专利名称：一种机械增压中冷发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车构造的技术领域，涉及其动力系统的发动机，更具体地说，本发明涉及一种机械增压中冷发动机。
背景技术：
目前，汽车发动机的进气增压技术主要有废气涡轮增压和机械增压两种。废气涡轮增压技术存在的主要弊端是瞬时响应特性不好、加速滞后；排气背压大、损耗额外的排气能量；高频NVH性能不好；零件成本偏高；增压机本体需要额外的润滑和冷却；以及存在潜在的泄漏等。
机械增压具有成本低，寿命长，免维护，瞬时响应特性好等优点，已逐渐在发动机行业得到广泛运用。但是，由于机械增压器是直接从发动机曲轴通过皮带进行驱动，比自然吸气发动机多一个附件轮，且因增压器本身体积较大，在发动机进气侧较难安装。
中国专利号为CN01819668.3的专利文献公开了一种机械增压器的专利技术、中国专利号为CN02816328.1的专利文献公开了一种机械增压分配系统的专利技术、中国专利号为CN200410023340.2的专利文献公开了一种内燃机机械增压器的专利技术、中国专利号为CN200610008721.2的专利文献公开了一种机械增压装置及其实现方法的专利技术、中国专利号为CN200420036260.6的专利文献公开了一种内燃机机械增压器的专利技术。上述专利技术都涉及机械增压技术，且对机械增压器的结构作出一定改进，但是，所公开的机械增压技术是不成熟的，都未能解决目前存在的设置机械增压器的汽车发动机的结构庞大、布置不够合理的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种机械增压中冷发动机，其目的是对发动机的进气实现机械增压和中冷，并使发动机整体结构紧凑，布置合理。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为所提供的这种机械增压中冷发动机，其换气系统的进气侧和排气侧分布在所述的发动机的两个相反的侧面，并与发动机上的发动机曲轴轴线平行，该发动机上设有用于进气增压的机械增压器、发电机、空调压缩机和动力转向泵，所述的发电机设在发动机的上述两个侧面中的一个侧面上，所述的机械增压器设在另一个侧面上。
所述的空调压缩机和动力转向泵与所述的机械增压器设在发动机的同一侧面上。
所述的发电机设在所述的发动机的排气侧，所述的机械增压器设在所述的发动机的进气侧。
所述的发电机的转轴与发动机曲轴之间由一个皮带传动机构连接；所述的机械增压器、空调压缩机和动力转向泵的转轴与发动机曲轴之间由另一个皮带传动机构连接，在发动机曲轴的端部设两段直径不等的带轮组成的曲轴带轮，上述的两个皮带传动机构的主动皮带轮均为曲轴带轮。
所述的发电机的转轴与发动机曲轴之间的皮带传动机构连接结构为所述的发电机的转轴上设发电机带轮，所述的曲轴带轮的小直径带轮和发电机带轮通过发电机皮带传动，所述的曲轴带轮和发电机带轮为齿形相同的同步楔形带轮，所述的发电机皮带为与发电机带轮和曲轴带轮的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。
所述的机械增压器、空调压缩机和动力转向泵的转轴与发动机曲轴之间的皮带传动机构连接结构为所述的机械增压器的转轴上设机械增压器带轮，所述的空调压缩机的转轴上设空调压缩机带轮，所述的动力转向泵的转轴上设动力转向泵带轮，所述的曲轴带轮的大直径带轮与上述各带轮为齿形相同的同步楔形带轮，并通过附件皮带环绕上述各皮带轮进行传动，所述的附件皮带为与上述所有带轮的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。
所述的皮带传动机构上设有外侧惰轮和内侧惰轮，上述两个惰轮均为外圆与附件皮带的外周面形成一个包角的环绕接触；所述的皮带传动机构上设一个张紧带轮，所述的张紧带轮的外圆与附件皮带的内周面形成一个包角的环绕接触，所述的张紧带轮的轮轴的结构在其轴线的平行方向上为可调式的结构。
在发动机的进气系统中设空气滤清器，在发动机的进气系统中设空气滤清器、风冷管路、进气总管和进气歧管，在发动机的缸体上设节流阀体及气缸，发动机的缸盖上设气门，该发动机的进气气路各构件的连接按进气气流的流动方向的顺序为空气滤清器、节流阀体、机械增压器、风冷管路、进气总管、进气歧管、气门、气缸。
