发动机及其正时传动系统的制作方法

本发明涉及发动机传动系统
技术领域：
，特别是涉及一种发动机及其正时传动系统。
背景技术：
：发动机正时传动系统是发动机配气系统的重要组成部分，其在曲轴的带动作用下将力量传递给凸轮轴，使发动机运转过程中活塞的行程、气门的开启与关闭、点火的顺序以及进、排气时间的准确性。传统的发动机正时传动系统分为齿轮传动、链条传动和带传动。带传动因为具有噪声低、结构质量小及成本低等优点，近年来广泛被使用在发动机产品中。一般发动机的正时传动系统，通常由正时皮带、张紧轮、惰轮和凸轮轴带轮等附件组成。通常情况下，一旦增加机件，惰轮的数量相应需要增加。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种发动机正时传动系统来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述缺陷。为实现上述目的，本发明提供一种发动机正时传动系统,所述发动机正时传动系统包括至少三个惰轮，其中一个所述惰轮为水泵带轮，所述水泵带轮由皮带的光面驱动。进一步地，所述发动机正时传动系统还包括曲轴带轮、油泵带轮和凸轮轴带轮，所述曲轴带轮、水泵带轮、油泵带轮、凸轮轴带轮依次传动，所述油泵带轮由所述皮带的齿面驱动。进一步地，另外两个所述惰轮分别为第一惰轮和第二惰轮，所述第一惰轮设于所述凸轮轴带轮与所述油泵带轮之间，所述第二惰轮设于所述凸轮轴带轮与所述曲轴带轮之间。进一步地，所述第一惰轮与所述凸轮轴带轮的间距为l1，所述第一惰轮与所述油泵带轮的间距为l2，所述l1与所述l2的比值为非倍数关系。进一步地，所述第二惰轮与所述凸轮轴带轮之间设张紧轮，所述第二惰轮与所述张紧轮的间距为l3，所述第二惰轮与所述曲轴带轮的间距为l4，所述l3与所述l4的比值为非倍数关系。进一步地，所述发动机正时传动系统还包括曲轴减震皮带轮，所述曲轴减震皮带轮布置在能够阻挡皮带走偏的位置。进一步地，所述第一惰轮的坐标为(176,346)，所述第二惰轮的坐标为(-11,110)，所述张紧轮的坐标为(-7.69,252)。进一步地，所述发动机正时传动系统还包括凸轮轴传感器，所述凸轮轴传感器从张紧轮的下方穿过，并固定到发动机正时后罩盖上。进一步地，所述张紧轮的固定卡子固定在发动机缸盖的卡槽内。本发明还提供一种发动机，包括发动机正时传动系统，所述发动机正时传动系统为如上所述的发动机正时传动系统。由于本发明是利用水泵带轮所需要的驱动转矩较小的特性，采用皮带的光面与水泵带轮之间的摩擦力对水泵带轮进行驱动，另外，此时的水泵带轮在一定程度兼顾了惰轮的作用之一，即将皮带分割成两部分，避免了在零件运动过程中因为两个零件之间的皮带过长而造成的较大抖动的问题发生，也就是说本发明可以在增加水泵带轮并对水泵带轮进行驱动的情形下，还能减少惰轮的数量的使用，降低了添加惰轮的成本。附图说明图1为本发明所提供的发动机正时传动系统的一优选实施方式的结构示意图；图2为应用图1中的发动机正时传动系统的发动机的结构示意图；图3为图2的背面示意图；图4为图2中的张紧轮和曲轴带轮的布置示意图；图5为图4中的a部的放大示意图；图6为图4中的b部的放大示意图；图7为图2中的c部的放大示意图。附图标记：1曲轴带轮2水泵带轮3凸轮轴带轮4皮带5油泵带轮6第一惰轮7第二惰轮8张紧轮9凹槽10凸轮轴传感器11固定卡子12卡槽13曲轴减震皮带轮14固定结构o1曲轴带轮的轴心o2水泵带轮的轴心o3凸轮轴带轮的轴心o5油泵带轮的轴心o6第一惰轮的轴心o7第二惰轮的轴心o8张紧轮的轴心具体实施方式在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。本实施方式所提供的发动机正时传动系统至少包括三个惰轮，其中一个所述惰轮为水泵带轮2，水泵带轮2由皮带4的光面驱动。具体地，如图1、图2和图3所示，发动机正时传动系统包括曲轴带轮1、水泵带轮2、凸轮轴带轮3、皮带4和张紧轮8，其中：曲轴带轮1和凸轮轴带轮3都与皮带4的齿面传动连接(啮合)，水泵带轮2和张紧轮8都与皮带4的光面传动连接。