专利名称：发动机的增压器驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使与发动机连动旋转的增压器变速的发动机的增压器驱动装置。
背景技术：
与发动机连动旋转的增压器存在以下倾向当将其调节为适合低中速区时，高速区的增压压力(空气量)过量上升，而当将其调节为适合高速区时，低中速区的增压压力不足。也公开有使增压器与连接于发动机的变速器连动，根据变速器的变速操作开启 关闭增压器(专利文献1)，但是增压器的变速比是一定的，并不足够。专利文献
专利文献1 日本实开平5-30433号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的在于提供根据发动机的转速可以选择增压器的变速比的发动机的增压器驱动装置。解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的发动机的增压器驱动装置具备与发动机的旋转轴连动旋转的齿轮轴；设置于所述齿轮轴的多个变速齿轮；直接或间接地连接于所述变速齿轮以旋转的增压器的驱动轴；选择所述多个变速齿轮中的一个，以通过选择的变速齿轮将动力从所述齿轮轴传递至所述驱动轴的换挡器(shifter)；以及根据发动机的转速使所述换挡器动作的换挡器驱动单元。根据该结构，由于所述换挡器驱动手段根据发动机的转速使所述换挡器动作以选择变速齿轮，因此可以根据发动机的转速最适当地调节增压器的转速。在本发明中，优选的是所述变速齿轮为增速齿轮，所述换挡器驱动单元驱动所述换挡器以选择变速齿轮，从而使增速比随着所述旋转轴的转速的提高而减小。根据这样的结构可以获得对应于发动机转速的最适合的增速比。又，可以配置为，所述多个变速齿轮包括低速齿轮和高速齿轮，其相对自由旋转地嵌合于所述齿轮轴；所述换挡器位于低速齿轮和高速齿轮之间，并且不能相对旋转但在轴方向上自由移动地嵌合于所述齿轮轴，且所述换挡器通过轴方向的移动选择性地不能相对旋转地与低速齿轮和高速齿轮中的一个相接合。在本发明中，优选的是所述齿轮轴与设置在所述旋转轴上用于驱动平衡器轴的曲轴齿轮啮合。根据该结构，由于将曲轴齿轮兼用于驱动增压器，因此可以抑制部件数量的增
3力口。并且，可以利用平衡器的相反侧的空出空间配置齿轮轴、换挡器等。根据本发明，优选的是所述齿轮轴通过单向离合器与起动机连接。根据该结构，由于伴随着齿轮变速而出现的发动机扭矩的变化由单向离合器的滑动摩擦所吸收，因此可以减少向增压器的传递。在本发明中，优选的是所述增压器具有所述驱动轴、通过行星齿轮装置连接于所述驱动轴的叶轮轴、固定于所述叶轮轴的叶轮、支持所述叶轮轴的外罩、以及安装于所述外罩以覆盖所述叶轮的外壳，在所述外罩上支持有所述行星齿轮装置。根据该结构，由于增压器和行星齿轮装置构成一个单元，因此可以抑制部件数量的增加，减少组装工时。并且可通过行星齿轮装置获得大的增速，因此可以使增速器结构紧凑。
通过参考附图对以下优选的实施形态进行说明将更明确地理解本发明。但是，实施形态及附图仅仅是用于图示及说明，并不是利用于限定本发明的范围。本发明的范围由权利要求确定。对于附图，多个图中的相同的附图标记表示相同的部分；
图1是示出具备根据本发明的第1实施形态的增压器驱动装置的发动机的纵向剖视
图2是同上增压器驱动装置的纵向剖视图； 图3是同上增压器驱动装置的系统图； 图4是示出同上增压器驱动装置的特性的图表；
图5是示出根据本发明的第2实施形态的增压器驱动装置的齿轮轴的纵向剖视图。
具体实施例方式以下参照
