专利名称：一种低磨损内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的结构，具体讲涉及内燃机机油泵运行控制结构。
背景技术：
当代工业及生活中内燃机占有很重要的地位，是一种广泛使用的动力机械。内燃机特别是移动机械(如汽车)的启动较为频繁的。但在启动瞬间，由于各相对摩擦件之间无润滑油，因而摩擦力很大，需要的启动力距也大，磨损也最大。这种恶劣的工作条件是因为机油泵是由内燃机曲轴带动的，润滑油的润滑作用需要由机油泵产生一定油压，并传输到各润滑点才能实现；这需要机油泵运转一定时间后才能达到。故在启动瞬间及稍后一段时间内，内燃机的润滑条件都是很差的；随着内燃机带动机油泵工作一段时间后，内燃机才能达到正常润滑状态，这种现象对于低温状态启动来讲，其磨损更大对内燃机的危害也更大。
虽然现有不少减摩添加剂用以减少启动时的摩擦和磨损，但要求定期添加，费用高并带来一些麻烦。
为此本发明提供一种新的设计以期解决上述问题。
发明内容
一种低磨损内燃机其特征在于机油泵由独立辅助电机驱动或与内燃机曲轴并联驱动；在机油泵主轴上的两个从动轮(可以是齿轮、链轮、皮带轮等)分别与辅助电机上的驱动轮及曲轴上的主驱动轮相配合或啮合，两个从动轮各安装一个超越离合器，离合器的星轮用键或花键与机油泵主轴相连；或在辅助电机驱动轮及曲轴主驱动轮上各有一个超越离合器，两离合器的星轮用键或花键分别与电机轴及内燃机的曲轴相连，与驱动轮对应的从动轮直接安装在机油泵主轴上；曲轴主驱动轮上的超越离合器的星轮也可以是直接制作在曲轴颈上的。
也可以在机油泵主轴上仅安装一个从动轮与独立辅助电机上的驱动轮相配合或啮合，即机油泵由辅助电机单独驱动。
内燃机启动控制电路由辅助电机启动电路、延时电路或润滑油回路油压检测电路、可启动内燃机主机(以下简称内燃机)指示电路或自动启动内燃机电路、延时关断辅助电机电路等组成。
要使内燃机在启动前进入润滑状态，必须使机油泵先于内燃机启动，这就要求机油泵必须有独立的驱动源简单易行的办法是采用由电瓶供电的直流电机直接驱动，即在启动内燃机前，先接通辅助电动机，使机油泵提前运转，以实现强制润滑条件的建立，当再启动内燃机时，就可以避免出现机械结构运动表面间的干摩擦现象，从而有效的防止了运动副零件的不正常磨损；为了适应内燃机转速变动时对润滑油量的不同要求，更好的方案是让机油泵在内燃机启动运转后，仍由内燃机驱动，为此在机油泵主轴与轴上的从动轮之间用超越离合器连接起来，即在油泵的主轴上安装两个从动轮，其中一个与辅助电机轴上的驱动轮相啮合，另一个与内燃机曲轴上的主驱动轮(可以链轮、皮带轮图中是齿轮)相接，在两个从动轮与油泵主轴之间各安装有一个超越离合器，离合器的星轮用键(或花键)与油泵主轴相连，星轮的三角槽的小端方向与机油泵要求的转动方向一致。这可使辅助电机或内燃机曲轴都能独立的将运动传给油泵主轴，而不会相互干涉。
即在内燃机启动前，辅助电机提前启动，其轴上的去驱动轮将带动机油泵主轴上的一个从动轮沿机油泵运行方向(如逆时针)转动，该从动轮的内环面带动离合器上的滚柱向星轮三角槽的小端运动，从而被锁死，则带动星轮——机油泵主轴转动，即机油泵工作运行；同时机油泵主轴也带动另一个超越离合器(与曲轴传动相对应)的星轮也同向转动，该星轮中的滚柱向三角槽的大端运动，则与之相对应的从动轮就不会转动，即不能带动曲轴转动；而当内燃机启动后，其曲轴上的主驱动轮带动机油泵从动轮沿油泵运行方向(如逆时针)转动，经超越离合器使机油泵工作；同样由于另一个超越离合器的作用，使与辅助电动机相连的从动轮脱离传动，从而不会带动辅助电机转动。即实现了机油泵两动力源间的隔离。
对于直接安装在内燃机曲轴上的内啮合齿轮油泵来讲，则可在安装泵油外齿轮的曲轴颈处加工出不少于三个(超越离合器星轮的)三角槽，槽的小端指向与机油泵运行方向相反，并安装滚柱、顶杆、弹簧，即在泵油外齿轮圈与曲轴之间制出一超越离合器；同时将泵油内齿轮圈外表加工出外齿轮，并与辅助电机轴上的齿轮啮合，该齿轮也用一个超越离合器与辅助电机轴连接，离合器星轮上的三角槽小端指向与机油泵运行方向一致。则在驱动机油泵的两个独立动力源之间实现了运动上的相互隔离，其隔离原理同前。
以上两种结构方案都能实现内燃机启动前，机油泵由辅助电动机提前驱动，而当内燃机启动后，机油泵转由曲轴驱动。
