阅读说明：本技术 一种齿轮系及发动机 (Gear train and engine ) 是由 刘井年 李扬 张志权 杨立云 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于车辆技术领域,公开了一种齿轮系及发动机。该齿轮系,包括相互啮合的曲轴齿轮和凸轮轴齿轮；支撑轴,其凸设于凸轮轴齿轮上；外层齿轮,外层齿轮套设于支撑轴上并能够相对其转动；水泵驱动齿轮,其啮合于外层齿轮；曲轴齿轮被配置为驱动凸轮轴齿轮转动,并通过外层齿轮带动水泵驱动齿轮转动。该齿轮系实现曲轴齿轮-外层齿轮-水泵驱动齿轮的扭矩传递,外层齿轮可以绕着支撑轴旋转,外层齿轮与凸轮轴齿轮两者处于自由松动状态,不会传递冲击载荷,避免凸轮轴齿轮将冲击转速波动传递给外层齿轮,解决了水泵驱动齿轮转速波动大的问题,保证水泵驱动齿轮传动平稳性,从而降低水泵轴承和水封故障率,延长了使用寿命。(The invention belongs to the technical field of vehicles and discloses a gear train and an engine. The gear train comprises a crankshaft gear and a camshaft gear which are meshed with each other; the supporting shaft is convexly arranged on the cam shaft gear; the outer gear is sleeved on the support shaft and can rotate relative to the support shaft; a water pump driving gear meshed with the outer gear; the crankshaft gear is configured to drive the camshaft gear to rotate, and the water pump driving gear is driven to rotate through the outer layer gear. The gear train realizes torque transmission of the crankshaft gear, the outer gear and the water pump driving gear, the outer gear can rotate around the supporting shaft, the outer gear and the camshaft gear are in a free loosening state, impact load can not be transmitted, the camshaft gear is prevented from transmitting impact rotation speed fluctuation to the outer gear, the problem that the rotation speed fluctuation of the water pump driving gear is large is solved, and the transmission stability of the water pump driving gear is ensured, so that the fault rate of a water pump bearing and a water seal is reduced, and the service life is prolonged.)

一种齿轮系及发动机

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种齿轮系及发动机。

背景技术

如图1所示，现有的发动机齿轮系，曲轴齿轮100驱动凸轮轴齿轮200转动，凸轮轴齿轮200带动凸轮轴300驱动进排气门开闭，使得凸轮轴300受到的冲击力较大。凸轮轴齿轮200与中间齿轮400之间通过螺栓刚性固定，使得凸轮轴齿轮200驱动水泵驱动齿轮500转动，与此同时，中间齿轮400驱动高压油泵驱动齿轮600转动。

由于高压油泵的振动冲击通过高压油泵驱动齿轮600、中间齿轮400会传递给凸轮轴齿轮200上，凸轮轴300的振动冲击直接作用于凸轮轴齿轮200上，随着发动机齿轮系中的高压油泵、凸轮轴300等振动冲击增加，如果初始轮系布置不合理，轮系中的水泵驱动齿轮500传动不平稳，使得齿轮系转速波动和扭矩波动较大，导致引起水泵轴承损坏、水封漏水故障增多，可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮系及发动机，保证水泵驱动齿轮传动平稳，降低水泵转速波动，可靠性好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种齿轮系，包括相互啮合的曲轴齿轮和凸轮轴齿轮，还包括：

支撑轴，其凸设于所述凸轮轴齿轮上；

外层齿轮，所述外层齿轮套设于所述支撑轴上并能够相对其转动；

水泵驱动齿轮，其啮合于所述外层齿轮；

所述曲轴齿轮被配置为驱动所述凸轮轴齿轮转动，并通过所述外层齿轮带动所述水泵驱动齿轮转动。

作为优选，所述外层齿轮和所述凸轮轴齿轮之间存在轴向间隙。

作为优选，所述外层齿轮和所述支撑轴之间存在径向间隙。

作为优选，在所述径向间隙内填充有压力油，所述压力油用于所述外层齿轮和所述支撑轴之间的润滑。

作为优选，所述齿轮系还包括凸轮轴和中间齿轮，所述凸轮轴齿轮和所述中间齿轮同轴套设于所述凸轮轴上。

作为优选，所述齿轮系还包括高压油泵驱动齿轮，所述高压油泵驱动齿轮啮合于所述中间齿轮。

作为优选，所述中间齿轮和所述凸轮轴齿轮之间通过螺栓相连接。

作为优选，所述外层齿轮上开设有中心孔，所述支撑轴穿设于所述中心孔。

作为优选，所述齿轮系还包括盖板，所述盖板位于所述支撑轴的一侧并设置于所述中心孔内。

为达上述目的，本发明还提供了一种发动机，包括上述的齿轮系。

本发明的有益效果：

本发明提供的齿轮系，将支撑轴穿设于外层齿轮，使得外层齿轮通过支撑轴支撑旋转，曲轴齿轮被配置为驱动凸轮轴齿轮转动，并通过外层齿轮带动水泵驱动齿轮转动，实现曲轴齿轮-外层齿轮-水泵驱动齿轮的扭矩传递。与现有技术凸轮轴齿轮和中间齿轮刚性连接相比，外层齿轮可以绕着支撑轴旋转，外层齿轮与凸轮轴齿轮在圆周方向完全脱离，外层齿轮与凸轮轴齿轮两者处于自由松动状态，不会传递冲击载荷，避免凸轮轴齿轮将冲击转速波动传递给外层齿轮，解决了水泵驱动齿轮转速波动大的问题，保证水泵驱动齿轮传动平稳性，从而降低水泵轴承和水封漏水故障率，延长了使用寿命。