在所述的发动机上设增压器支架并与发动机的缸体紧固连接，机械增压器通过两个紧固连接件固定在增压器支架上，还通过一个紧固连接件在进气歧管的下侧上固定。
所述的同步楔形皮带的楔的数量为4至6楔。其中，发电机皮带可为4楔同步带；附件皮带可为6楔同步带。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，其空气压力和密度得到增大，压缩后的空气经过风冷系统后再由进气歧管进入发动机，使发动机每个循环可以燃烧更多的燃油，从而提高发动机的功率和平均有效压力，使汽车动力性、燃油经济性和排放都得到改善，而且结构布置更为合理和紧凑。
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明图1为本发明中的一种机械增压冷发动机的附件轮系布置图；图2为本发明中的机械增压器在发动机上的安装位置示意图。
图中标记为1、机械增压器，2、外侧惰轮，3、空调压缩机带轮，4、动力转向泵带轮，5、张紧带轮，6、内侧惰轮，7、曲轴带轮，8、发电机带轮，9、附件皮带，10、发电机皮带，11、缸盖，12、进气总管，13、缸体，14、节流阀体，15、增压器支架，16、机械增压器带轮，17、发电机，18、空调压缩机，19、动力转向泵，20、发动机曲轴，21、发动机，22、进气歧管。
具体实施例方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1、图2所表达的本发明的结构，本发明为一种机械增压中冷发动机，其换气系统的进气侧和排气侧分布在所述的发动机21的两个相反的侧面，并与发动机21上的发动机曲轴20轴线平行，该发动机21上设有用于进气增压的机械增压器1、发电机17、空调压缩机18和动力转向泵19。
为了实现对发动机的进气实现机械增压和中冷、使发动机整体结构紧凑、布置合理的目的，本发明采取的技术方案的总体构思为所述的发电机17设在发动机21的上述两个侧面中的一个侧面上，所述的机械增压器1设在另一个侧面上。本发明主要解决的问题是针对在发动机附件轮系较多的情况下，将机械增压器1最合理地安装上去，实现进气增压和中冷的目的，并使整个附件传动系统结构紧凑，布置合理，可靠性强。
本发明的机械增压器1和其它附件的布置如下1、所述的空调压缩机18和动力转向泵19与所述的机械增压器1设在发动机21的同一侧面上；2、所述的发电机17设在所述的发动机21的排气侧，所述的机械增压器1设在所述的发动机21的进气侧。
本发明的各附件的传动由发动机曲轴20上的曲轴带轮7作为共同的主动轮，其具体结构如下如图1所示，所述的发电机17的转轴与发动机曲轴20之间由一个皮带传动机构连接；所述的机械增压器1、空调压缩机18和动力转向泵19的转轴与发动机曲轴20之间由另一个皮带传动机构连接，在发动机曲轴20的端部设两段直径不等的带轮组成的曲轴带轮7，上述的两个皮带传动机构的主动皮带轮均为曲轴带轮7。
本发明的解决方案是将发动机附件由上述两个轮系驱动，可以合理地将机械增压器1和其它各附件在发动机上进行布置，其中，发电机17由一个多楔皮带即发电机皮带10单独驱动，并安装在发动机排气侧；其余轮系由多楔皮带即附件皮带9驱动，驱动零件包括机械增压机1，空调压缩机18，动力转向泵19等。
上述方案的具体结构如下所述1、发电机17的传动方式所述的发电机17的转轴与发动机曲轴20之间的皮带传动机构连接结构为所述的发电机17的转轴上设发电机带轮8，所述的曲轴带轮7的小直径带轮和发电机带轮8通过发电机皮带10传动，所述的曲轴带轮7和发电机带轮8为齿形相同的同步楔形带轮，所述的发电机皮带10为与发电机带轮8和曲轴带轮7的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。
2、机械增压器1及其它附件的传动方式所述的机械增压器1、空调压缩机18和动力转向泵19的转轴与发动机曲轴20之间的皮带传动机构连接结构为所述的机械增压器1的转轴上设机械增压器带轮16，所述的空调压缩机18的转轴上设空调压缩机带轮3，所述的动力转向泵19的转轴上设动力转向泵带轮4，所述的曲轴带轮7的大直径带轮与上述各带轮为齿形相同的同步楔形带轮，并通过附件皮带9环绕上述各皮带轮进行传动，所述的附件皮带9为与上述所有带轮的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。附件皮带9的环绕顺序为按逆时针方向，从曲轴带轮7，到动力转向泵带轮4、空调压缩机带轮3、机械增压器带轮16，再回到曲轴带轮7。