本发明的优选的实施形态。图1是示出具备根据本发明的第1 实施形态的增压器驱动装置1的发动机E的纵向剖视图。如图所示的发动机E具有作为旋转轴的曲轴2，与曲轴2平行配置的平衡器轴4，以及形成于曲轴2的曲柄臂(web)3的外周以驱动平衡器轴4的曲轴齿轮5。在曲轴2的与平衡器轴4的相反侧上配置有作为空转轴的一种的齿轮轴6，该齿轮轴6通过与其一体形成的驱动齿轮7与曲轴齿轮5的啮合，与曲轴2连动旋转。在齿轮轴6上设置有作为变速齿轮的一种的高速齿轮8和低速齿轮10。高速齿轮 8和低速齿轮10为增速齿轮，并且其相对自由旋转但不能向轴方向相对移动地嵌合于齿轮轴6。在本实施形态中变速齿轮为两个，但是也可以是三个以上。在发动机E中安装有压缩空气并强制性地将空气送入发动机E的增压器12，增压器12的驱动轴14齿轮连接于高速齿轮8或低速齿轮10。具体是，在驱动轴14上不能相对旋转地设置有分别与大直径的高速齿轮8及小直径的低速齿轮10啮合的小直径的低速驱动齿轮Ha及大直径的高速驱动齿轮14b。通过这些高速齿轮8、低速齿轮10、高速驱动齿轮Ha及低速驱动齿轮14b形成增速齿轮列。在本实施形态中，驱动轴14与齿轮轴6直接连接，但是它们也可以通过空转齿轮等间接连接。后面会详细说明增压器12。驱动轴14 通过三个轴承15自由旋转地支持在作为发动机主体的一部分的发动机箱EC上。在齿轮轴6上的高速齿轮8和低速齿轮10之间配置有换挡器16。换挡器16具有换挡鼓17和操作该换挡鼓17的换挡拔叉19，换挡鼓17花键嵌合于齿轮轴6并在齿轮轴6 上不能相对旋转但在轴方向上可自由移动。换挡拔叉19通过换挡器驱动手段18向轴方向驱动，使换挡鼓17向轴方向移动，设置于换挡鼓17的两侧的卡爪(dog) 17a, 17a选择性地与设置在高速齿轮8及低速齿轮10上的接合孔8a，IOa中的ー个相接合，借助于此，换挡鼓 17选择性地不能相对旋转地与高速齿轮8及低速齿轮10中的ー个相接合。通过选择的变速齿轮8，10，将动カ从齿轮轴6传递至驱动轴14。S卩，当换挡鼓17 与高速齿轮8通过卡爪连接吋，齿轮轴6的旋转、即曲轴2的旋转以大的增速比传递至驱动轴14，而当换挡鼓17与低速齿轮10通过卡爪连接吋，齿轮轴6的旋转以小的增速比传递至驱动轴14。换挡器驱动手段18例如具有伺服马达，但并不限定于此。通过换挡器驱动手段18，曲轴2的旋转动力经过选择的变速齿轮8，10从齿轮轴6传递至增压器12的驱动轴 14。这些齿轮轴6、高速齿轮8、低速齿轮10、增压器12的驱动轴14、换挡器16及换挡器驱动手段18构成增压器驱动装置1。增压器12配置于形成发动机主体的发动机箱EC的外側，如作为剖视图的图2所示，前述增压器12的驱动轴14的一端部Hc通过行星齿轮装置20连接有叶轮轴22的一端部22a，在该叶轮轴22的另一端部22b上固定有叶轮对。以下，增压器12的一端称为发动机E侧，另一端称为反发动机侧。叶轮轴22自由旋转地支持于筒状的外罩26。外罩沈的一端侧用诸如螺栓的外罩紧固构件60通过固定用壳体观固定于作为发动机一部分的发动机箱EC，在外罩沈的另ー 端侧用诸如螺栓的外壳紧固构件62安装有覆盖叶轮M的外壳30。这样，叶轮轴22中的没有嵌合叶轮M的部分由外罩26覆盖，而嵌合叶轮M的部分及叶轮M由外壳30覆盖。固定用壳体观的轴支持部28a通过两个轴承31支持行星齿轮装置20的输入轴四，在输入轴 29上不能相对旋转地连接有驱动轴14。如上所述，行星齿轮装置20位于驱动轴14和叶轮轴22之间，支持于外罩沈的一端部。在本实施形态中，增压器12和行星齿轮装置20支持于外罩26，以此构成一単元，该単元通过上述外罩紧固构件60安装于形成发动机主体的发动机箱EC。大直径的内齿轮32与行星齿轮装置20的输入轴四啮合，多个行星齿轮38与该内齿轮32啮合，设置于叶轮轴22的一端部22a的齿轮34作为太阳齿轮与行星齿轮38啮合。