ПРИВОД МАСЛЯНОГО НАСОСА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02B67/04 

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания (ДВС), а именно к конструкции механического привода шестеренчатого масляного насоса системы смазки двигателя, осуществляемого с помощью винтовых шестерен от распределительного или промежуточного валов ДВС.

Известна конструкция привода масляного насоса двигателя автомобиля ВАЗ-2101, в которой ведомая шестерня выполнена заодно с валом привода масляного насоса, имеющего одну опору в специальном приливе (специальной бобышке) блока цилиндров двигателя. Ведомая шестерня расположена консольно относительно этой опоры. Ведущий вал масляного насоса приводится от вала привода с помощью шлицевого соединения. Недостатком указанной конструкции является то, что опорная поверхность вала привода масляного насоса недостаточна, что приводит к перекосу этого вала в пределах зазора. Этот перекос увеличивается по мере износа и увеличения зазора в опоре (подшипнике), что приводит к нарушению кинематики зацепления зубьев шестерен и увеличению интенсивности износа зубьев.

Известен привод масляного насоса ДВС по заявке на патент Великобритании 2.125.107 от 1982 г. в котором вал привода масляного насоса имеет в верхней части ведомую шестерню и две опоры в блоке цилиндров. Нижняя часть вала привода соединяется с выходным валом масляного насоса. Недостатком конструкции является ее жесткость. Такая конструкция требует повышенной точности изготовления деталей и установки масляного насоса относительно вала привода.

Наиболее близким техническим решением является конструкция привода масляного насоса двигателя "Volkswagen VR 6" (Журнал "MTZ" N 3, 1991 г.). Ведомая шестерня закреплена на вале привода между опорами вала, одна из которых выполнена в блоке цилиндров, а другая в крышке привода. Дополнительный шестигранный вал соединяет нижний конец вала привода с выходным валом масляного насоса. Смазка опорных поверхностей вала привода осуществляется по продольным и поперечным сверлениям в вале привода из полости в блоке цилиндров вокруг дополнительного вала, в которую масло поступает по сверлению в блоке цилиндров из масляной магистрали двигателя.

Наличие двух опор вала по обе стороны от ведомой шестерни привода снижает перекос шестерни привода и улучшает кинематику зацепления зубьев шестерни, снижая их износ. Недостатком данной конструкции является расположение опор вала привода в двух отдельных деталях, т.е. это усложняет технологию обработки поверхностей под опоры, которые должны быть концентричны. Эта конструкция привода требует специального центрирования крышки относительно блока и их совместной обработки.

Даная конструкция привода масляного насоса ДВС не требует усложнений в технологии для получения концентричности опорных поверхностей и обеспечивает долговечность шестерен привода и привода в целом без ужесточения требований к точности установки масляного насоса относительно вала привода масляного насоса.

Указанный эффект достигается за счет того, что в приводе масляного насоса двигателя внутреннего сгорания, имеющем двухопорный вал привода и ведомую шестерню, связанную с шестерней распределительного или промежуточного вала и установленную на верхней части вала привода неподвижно относительно этого вала, а также дополнительный вал, соединяющийся шестигранным сечением или шлицами с валом привода или ведомой шестерней и ведущим валом масляного насоса, согласно изобретению обе опоры вала привода выполнены в блоке цилиндров между ведомой шестерней привода и масляным насосом: первая сразу за ведомой шестерней, вторая перед масляным насосом, а дополнительный вал проходит внутри всего вала привода и соединяется с валом привода или ведомой шестерней в верхней части привода.

В вариантном исполнении вал привода или ведомая шестерня могут соединяться с дополнительным валом через промежуточную деталь, неподвижно соединенную с приводным валом или ведомой шестерней и имеющую шестигранное отверстие или шлицы для соединения с дополнительным валом.

Подача масла к опорным поверхностям верхней опоры осуществляется из масляной магистрали двигателя через сверление в блоке цилиндров.

Подача масла к нижней опоре привода осуществляется из масляной магистрали двигателя от верхней опоры привода через сверление в вале привода, зазор между дополнительным валом и валом привода и полость в блоке цилиндров в зоне выхода ведущего вала масляного насоса.

Наличие двух опор приводного вала уменьшает его перекос и обеспечивает нормальную кинематику и долговечность зубчатого зацепления. Обе опоры вала привода выполнены в одной детали блоке цилиндров, что облегчает получение концентричности поверхностей под опоры. Одна опора выполнена в верхней части блока цилиндров, а другая в его нижней части, т.е. они удалены друг от друга, что уменьшает нагрузки, возникающие в опорах, перекос и износ приводного вала, что опять же улучшает условия работы приводных шестерен и в целом привода и увеличивает их долговечность. Соединение дополнительного вала шестигранником или шлицами с валом привода или ведомой шестерней в верхней части привода, наиболее удаленной от масляного насоса, позволяет за счет этого удаления при небольших зазорах в соединении дополнительного вала с валом привода или ведомой шестерней компенсировать смещение в установке масляного насоса. Таким образом, снижаются требования к точности установки масляного насоса относительно вала привода масляного насоса, что упрощает технологию обработки блока цилиндров, деталей привода, масляного насоса и сборки привода масляного насоса с блоком цилиндров и масляным насосом. Смазка опорных поверхностей привода проста и технологична.

Конструкция привода масляного насоса изображена в разрезе на фиг. 1 и 2. Фиг. 3 и 4 вариантное исполнение соединения дополнительного вала с валом привода или ведомой шестерней.