本发明为了使机械增压器1和其它附件的皮带传动更加可靠，效率更高并且不易产生打滑，设置了惰轮结构，使各带轮上的包角更大；为了在皮带使用一定时间后伸长而产生松驰的情况下，能够对其进行张紧，设置了张紧结构，上述两结构的具体结构如下1、如图1所示，所述的皮带传动机构上设有外侧惰轮2和内侧惰轮6，上述两个惰轮均为外圆与附件皮带9的外周面形成一个包角的环绕接触。尽量增大皮带包角，能使传递的效率更高，不易打滑。外侧惰轮2设置在空调压缩机带轮3和机械增压器带轮16之间，内侧惰轮6设置在机械增压器带轮16和曲轴带轮7之间。
2、如图1所示，所述的皮带传动机构上设一个张紧带轮5，所述的张紧带轮5的外圆与附件皮带9的内周面形成一个包角的环绕接触，所述的张紧带轮5的轮轴的结构在其轴线的平行方向上为可调式的结构。发动机经过一段时间使用后，附件皮带9必然会松驰，这时可根据需要调节张紧带轮5的位置，使附件皮带9重新张紧，更有效和可靠地传递动力。张紧带轮5设置在机械增压器带轮16和内侧惰轮6之间。
为了实现进气的增压和中冷，本发明的进气系统的具体结构如下如图1和图2所示，在发动机21的进气系统中设空气滤清器，在发动机21的进气系统中设空气滤清器、风冷管路、进气总管12和进气歧管22，在发动机21的缸体13上设节流阀体14及气缸，发动机的缸盖11上设气门，该发动机21的进气气路各构件的连接按进气气流的流动方向的顺序为空气滤清器、节流阀体14、机械增压器1、风冷管路、进气总管12、进气歧管22、气门、气缸。经过机械增压器1压缩后的空气，其压力和温度升高，经过风冷管路的冷却，即经过中冷后，进入进气管路。其中的空气滤清器、风冷管路、气门和气缸未在上述两个附图中表示，但不会影响对本发明的具体结构的理解。
本发明所涉及的机械增压器1的安装连接方式为如图2所示，在所述的发动机21上设增压器支架15并与发动机21的缸体13紧固连接，机械增压器1通过两个紧固连接件固定在增压器支架15上，还通过一个紧固连接件在进气歧管22的下侧上固定。
机械增压器的安装由三个安装点构成，其中两个安装点位于增压器支架15上，增压器支架15直接固定于缸体13上；另外一个安装点位于进气歧管22下侧。分别采用螺纹紧固连接或其它方式的紧固连接。
本发明为使带传递的动力更大，皮带与带轮的接触面积更大，采取了如下方式所述的同步楔形皮带的楔的数量为4至6楔。其中，由于发电机17只有单独一件，所以其传动的动力较小，因此发电机皮带10可为4楔同步带；而机械增压器1、空调压缩机18和动力转向泵19的传动动力较大，所以附件皮带9可为6楔同步带。
下面对本发明的进气工作过程及部分构件的作用作具体介绍将节流阀体14至于增压器1前，节流阀体14开启，经过空气虑清器后的空气进入机械增压器1，机械增压器1是一种强制性容积置换泵，空气压力和密度得到增大，温度急剧上升，压缩后的空气经过风冷系统后再由进气总管12、进气歧管22，通过气门进入发动机21的气缸，使发动机21每个循环可以燃烧更多的燃油，从而提高发动机的升功率和平均有效压力，使汽车动力性、燃油经济性和排放都得到改善。而且整个附件轮系统的结构布置更为合理和紧凑，使发动机21的整体结构也更加合理。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种机械增压中冷发动机，其换气系统的进气侧和排气侧为分布在所述的发动机(21)的两个相反的侧面，并与发动机(21)上的发动机曲轴(20)轴线平行，该发动机(21)上设有用于进气增压的机械增压器(1)、发电机(17)、空调压缩机(18)和动力转向泵(19)，其特征在于所述的发电机(17)设在发动机(21)的上述两个侧面中的一个侧面上，所述的机械增压器(1)设在另一个侧面上。
2.按照权利要求1所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的空调压缩机(18)和动力转向泵(19)与所述的机械增压器(1)设在发动机(21)的同一侧面上。
3.按照权利要求2所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的发电机(17)设在所述的发动机(21)的排气侧，所述的机械增压器(1)设在所述的发动机(21)的进气侧。