曲轴带轮1输出的转矩经由水泵带轮2后传递到凸轮轴带轮3，水泵带轮2由皮带4的光面驱动。曲轴转动时，连接在曲轴上的曲轴带轮1与皮带4的齿面相互啮合，将转矩输送到水泵带轮2，皮带4的光面沿水泵带轮2的径向压紧到水泵带轮2的转动面，此时的皮带4与水泵带轮2之间产生摩擦力。皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力的大小主要由如下方面决定：一方面，皮带4的光面所采用的材质。针对该点，可以选用比如帆布材质等可以增大皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力的材质的皮带。另一方面，皮带4的光面驱动与水泵带轮2布置的包角(即皮带4与水泵带轮2接触的角度)。针对该点，通过布置惰轮和张紧轮8在传动系统中的相对位置，可以使皮带4的光面驱动与水泵带轮2布置的包角尽可能地使皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力增大，并增大到皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力产生的转矩大于水泵带轮4本身能够转动的最低转矩，从而实现通过皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力带动水泵带轮2的转动。本实施方式正是根据水泵带轮2所需要的驱动转矩较小的特性，采用皮带4与水泵带轮2之间的摩擦力对水泵带轮2进行驱动，另外，此时的水泵带轮2由于在一定程度兼顾了惰轮的作用，相当于一个惰轮，比如水泵带轮2将皮带4分割成两部分，避免了在零件运动过程中因为两个零件之间的皮带过长而造成的较大抖动的问题发生；还比如替代现有技术中的通过惰轮及张紧轮来改变皮带的传动方向的作用。也就是说，本实施方式即便是增加了水泵带轮2，但是，这并未使得所使用到的惰轮的数量增加，因此降低了添加惰轮的成本。本实施方式所提供的发动机正时传动系统还包括油泵带轮5，油泵带轮5设于水泵带轮2和凸轮轴带轮3之间，并由皮带4的齿面驱动，即曲轴带轮1、水泵带轮2、油泵带轮5、凸轮轴带轮3组成发动机正时传动系统的传动系统。本实施方式中，由于油泵带轮5所需要的驱动转矩较大，因此，油泵带轮5仍然采用皮带4的齿面进行驱动。此时的水泵带轮2位于油泵带轮5和曲轴带轮1之间，曲轴转动时，曲轴带轮1是齿面传动，经过水泵带轮2的光面传动转换皮带4的传动方向后，油泵带轮5继续齿面传动，最后传递至凸轮轴带轮3。本实施方式中，由于采用了将水泵带轮2由皮带4的光面驱动，使水泵带轮2兼顾了惰轮的功能，从而使本实施方式的发动机正时传动系统可以减少了一个真正惰轮的使用，而采用水泵带轮替代，也就是说，本实施方式中仅采用了两个真正的惰轮。然而，传统的正时传动系统若驱动三个附件，即水泵带轮2、凸轮轴带轮3和油泵带轮5，则需要在水泵带轮2与油泵带轮5之间、油泵带轮5与凸轮轴带轮3之间、凸轮轴带轮3与曲轴带轮1之间分别布置一个惰轮，也就是说，传统的正时传动系统若驱动三个附件需要三个惰轮。显然，本实施方式中由于水泵带轮2兼顾了一个惰轮的功能，减少了惰轮的数量，这样降低了添加惰轮的成本。另外两个惰轮分别为第一惰轮6和第二惰轮7，其中：第一惰轮6设于凸轮轴带轮3与油泵带轮5之间，第一惰轮6可以改变凸轮轴带轮3和油泵带轮5之间的皮带4的传动方向，也可以防止凸轮轴带轮3和油泵带轮5之间的皮带4分成两部分，保证皮带4的抖动不至于太大，降低噪音。第二惰轮7设于凸轮轴带轮3与曲轴带轮1之间，第二惰轮7可以改变凸轮轴带轮3和曲轴带轮1之间的皮带4的传动方向，也可以防止凸轮轴带轮3和曲轴带轮1之间的皮带4分成两部分，保证皮带4的抖动不至于太大，降低噪音。本实施方式中的第一惰轮6和第二惰轮7可以采用同样的尺寸，均为直径40mm，装配方便，成本降低。