Привод масляного насоса имеет вал привода 1, установленный в блоке цилиндров 2 в двух опорах 3 и 4. В верхней части вала привода 2 на него устанавливается неподвижно (относительно вала привода 1) ведомая шестерня привода 5, которая входит в зацепление с шестерней 6 на распределительном или промежуточном валу 7. Внутри вала привода 1 находится дополнительный вал 8, который или по всей длине имеет шестигранное сечение (как на фиг. 1), или имеет на обоих концах шлицы. Дополнительный вал 8 соединяется с валом привода 1 (фиг. 1) или ведомой шестерней 5 (фиг. 2) в верхней зоне 9 вала привода или ведомой шестерни, которые имеют с этого конца или шестигранное отверстие, или шлицы в отверстии. Дополнительный вал 8 соединяется в нижней зоне 10 с ведущим валом 11 масляного насоса 12, имеющим с торца или шестигранное отверстие или отверстие со шлицами.

В вариантном исполнении вал привода 1 (фиг. 3) или ведомая шестерня 5 (фиг. 4) соединяется с дополнительным валом 8 через промежуточную деталь 13, установленную неподвижно в вал привода 1 или ведомую шестерню 5 и имеющую шестигранное отверстие или шлицы для соединения с дополнительным валом 8.

Опора 3 вала привода выполнена в верхней части привода сразу за шестерней 5. Опора 4 выполнена в нижней части привода в зоне выхода ведущего вала 11 масляного насоса 12.

Масло к опоре 3 поступает из масляной магистрали двигателя, через сверление в блоке цилиндров, что на чертеже не показано.

Отверстие (паз) 14 служит для подвода масла от опоры 3 по зазору 15 между дополнительным валом 8 и отверстием в вале привода 1 и полость 16 в блоке цилиндров в зазоры опоры 4 вала привода.

Крутящий момент передается от шестерни 6 на шестерню 5, от нее на вал привода 1, с вала привода 1 или шестерни 5 на дополнительный вал 8, а с дополнительного вала 8 на вал 11 масляного насоса.

Опоры 3 и 4 вала привода 1 выполнены в одной детали блоке цилиндров, что упрощает технологию получения концентричности поверхностей под опоры.

Размещение опор 3 и 4 в разных концах привода облегчает восприятие боковых нагрузок, возникающих при работе шестерен 5 и 6, снижает износ опор 3 и 4 и увеличивает долговечность шестерен 5 и 6 и привода масляного насоса 12 в целом.

Соединение дополнительного вала 8 с валом 1 привода или ведомой шестерней 5 в верхней зоне 9 привода позволяет выполнять это соединение, а также соединение дополнительного вала 8 с ведущим валом 11 масляного насоса 12 в зоне 10 с небольшими зазорами и в то же время компенсировать смещение в установке масляного насоса 12. Таким образом снижаются требования к точности установки масляного насоса 12 относительно вала привода 1, что упрощает технологию обработки блока цилиндров 1, сборки привода масляного насоса с блоком цилиндров 1 и масляным насосом 12.

Смазка опоры 4 привода не требует дополнительных технологических операций, проста и надежна.

Опытные экземпляры привода масляного насоса ДВС изготовлены в АО "Заволжский моторный завод" и проходят экспериментальную проверку на новых двигателях ЗМЗ-4062.10.

Использование: конструкция механического привода шестеренчатого масляного насоса системы смазки двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: привод масляного насоса имеет двухопорный вал привода 1, ведомую шестерню 5, связанную с шестерней 6 распределительного или промежуточного вала 7 и установленную неподвижно на верхней части вала привода 1, а также дополнительный вал 8, соединяющийся шестигранником или шлицами с валом привода 1 и с ведущим валом 11 масляного насоса 12. Указанный эффект достигается за счет того, что в указанном приводе масляного насоса обе опоры 3, 4 вала привода 1 выполнены в блоке цилиндров 2 между ведомой шестерней 5 привода и масляным насосом 12: первая 3 - сразу за ведомой шестерней 5, вторая 4 - перед масляным насосом 12, а дополнительный вал 8 проходит внутри всего вала привода 1 и соединяется с последним или с ведомой шестерней 5 в верхней части привода. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Привод масляного насоса двигателя внутреннего сгорания, имеющий двухопорный вал привода, ведомую шестерню, связанную с шестерней распределительного или промежуточного вала и установленную на верхней части вала привода неподвижно относительно этого вала, а также дополнительный вал, соединяющийся шестигранным сечением или шлицами с валом привода или ведомой шестерней и с ведущим валом масляного насоса, отличающийся тем, что обе опоры вала привода выполнены в блоке цилиндров между ведомой шестерней привода и масляным насосом: первая сразу за ведомой шестерней, вторая перед масляным насосом, а дополнительный вал проходит внутри всего вала привода и соединяется с валом привода или ведомой шестерней в верхней части привода. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что соединение вала привода или ведомой шестерни с дополнительным валом осуществляется через промежуточную деталь, неподвижно установленную в вал привода или ведомую шестерню и имеющую шестигранное отверстие или шлицы для соединения с дополнительным валом. 3. Привод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подача масла к нижней опоре привода осуществляется от верхней опоры привода через поперечное сверление в вале привода, зазор между дополнительным валом и валом привода и полость в блоке цилиндров в зоне выхода ведущего вала масляного насоса.