4.按照权利要求3所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的发电机(17)的转轴与发动机曲轴(20)之间由一个皮带传动机构连接；所述的机械增压器(1)、空调压缩机(18)和动力转向泵(19)的转轴与发动机曲轴(20)之间由另一个皮带传动机构连接，在发动机曲轴(20)的端部设两段直径不等的带轮组成的曲轴带轮(7)，上述的两个皮带传动机构的主动皮带轮均为曲轴带轮(7)。
5.按照权利要求4所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的发电机(17)的转轴与发动机曲轴(20)之间的皮带传动机构连接结构为所述的发电机(17)的转轴上设发电机带轮(8)，所述的曲轴带轮(7)的小直径带轮和发电机带轮(8)通过发电机皮带(10)传动，所述的曲轴带轮(7)和发电机带轮(8)为齿形相同的同步楔形带轮，所述的发电机皮带(10)为与发电机带轮(8)和曲轴带轮(7)的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。
6.按照权利要求4所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的机械增压器(1)、空调压缩机(18)和动力转向泵(19)的转轴与发动机曲轴(20)之间的皮带传动机构连接结构为所述的机械增压器(1)的转轴上设机械增压器带轮(16)，所述的空调压缩机(18)的转轴上设空调压缩机带轮(3)，所述的动力转向泵(19)的转轴上设动力转向泵带轮(4)，所述的曲轴带轮(7)的大直径带轮与上述各带轮为齿形相同的同步楔形带轮，并通过附件皮带(9)环绕上述各皮带轮进行传动，所述的附件皮带(9)为与上述所有带轮的齿形相应的多楔的同步楔形皮带。
7.按照权利要求6所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的皮带传动机构上设有外侧惰轮(2)和内侧惰轮(6)，上述两个惰轮均为外圆与附件皮带(9)的外周面形成一个包角的环绕接触；所述的皮带传动机构上设一个张紧带轮(5)，所述的张紧带轮(5)的外圆与附件皮带(9)的内周面形成一个包角的环绕接触，所述的张紧带轮(5)的轮轴的结构在其轴线的平行方向上为可调式的结构。
8.按照权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的机械增压中冷发动机，其特征在于在发动机(21)的进气系统中设空气滤清器、风冷管路、进气总管(12)和进气歧管(22)，在发动机(21)的缸体(13)上设节流阀体(14)及气缸，发动机的缸盖(11)上设气门，该发动机(21)的进气气路各构件的连接按进气气流的流动方向的顺序为空气滤清器、节流阀体(14)、机械增压器(1)、风冷管路、进气总管(12)、进气歧管(22)、气门、气缸。
9.按照权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的机械增压中冷发动机，其特征在于在所述的发动机(21)上设增压器支架(15)并与发动机(21)的缸体(13)紧固连接，机械增压器(1)通过两个紧固连接件固定在增压器支架(15)上，还通过一个紧固连接件在进气歧管(22)的下侧上固定。
10.按照权利要求5或6或7所述的机械增压中冷发动机，其特征在于所述的同步楔形皮带的楔的数量为4至6楔。
全文摘要
本发明公开了一种机械增压中冷发动机，该发动机(21)上设有用于进气增压的机械增压器(1)、发电机(17)、空调压缩机(18)和动力转向泵(19)，所述的发电机(17)设在发动机(21)的上述两个侧面中的一个侧面上，所述的机械增压器(1)设在另一个侧面上。与现有技术相比，本发明使进气压力和密度得到增大，压缩后的空气经过风冷系统后再由进气歧管进入发动机，使发动机每个循环可以燃烧更多的燃油，从而提高发动机的功率和平均有效压力，使汽车动力性、燃油经济性和排放都得到改善，而且结构布置更为合理和紧凑。
文档编号F02B33/00GK101086225SQ200710023438
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月4日 优先权日2007年6月4日
发明者夏德刚, 李加旺, 朱航 申请人:奇瑞汽车有限公司