第一惰轮6与凸轮轴带轮3的间距为l1(第一惰轮6的轴心o6与凸轮轴带轮3的轴心o3之间的间距)，第一惰轮6与油泵带轮5的间距为l2(第一惰轮6的轴心o6与油泵带轮5的轴心o5之间的间距)，所述l1与所述l2的比值为非倍数关系，兼顾考虑整机的长度，比如可以将所述l1与所述l2的比值设置为大于2且小于3的范围内，优选地：l1为81mm，l2为193mm。第一惰轮6的布置可以将凸轮轴带轮3和油泵带轮5之间的皮带4分成两部分，而且被分成的两部分(l1和l2)的长度为非倍数关系，这样可以降低皮带4的抖动，防止皮带4走偏，非倍数的关系可以减小皮带共振风险，降低正时系统的噪声。与此原理相同地，张紧轮8设于第二惰轮7与凸轮轴带轮3之间，第二惰轮7与张紧轮8的间距为l3(第二惰轮7的轴心o7与张紧轮8的轴心o8之间的间距)，第二惰轮7与曲轴带轮1的间距为l4(第二惰轮7的轴心o7与张紧轮8的轴心o8之间的间距)，所述l3与所述l4的比值为非倍数关系，兼顾考虑整机的长度，比如可以将所述l3与所述l4设置为大于1且小于2的范围内，优选地：l3为143mm，l4为96mm。第二惰轮7的布置可以将张紧轮8和凸轮轴带轮3之间的皮带4分成两部分，而且被分成的两部分(l3和l4)的长度为非倍数关系，这样可以降低皮带4的抖动，防止皮带4走偏，非倍数的关系可以减小皮带共振风险，降低正时系统的噪声。惰轮布置主要是为了两个轮子之间的皮带不能太长，布置原则：因为惰轮内有轴承，所以考虑惰轮的受力满足寿命要求，同时还要保证惰轮所分开的两端皮带不能产生共振。因此，在以曲轴带轮1的中心为原点、曲轴带轮1的水平向右为x轴且曲轴带轮1的竖直向上为y轴的坐标系中，第一惰轮6的坐标为(176,346)，第二惰轮7的坐标为(-11,110)，张紧轮8的坐标为(-7.69,252)。需要说明的是，上述坐标值也是指相应带轮的轴心在上述坐标系中的坐标。如图4至图6所示，张紧轮8的两侧板边缘向外伸出形成适于置入皮带4并阻挡皮带4在其自身宽度方向蹿动的凹槽9。通过在张紧轮8添加挡边结构，由于张紧轮内部有轴承，对皮带4的防走偏效果更有效。除此之外，还可以将曲轴减震皮带轮13布置在能够阻挡皮带4走偏的位置，比如：曲轴减震皮带轮13并排布置在距离皮带4外侧的距离为1mm(但不限于此)的位置，这样也可以借助于带传动系统中本身具有的机件，对皮带4的防走偏起到促进作用，进而可以减少单独在皮带轮上增加挡边结构的成本。再次参阅图2，所述发动机正时传动系统还包括凸轮轴传感器10，凸轮轴传感器10用于采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ecu，以便ecu识别气缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。现有技术中，凸轮轴传感器10通常需要在发动机的缸盖设计一个搭子将其固定，而发动机的缸盖由铝制成，若在发动机缸盖上设计搭子不仅需要额外的加工工序，还会增加缸盖的重量。而本实施方式藉由张紧轮8与发动机的缸盖后端的间隙，在发动机正时后罩盖间隔增设若干(比如两个)固定结构14，使凸轮轴传感器10从张紧轮8的下方穿过并通过固定结构14固定。而由于发动机正时后罩盖由塑料制成，因此，将固定结构14直接成型在发动机正时后罩较为方便，不需要额外的加工工序，凸轮轴传感器10从后面穿过这样整体也很整洁。如图7所示，张紧轮8的固定卡子11固定在发动机缸盖的卡槽12内，传统的张紧轮8的固定卡子一般都在塑料正时罩盖上增加一个镶嵌的金属片用以固定，而本本实施方式既能够保证卡槽12的牢固性，又不添加额外的制造工序，节约成本。皮带4的宽度与其带动的附件数量及发动机的功率扭矩有关，柴油机的功率扭矩大，若带动上述的水泵带轮2、凸轮轴带轮3和油泵带轮5，多数情况下需要采用宽度为32mm的皮带。而采用上述各实施方式中附件的布置方式，可以仅采用宽度为25mm的皮带，这样减小发动机正时传动系统的轴向占用空间，降低整机的长度。本发明还提供一种发动机，包括发动机正时传动系统，所述发动机正时传动系统为上述各实施方式中所述的发动机正时传动系统。所述发动机的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12