在本专利内燃机中带有一启动控制电路。该电路带有延时启动内燃机的控制单元。该控制单元可以由简单的延时电路启动，即在油泵工作一定时间后，给出可以启动内燃机的指示信号或自动启动内燃机。该单元也可以接受机油压力传感器信息，在润滑油压达到设定压力时，给出可以启动内燃机声光信号，或直接启动内燃机。
可以看出采用本专利技术，可以完全避免内燃机启动时的干摩擦，及因此产生的过度磨损，对延长内燃机寿命，改善启动性能具有积极意义。当然也可用辅助电机单独驱动机油泵，这种方式结构简单，在内燃机上的布置也灵活，但不易满足内燃机变速时对润滑油量的要求，且对电机性能要求更高。
图1辅助电机及内燃机曲轴双驱动机油泵的传动结构示意图。
图2辅助电机及内燃机曲轴直接驱动内齿轮油泵的结构示意图。
图3启动控制电路控制逻辑示意图。
图例说明1.主驱动轮2.机油泵辅助从动轮2’.机油泵从动轮3(3’).超越离合器31(31’).盖板 32(32’).滚柱 33(33’).顶杆34(34’)弹簧 35.三角槽 36(36’).星轮4.隔板5.机油泵51.机油泵主轴6.主轴键7.辅助电机驱动轮8.电机轴键9.辅助电机10.内燃机曲轴101.滚柱 102.顶杆103.弹簧 104.三角槽11.泵油外齿圈111.齿圈内表面112.泵油工作齿12.泵油内齿圈121.泵油工作内齿 122.齿圈传动外齿13.内啮合机油泵131.泵体(油道未画出)14.盖板15.内燃机机体
16.月牙定子17.缺口18.超越离合器181.滚柱 182.顶杆 183.弹簧184.星轮 185.三角槽19.离合器座20.离合器盖板21.弹簧卡环发明实例图1是本专利低磨损内燃机的一种机油泵双驱动结构的示意图(图中油泵部分未画出)，适用于外齿轮泵及转子泵。安装在内燃机曲轴上的主驱动轮1(可以是链轮、皮带轮、本图中是齿轮)，其与机油泵主轴51上的从动轮2’相接(啮合)，在轴51上同时安装有另一个从动轮——齿轮2，其与辅助电机9的输出轴91上的驱动轮(齿轮7)相啮合。在齿轮2及齿轮2’与油泵主轴51之间各安装一个超越离合器3及3’，两个离合器的星轮36及36’用键6(或花键)与机油泵主轴连接。两个星轮36及36’的三角槽35小端与机油泵主动轴51转动(如逆时针)方向一致。两离合器用隔板4隔离开，以免相互干涉。
接通启动控制线路，辅助电机9首先启动，其上的从动轮7带动机油泵5上的从动轮2(逆时针)转动，从动轮2的内环面21带动滚柱32滚向星轮36上的三角槽35小端，而被锁住，从而带动星轮36转动，即带动机油泵5工作，实现了内燃机启动机前的预润滑作用。
机油泵5启动后，与其主轴51相连的星轮36’也随之转动，带动滚柱32’滚向星轮36’上的三角槽35’的大端，而与从动轮2’的内圈21’脱离接触，即从动轮2’不会被带动，即主驱动轮1和内燃机曲轴均不被带动。
在机油泵5启动一段时间后，由启动控制电路给出可以启动内燃机指令信号，由人工或由控制电路自动启动内燃机，在内燃机进入稳定运行(怠速)后，关闭辅助电动机9，此时内燃机曲轴上的主驱动轮1带动油泵上的从动轮2′(逆时针)转动，经滚柱32’-星轮36’带动机油泵5运转，实现机油泵5与内燃机(准)同步转动；同样由于超越离合器3的作用，从动轮2不会被带动，则辅助电机9也不会转动。
这种设计一方面可以满足内燃机不同转速下对润滑油量的要求，另外可以选用较小功率的辅助电机(满负荷运行)以降低成本。
图2是采用内啮合机油泵的本专利双驱动结构示意图。图中内燃机曲轴10在与泵油外齿轮11配合处，按超越离合器星轮结构加工出至少3个三角槽104，三角槽104的小端指向与机油泵13运行方向相反，每个槽中安装有滚轮101，顶杆102，弹簧103；在内齿轮12的外表面加工出外齿轮122，并透过机油泵体131上的缺口17与辅助电机9上的驱动轮7啮合。
在驱动轮7与辅助电机轴91之间装有一超越离合器18，星轮184上的三角槽185小端指向与机油泵13运行方向相同，槽中装有滚柱181，顶杆182及弹簧183，并用键8与电机轴91相连，离合器座19也与91相套，盖板20装在离合器18前端并用弹簧卡环21限位。
当辅助电机9启动按顺时针旋转时，星轮184带动滚柱181滚向槽185小端与外齿轮内表面71楔住而不能运动，从而带动外齿圈7同步顺时针转动，经外齿轮122带动内齿圈12逆时针转动，内齿圈12与泵油外齿圈11啮合，使外齿圈11也逆时针转动，在月牙定子16的隔离作用下，从而产生泵油作用，即机油泵启动运行。此时外齿圈11的内表面111带动滚柱101滚向三角槽104大端，使外齿圈内表面111与滚柱101脱离，从而不能带动内燃机曲轴10转动，实现了机油泵13的提前运行要求。
