[0033]為了便于設計滾輪8的設置位置，而無需進行反復的試驗，該滾輪8的設置位置可以使得滾輪8在曲軸正時帶輪5轉動至如圖6所示的使曲軸正時帶輪5的短邊b與中心連接垂直的位置時(該位置對應該部分正時皮帶71在未設置滾輪8時所處的最大拉緊狀態(tài))，與正時皮帶7的背面(具體為該部分正時皮帶71的背面)相切，此時，滾輪8與該部分正時皮帶71之間無相互作用力產(chǎn)生，而當曲軸正時帶輪5從圖6所示的位置進一步轉動時，該部分正時皮帶71即將與滾輪8相抵觸，進而即會在二者之間產(chǎn)生相互作用力，且該相互作用力在曲軸正時帶輪5轉動至如圖7所示的長邊a與中心連線垂直的位置時達到最大，在該種實施例中，滾輪8僅在曲軸正時帶輪5轉動至如圖6所示的位置時未向該部分正時皮帶71提供拉緊力。
[0034]由于該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5從圖6所示的位置向圖7所示的位置轉動的過程中，是以與機油泵帶輪4分離處的切點為瞬時旋轉中心不斷向接近滾輪8的方向偏轉，因此，如圖5所示，該部分正時皮帶71在越接近曲軸正時帶輪5的位置，偏移量越大，這樣，為了在采用相同滾輪8的情況下獲得更好的拉緊效果，該滾輪8中心在中心連線上的投影點與曲軸正時帶輪5中心之間的距離優(yōu)選是小于等于中心連線長度的一半，特別是小于等于中心連線長度的三分之一。
[0035]由于本發(fā)明的發(fā)動機正時輪系采用橢圓形的曲軸正時帶輪5，因此，為了便于進行裝配時的定位，如圖5和圖6所示，可將發(fā)動機正時輪系在曲軸正時帶輪5上的正時標記T2設置在曲軸正時帶輪5的短邊b上，其中設置在短邊b上包含正時標記T2沿短邊b的方向設置的限定。
[0036]由于曲軸正時帶輪5在裝配時，要求使得正時標記T2與發(fā)動機缸體上的正時標記Tl相對準，以使發(fā)動機缸體的活塞在初始狀態(tài)下處于壓縮行程上止點的位置，且該部分正時皮帶在裝配時要保證處于拉緊狀態(tài)。由于該部分正時皮帶71在曲軸正時帶輪5轉動至使其短邊b與中心連線垂直的位置時處于最大拉緊狀態(tài)，因此，為了使發(fā)動機正時輪系具有最佳的動態(tài)性能，優(yōu)選使得發(fā)動機正時輪系的在發(fā)動機缸體上的正時標記Tl位于中心連線的經(jīng)過曲軸正時帶輪5中心的垂線上，即使該部分正時皮帶71在初始裝配后處于最大拉緊狀態(tài)。[0037]與現(xiàn)有發(fā)動機正時輪系相同，如圖4所示，本發(fā)明的發(fā)動機正時輪系也可包括設置在進氣正時帶輪I與曲軸正時帶輪5之間的機械張緊輪6，及設置在排氣正時帶輪2與機油泵帶輪4之間的惰輪3。
[0038]另外，本發(fā)明的通過滾輪8改善該部分正時皮帶71呈現(xiàn)拉緊到松弛，再由松弛到拉緊的周期性變化的方案同樣也適合采用鏈條傳動的發(fā)動機正時輪系，二者應該被認為是等同技術方案，因此，如果僅將上述曲軸正時帶輪5、機油泵帶輪4、排氣正時帶輪2、進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪1、正時皮帶7和該部分正時皮帶71對應替換為曲軸正時鏈輪、機油泵鏈輪、排氣正時鏈輪、進氣可變氣門正時裝置的進氣正時鏈輪、正時鏈條和該部分正時鏈條，其中該部分正時鏈條與該部分正時皮帶71的定義相同，即為正時鏈條在位于與曲軸正時鏈輪相結合的結合點和與機油泵鏈輪相分離的分離點之間的部分，應該認為是在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0039]再者，為了便于說明，本發(fā)明將曲軸正時帶輪5限定為橢圓形，但是本發(fā)明的方案同樣適用于曲軸正時帶輪5為類橢圓形狀的非圓形結構，例如，該曲軸正時帶輪5可以是由兩個半圓及位于兩個半圓之間的兩段劣弧組合而成的形狀，其中的兩段劣弧關于兩個半圓中心的連線對稱設置，因此，對于曲軸正時帶輪5采用類橢圓形狀的非圓形結構的技術方案應該認為是采用橢圓形結構的等同技術方案，應該認為是在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0040]以上依據(jù)圖式所示的實施例詳細說明了本發(fā)明的構造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實施范圍，凡是依照本發(fā)明的構想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種發(fā)動機正時輪系，包括機油泵帶輪、排氣正時帶輪、進氣可變氣門正時裝置的進氣正時帶輪和橢圓形的曲軸正時帶輪，所述曲軸正時帶輪通過正時皮帶帶動所述進氣正時帶輪、排氣正時帶輪和機油泵帶輪轉動；其特征在于，所述曲軸正時帶輪與所述機油泵帶輪之間設置有滾輪，所述滾輪的設置位置使得所述滾輪在所述曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的長邊與所述曲軸正時帶輪和所述機油泵帶輪之間的中心連線垂直的位置時，與所述正時皮帶之間產(chǎn)生相互作用力。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述相互作用力使得所述正時皮帶的位于與曲軸正時帶輪相結合的結合點和與機油泵帶輪相分離的分離點之間的部分處于拉緊狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述滾輪的設置位置使得所述滾輪在所述曲軸正時帶輪轉動至使曲軸正時帶輪的短邊與所述中心連接垂直的位置時，與所述正時皮帶的背面相切。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述滾輪中心在所述中心連線上的投影點與所述曲軸正時帶輪中心之間的距離小于等于所述中心連線長度的一半。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述滾輪中心在所述中心連線上的投影點與所述曲軸正時帶輪中心之間的距離小于等于所述中心連線長度的三分之
O
6.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述發(fā)動機正時輪系在所述曲軸正時帶輪上的正時標記位于所述曲軸正時帶輪的短邊上。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述發(fā)動機正時輪系的在發(fā)動機缸體上的正時標記位于所述中心連線的經(jīng)過所述曲軸正時帶輪中心的垂線上。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述發(fā)動機正時輪系還包括設置在所述進氣正時帶輪與所述曲軸正時帶輪之間的機械張緊輪。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)動機正時輪系，其特征在于，所述發(fā)動機正時輪系還包括設置在所述排氣正時帶輪與所述機油泵帶輪之間的惰輪。
【文檔編號】F01L1/348GK104005808SQ201410265452
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】陳友祥, 邱若友, 歐陽彩云, 何月濤, 鄒凱, 劉俊, 朱浩杰, 葉志偉, 張亞洲, 王友成, 穆芳影, 王英杰 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司