这样，驱动轴14的旋转动カ通过内齿轮32及行星齿轮38从行星齿轮装置20的输入轴四传递至作为输出轴的叶轮轴22。图1的换挡器16的动作如以下所说明。如图3所示，測定发动机E的转速的旋转传感器40及手动设定发动机E的运行模式的手动开关SW连接于发动机 控制 単元E⑶。 换挡器驱动手段18根据发动机的转速，在齿轮轴6的轴方向上移动换挡器16。具体是，发动机 控制 単元ECU根据从旋转传感器40获得的曲轴2的转速的提高判断是通常(低速) 模式42还是高速模式44，并驱动换挡器16，分別选择适合于模式42，44的变速齿轮8，10。低速模式42是设定为在发动机E的规定的低旋转区内提高增压器12的增速比，以此提高增压压力、即增压风量，从而获得低速下的发动机扭矩的模式，当发动机·控制·単元E⑶判断为低速模式42吋，换挡器16通过卡爪连接于高速齿轮8。另ー方面，高速模式44是设定为在发动机E的规定的高旋转区内降低增压器12的增速比，以此防止增压风量的过量增加，从而获得适当的发动机扭矩及稳定的旋转的模式，当发动机·控制 单元E⑶判断为高速模式44时，换挡器16通过卡爪连接于低速齿轮10。发动机 控制 单元ECU根据来自旋转传感器40的转速信号调节燃料喷射量、点火时期等，从而控制发动机的转速。发动机·控制·单元ECU，进一步如上所述在低速模式 42中提高增压器12的转速，相反地在高速模式44中，根据来自旋转传感器40的转速信号抑制增压器12的转速过量增加。如上所述，除了根据发动机E的转速判断运行模式外，还可以通过手动开关SW切换运行模式。这样，操作者可以选择任意模式。此外，也可以设置阻止增压器12的驱动的节能模式(eco mode)460在节能模式46中，换挡器16在不接合高速齿轮8也不接合低速齿轮10的中间位置上移动。在上述结构中，由于图1的换挡器驱动手段18根据发动机E的转速使换挡器16 动作以选择变速齿轮8，10，因此可以根据发动机E的转速最适当地调节增压器12的转速。 即，在低速模式42中，换挡器16通过卡爪连接于高速齿轮8，以此提高增压器12的增速比， 从而实现获取如图4所示的中低速区中的发动机扭矩的控制。这样，在中低速区中的发动机的轴输出也会提高。另一方面，在高速模式44中，经由图3的换挡器驱动手段18使换挡器16通过卡爪连接于低速齿轮10，以此降低增压器12的增速比，从而实现防止高速区中的增压风量的过量增加，以此获得如图4所示的适当的发动机扭矩和稳定的旋转的控制。这样，在高速区中维持大的发动机的轴输出。此外，由于将曲轴齿轮5兼用于驱动增压器12，因此可以抑制部件数量的增加。并且，可以利用平衡器轴4的相反侧的空出空间配置齿轮轴6、换挡器16等。此外，由于增压器12和行星齿轮装置20构成一个单元，因此在抑制部件数量的增加而减少组装工时，还可通过行星齿轮装置20获得大的增速，因此可以使增压器驱动装置 1变小。图5是示出根据第2实施形态的增压器驱动装置IA的齿轮轴6A的纵向剖视图。 在该实施形态中，安装有高速齿轮8及低速齿轮10的齿轮轴6A通过单向离合器48及起动机鼓(starter drum) 49与电动起动机50相连接。该起动机鼓49可相对旋转地嵌合于齿轮轴6A的外周，在起动机鼓49的一端部设置有与电动起动机50啮合的起动机齿轮49a，在另一端的圆筒部49b和驱动齿轮7A之间安装有单向离合器48。根据该实施形态，只有在用电动起动机50驱动的起动机鼓49比驱动齿轮7A高速时，单向离合器48处于连接状态，旋转力从起动机鼓49传递至驱动齿轮7A。相反，发动机起动后，驱动齿轮7A比起动机鼓49高速时，单向离合器48处于断开状态，旋转力不会从驱动齿轮7A传递至起动机鼓49。以上参照
