[发明专利]可实现高压油泵转速切换的柴油机双层齿轮系

说明书

技术领域

本发明属于内燃机领域，涉及一种可实现高压油泵转速切换的柴油机双层齿轮系。

背景技术

众所周知，正时齿轮系是柴油机的重要组成机构，其中曲轴齿轮为正时齿轮系的主动齿轮，驱动配气机构、高压油泵以及空压机等附件工作。四冲程柴油机曲轴每转两圈，气缸工作一次，因此配装传统的机械式供油系统时，高压油泵与曲轴的传动比固定为1：2。随着柴油机对整机动力性和排放水平要求的持续提高，燃油喷射系统不断升级换代，可实现电子控制喷油定时的高压共轨供油系统得到了更为广泛的应用，供油时刻不再受限于机械系统的驱动，高压油泵与曲轴的传动比也相应发生变化，选择范围更为灵活，不再局限于1：2。在曲轴转速不变的情况下，不同的传动比代表不同标定转速的高压油泵，转速越高，燃油喷射压力越大，油压稳定性越好。传统柴油机的正时齿轮系采用单层布置型式，高压油泵和曲轴的传动比在设计伊始就已确定，为唯一定值，若要升级供油系统，实现更高的喷射压力以获得更为优良的动力性和排放性，必须调整高压油泵和曲轴的传动比，往往需要对齿轮系进行大的改动才能实现。

另一方面，从装配关系来看，在柴油机正时齿轮系中，曲轴齿轮、凸轮轴齿轮、惰齿轮的固定轴是安装在机体上，高压油泵齿轮、空压机齿轮、液压泵齿轮的固定轴是安装在齿轮室上，因此齿轮系的变动，必将带来机体、齿轮室结构的更改，造成零件种类冗杂，不利于产品零件之间的通用互换，增加成本。因此，提供一种可实现高压油泵转速切换的柴油机双层齿轮系布置型式，既可以满足不同的供油系统输出要求，又能减少零部件种类，降低生产制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于安装、安全可靠、具有灵活调整高压油泵与曲轴转传动比功能并可在不改变机体、齿轮室结构的前提下实现高压油泵转速切换的柴油机双层齿轮系。

本发明的技术方案是：可实现高压油泵转速切换的柴油机双层齿轮系，包括：前层轮系的曲轴齿轮、凸轮轴大齿轮、左惰齿轮、液压泵齿轮、右惰齿轮及空压机齿轮；后层轮系的凸轮轴小齿轮及高压油泵齿轮；曲轴齿轮安装在曲轴前端轴颈上，凸轮轴小齿轮、凸轮轴大齿轮依次套装在凸轮轴驱动端，左惰齿轮固定安装在左惰齿轮轴上，液压泵齿轮安装在液压泵驱动轴上，高压油泵齿轮套装在油泵驱动轴上，右惰齿轮固定安装在右惰齿轮轴上，空压机齿轮套装在空压机驱动轴上。

安装曲轴齿轮的曲轴、安装凸轮轴小齿轮、凸轮轴大齿轮的凸轮轴、安装左惰齿轮的左惰齿轮轴、安装右惰齿轮的右惰齿轮轴安装在柴油机机体上；安装液压泵齿轮的液压泵驱动轴、安装高压油泵齿轮的油泵驱动轴、安装空压机齿轮的空压机驱动轴安装在齿轮室上。

凸轮轴小齿轮与高压油泵齿轮啮合，凸轮轴大齿轮分别与左惰齿轮和曲轴齿轮啮合，左惰齿轮与液压泵齿轮啮合，曲轴齿轮与右惰齿轮啮合，右惰齿轮与空压机齿轮啮合。

所述的前层轮系中，曲轴齿轮的齿数Z4=40、凸轮轴大齿轮的齿数Z3=80, 凸轮轴与曲轴的传动比i34= Z4/ Z3=1：2。

所述的后层轮系中，凸轮轴与高压油泵的中心距=齿轮模数m×(Z1+ Z2) ，凸轮轴小齿轮与高压油泵齿轮的齿数和Z1+ Z2=112。

所述的双层轮系中，高压油泵与曲轴的传动比i14 =i12×i23×i34，i23为凸轮大、小齿轮传动比，由于两齿轮同轴，该值为1。当凸轮轴小齿轮2的齿数Z2=56、高压油泵齿轮的 齿数Z1=56时，i12= Z2/ Z1=1，则高压油泵与曲轴的传动比i14 =i12×i23×i34=1×1×1/2=1/2，即满足高压油泵与曲轴的传动比为1：2，此时凸轮轴与高压油泵的中心距=齿轮模数m×(Z1+ Z2)= m×(56+ 56) =112m；当凸轮轴小齿轮的齿数Z2=84、高压油泵齿轮的齿数Z1=28时，i12= Z2/ Z1=3，i14 =i12×i23×i34=3×1×1/2=3/2，即满足高压油泵与曲轴的传动比为3：2，此时凸轮轴与高压油泵的中心距=齿轮模数m×(Z1+ Z2) = m×(84+ 28) =112m 。同理，当Z2 =64、Z1 =48时，i14=2/3；Z2 =70、Z1 =42时，i14= 5/6，即分别满足高压油泵与曲轴的传动比为2：3和5:6，而凸轮轴与高压油泵的中心距均为112m。综上所述，在相同的凸轮轴与高压油泵中心距下，实现了曲轴与高压油泵的传动比分别为1：2、2:3、5:6和:3:2的切换。