本发明还提供了一种发动机，该发动机包括上述的齿轮系，保证水泵驱动齿轮传动平稳，降低齿轮系转速波动和扭矩波动，降低水泵转速波动故障，从而提高可靠性、安全性。

附图说明

图1是现有技术发动机齿轮系的剖视图；

图2是本发明齿轮系的***示意图；

图3是本发明齿轮系的剖视图。

图中：

100、曲轴齿轮；200、凸轮轴齿轮；300、凸轮轴；400、中间齿轮；500、水泵驱动齿轮；600、高压油泵驱动齿轮；

1、曲轴齿轮；2、凸轮轴齿轮；3、支撑轴；4、外层齿轮；5、水泵驱动齿轮；6、凸轮轴；7、中间齿轮；8、高压油泵驱动齿轮；9、盖板；

41、中心孔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种齿轮系，主要适用于发动机齿轮系，如图2-3所示，该齿轮系包括曲轴齿轮1、凸轮轴齿轮2、支撑轴3、外层齿轮4及水泵驱动齿轮5，曲轴齿轮1和凸轮轴齿轮2相互啮合，在凸轮轴齿轮2上凸设有支撑轴3，外层齿轮4上开设有中心孔41，支撑轴3穿设于中心孔41，使得外层齿轮4套设于支撑轴3上并能够相对其转动，且外层齿轮4啮合于水泵驱动齿轮5，曲轴齿轮1被配置为驱动凸轮轴齿轮2转动，并通过外层齿轮4带动水泵驱动齿轮5转动。

本实施例提供的齿轮系，将支撑轴3穿设于外层齿轮4，使得外层齿轮4通过支撑轴3支撑旋转，曲轴齿轮1被配置为驱动凸轮轴齿轮2转动，并通过外层齿轮4带动水泵驱动齿轮5转动，实现曲轴齿轮1-外层齿轮4-水泵驱动齿轮5的扭矩传递。与现有技术凸轮轴齿轮2和中间齿轮7刚性连接相比，外层齿轮4可以绕着支撑轴3旋转，外层齿轮4与凸轮轴齿轮2在圆周方向完全脱离，外层齿轮4与凸轮轴齿轮2两者处于自由松动状态，不会传递冲击载荷，避免凸轮轴齿轮2将冲击转速波动传递给外层齿轮4，解决了水泵驱动齿轮5转速波动大的问题，保证水泵驱动齿轮5传动平稳性，从而降低水泵轴承和水封漏水故障率，延长了使用寿命。

由于外层齿轮4与凸轮轴齿轮2两者处于自由松动状态，外层齿轮4和凸轮轴齿轮2之间存在轴向间隙，使得外层齿轮4可以绕支撑轴3自由旋转。进一步地，针对外层齿轮4和支撑轴3存在微动情况，外层齿轮4和支撑轴3之间存在径向间隙，在径向间隙内填充有压力油，压力油用于外层齿轮4和支撑轴3之间的润滑。通过在径向间隙内引入压力油进行润滑，避免发热烧结问题，减少了故障发生率，可靠性好。

可以理解的是，通过仿真及试验手段，确定外层齿轮4和支撑轴3之间的径向间隙和外层齿轮4和凸轮轴齿轮2之间存在轴向间隙，达到大幅降低水泵驱动齿轮5转速波动的目的。经过精确仿真计算，水泵的转速波动可降低大约19％，扭矩波动大约降低25.8％。

进一步地，该齿轮系还包括凸轮轴6、中间齿轮7和高压油泵驱动齿轮8，凸轮轴齿轮2和中间齿轮7同轴套设于凸轮轴6上，且中间齿轮7和凸轮轴齿轮2之间通过螺栓相连接，实现中间齿轮7和凸轮轴齿轮2的刚性连接。当曲轴齿轮1驱动凸轮轴齿轮2转动，凸轮轴齿轮2带动凸轮轴6驱动进排气门开闭，与此同时，中间齿轮7随着凸轮轴齿轮2转动而转动，中间齿轮7啮合于高压油泵驱动齿轮8，使得中间齿轮7带动高压油泵驱动齿轮8进行转动。

由于外层齿轮4不是与凸轮轴齿轮2刚性连接，外层齿轮4只是可以绕支撑轴3旋转，当凸轮轴齿轮2带动支撑轴3转动时，外层齿轮4仅为随动作用，外层齿轮4和凸轮轴齿轮2之间无直接接触，避免高压油泵和凸轮轴6冲击引起的圆周方向转速波动传递给凸轮轴齿轮2，降低水泵转速波动。在齿轮系无法进行大的改动前提下，降低高压油泵、凸轮轴6振动冲击对齿轮系不稳定性影响，对可靠性提升有重要作用。

进一步地，为了避免支撑轴3的外露影响美观效果，齿轮系还包括盖板9，盖板9位于支撑轴3的一侧并设置于外层齿轮4的中心孔41内，盖板9起到了遮挡支撑轴3的作用，具有防尘、防水及密封的功能。可选地，盖板9和支撑轴3之间可以通过螺钉相连接。

本实施例还提供了一种发动机，该发动机包括上述的齿轮系，保证水泵驱动齿轮5传动平稳，降低齿轮系转速波动和扭矩波动，降低水泵转速波动故障，从而提高可靠性、安全性。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。