了本发明的优选的实施形态，但是在不脱离本发明的宗旨的范围内，也可以进行各种添加、更改或删除。例如，也可以在齿轮轴6的驱动齿轮7，7A上设置橡胶减震器，以减少发动机扭矩的变化向行星齿轮装置20的传递。此外，替代行星齿轮装置20，通过无级变速器驱动增压器12，也可以改变增速比，从而在低旋转时使增速比大，高旋转时使增速比小。这样，可以由低旋转获得大的发动机扭矩，抑制高旋转下产生过大的发动机扭矩。因此，这样的更改也包含于本发明的范围内。符号说明
L1A 增压器驱动装置；2 曲轴(旋转轴)；
4 平衡器轴；
6，6A:齿轮轴；
8 高速齿轮(变速齿轮)；
10:低速齿轮(变速齿轮)；
12 增压器；
14 驱动轴；
16 换挡器；
18 换挡器驱动手段；
20 行星齿轮装置；
22 叶轮轴；
24 叶轮；
26 外罩；
30 外壳；
48单向离合器；
50 电动起动机；
E 发动机。
权利要求
1.一种发动机的增压器驱动装置，具备 与发动机的旋转轴连动旋转的齿轮轴； 设置于所述齿轮轴的多个变速齿轮；直接或间接地连接于所述变速齿轮以旋转的增压器的驱动轴； 选择所述多个变速齿轮中的一个，以通过选择的变速齿轮将动力从所述齿轮轴传递至所述驱动轴的换挡器；以及根据发动机的转速使所述换挡器动作的换挡器驱动单元。
2.根据权利要求1所述的发动机的增压器驱动装置，其特征在于，所述变速齿轮为增速齿轮，所述换挡器驱动单元驱动所述换挡器以选择变速齿轮，从而使增速比随着所述旋转轴的转速的提高而减小。
3.根据权利要求2所述的发动机的增压器驱动装置，其特征在于，所述多个变速齿轮包括低速齿轮和高速齿轮，其相对自由旋转地嵌合于所述齿轮轴； 所述换挡器位于低速齿轮和高速齿轮之间，并且不能相对旋转但在轴方向上自由移动地嵌合于所述齿轮轴，且所述换挡器通过轴方向的移动选择性地不能相对旋转地与低速齿轮和高速齿轮中的一个相接合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的增压器驱动装置，其特征在于，所述齿轮轴与设置在所述旋转轴上用于驱动平衡器轴的曲轴齿轮啮合。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的增压器驱动装置，其特征在于，所述齿轮轴通过单向离合器与起动机连接。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的增压器驱动装置，其特征在于， 所述增压器具有所述驱动轴、通过行星齿轮装置连接于所述驱动轴的叶轮轴、固定于所述叶轮轴的叶轮、支持所述叶轮轴的外罩、以及安装于所述外罩以覆盖所述叶轮的外壳；在所述外罩上支持有所述行星齿轮装置。
全文摘要
本发明提供的发动机的增压器驱动装置，具备与发动机(E)的曲轴(2)连动旋转的齿轮轴(6)；设置于齿轮轴(6)的高速齿轮(8)及低速齿轮(10)；连接于这些高速齿轮(8)或低速齿轮(10)以旋转的增压器(12)的驱动轴(14)；选择高速齿轮(8)或低速齿轮(10)中的一个，以通过选择的变速齿轮(8，10)将动力从齿轮轴(6)传递至驱动轴(14)的换挡器(16)；以及根据发动机(E)的转速使换挡器(16)动作的换挡器驱动单元(18)。
文档编号F02B77/00GK102549250SQ20108004570
公开日2012年7月4日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月14日
发明者有马久丰, 田中义信 申请人:川崎重工业株式会社