当内燃机启动后，曲轴10逆时针转动，滚柱101在顶杆102推动下，滚向三角槽104小端而与泵油外齿轮圈11的内表面111楔住而不能移动，则泵油外齿圈11随曲轴10一起转动，并带动泵油内齿圈12一起转动而产生泵油作用。与此同时转动的内齿圈12上的外齿轮122带动驱动齿轮圈7转动，其内环面71带动滚拄181滚向星轮上的三角槽185的大端，从而使星轮184与齿轮圈7脱离接触，则电机9不会被机油泵所带动。
启动控制电路由辅助电机启动电路、延时电路、启动内燃机指示或自动启动内燃机电路及延时关断辅助电机电路等组成。
当驾驶员接通启动控制电路后，该电路首先接通辅助电机9，启动机油泵工作，待机油泵工作一定时间后，延时电路给出一个“可以启动内燃机”的光、声信号提示驾驶员，或自动启动内燃机。由于上述单元电路都是较通用的标准电路，故本专利不再提供具体线路。启动控制电路的程序控制框图如图3所示。
当然，更先进的启动控制电路，能在预先启动机油泵后，检测润滑油回路油压，待达到预定值后，给出启动内燃机声、光信号或自动启动内燃机，则对内燃机保护能更完善些。
从以上可以看出，采用本专利设计，用独立辅助电动机预启动机油泵，消除了内燃机启动时的干摩擦状态，从而使内燃机启动容易，并使内燃机的启动磨损大幅度下降。
本专利技术对改善内燃机的启动条件，延长内燃机的使用寿命具有积极的意义。并由于改动较小，费用增加不多，具有较广泛的应用价值。
权利要求
1.一种低磨损内燃机，由内燃机主机、机油泵等组成，其特征在于在机油泵主轴上装有两个从动轮分别与辅助电机上的驱动轮及曲轴上的主驱动轮相配合或啮合，两个从动轮各安装一个超越离合器，离合器的星轮用键或花键与机油泵主轴相连；辅助电机及内燃机的启动受内燃机启动控制电路控制。
2.根据权利要求1中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于在辅助电机驱动轮及曲轴主驱动轮上各有一个超越离合器，两离合器的星轮用键或花键分别与电机轴及内燃机的曲轴相连，与驱动轮对应的从动轮直接安装在机油泵主轴上。
3.根据权利要求2中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于所述曲轴主驱动轮上的超越离合器的星轮也可以是直接制作在曲轴颈上的。
4.根据权利要求1中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于所述机油泵主轴上装有一个从动轮与辅助电机上的驱动轮相配合或啮合。
5.根据权利要求1、2、4中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于所述从动轮与驱动轮可以是齿轮、链轮、皮带轮等。
6.根据权利要求1中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于内燃机启动控制电路由辅助电机启动电路、延时电路、可启动内燃机指示电路或自动启动内燃机电路及延时关断辅助电机电路等组成。
7.根据权利要求1中所述的一种低磨损内燃机，其特征在于内燃机启动控制电路由辅助电机启动电路、润滑油油路压力检测电路、可启动内燃机指示电路或自动启动内燃机电路及延时关断辅助电机电路等组成。
全文摘要
一种低磨损内燃机其机油泵由独立辅助电机驱动或与内燃机曲轴并联驱动；在机油泵主轴上的两个从动轮各安装一个超越离合器；或在辅助电机上的驱动轮及曲轴上的主驱动轮上各安装一个超越离合器，实现了机油泵两动力源间的隔离。接通启动控制电路后，该电路首先接通辅助电机，启动机油泵工作，待机油泵工作一定时间后、或检测润滑油回路油压达到预定值后，给出一个“可以启动内燃机”的光、声信号、或自动启动内燃机。采用本发明独立辅助电动机预启动机油泵，消除了内燃机启动时的干摩擦状态，从而使内燃机启动容易，并使内燃机的启动磨损大幅度下降。本发明技术对改善内燃机的启动条件，延长内燃机的使用寿命具有积极的意义。并由于改动较小，费用增加不多，具有较广泛的应用价值。
文档编号F01M1/02GK1800596SQ20051000010
公开日2006年7月12日 申请日期2005年1月4日 优先权日2005年1月4日
发明者王希平, 王宏 申请人:王希平