油浴式发动机联轴装置及发动机试验装置

技术领域

本申请涉及发动机开发试验技术领域，特别涉及一种油浴式发动机联轴装置及发动机试验装置。

背景技术

发动机开发过程中需要进行可靠性验证，在进行发动机试验时，发动机输出需要与测功装置进行连接用以吸收、测量发动机输出。为在试验过程中对样机样件和测功装置保护，需在发动机输出端与测功端之间加入过载、故障保护装置用以在故障时将损失降到最小。发动机在进行试验时转速、负荷变化大，轴体、轴承转速、载荷大，轴承易产生发热、磨损等异常损坏，一套轴系统通常无法陪试至试验完成，由此试验场景均需求一款长寿命、高可靠的联轴装置。

发明内容

本申请实施例提供油浴式发动机联轴装置及发动机试验机，以解决相关技术中发动机在进行试验时转速、负荷变化大，轴体、轴承转速、载荷大，轴承易产生发热、磨损等异常损坏，一套轴系统通常无法陪试至试验完成的问题。

一方面，本发明提供了一种油浴式发动机联轴装置，包括轴体结构以及轴承结构，所述轴体结构包括用于将发动机连接于测功装置上的轴本体；

轴承结构包括分别设于所述轴本体两端的第一轴承和第二轴承；以及轴承油浴结构，所述轴承油浴结构包括设于所述轴本体和所述轴承结构下方的集油壳体、设于所述轴本体上的泵油结构、连接于所述集油壳体和所述泵油结构之间的进油管、连接所述泵油结构和所述第一轴承的第一出油管以及连接所述泵油结构和所述第二轴承的第二出油管。

一些实施例中，所述泵油结构包括固定套设于所述轴本体上的油泵转子、套设于所述油泵转子外的油泵外圈、以及分别连接设于所述油泵外圈两侧的各一个环形油路板，且所述油泵转子相对于所述油泵外圈偏心设置，所述油泵外圈和所述油泵转子之间形成有泵油间隙，两个所述环形油路板分别封设于所述泵油间隙的两侧以密封所述泵油间隙为泵油腔，所述第一出油管和所述第二出油管均通过所述环形油路板与所述泵油腔连通，所述进油管与所述泵油腔连通。

一些实施例中，所述油泵转子的外周面上沿所述轴本体的径向突出设有多个转子叶片，多个所述转子叶片均位于所述泵油间隙中。

一些实施例中，所述油泵转子的外周面上沿所述轴本体的径向开设有多个卡槽，多个所述转子叶片一一对应地活动卡设于多个所述卡槽中。

一些实施例中，每个所述环形油路板的内侧面上均开设有与所述泵油腔连通的出油槽，每个所述环形油路板的外侧面上均开设有与所述出油槽连通的出油口，所述第一出油管或所述第二出油管连通设于所述出油口处；

其中一个所述环形油路板的内侧面上还开设有与所述泵油腔连通的吸油槽、外侧面上还开设有进油口，所述进油管连通设于所述进油口处，且所述吸油槽与所述出油槽间隔设置。

一些实施例中，所述轴承油浴结构包括套设于所述轴本体外的筒状密封油壳，所述筒状密封油壳的两端分别套接于所述第一轴承和所述第二轴承上，所述筒状密封油壳、所述第一轴承及所述第二轴承之间围设形成密封油浴腔，所述泵油结构设于所述筒状密封油壳的内壁上、并位于所述油浴腔中，所述油浴腔与所述集油壳体的内腔连通。

一些实施例中，所述集油壳体内凹形成有储油腔，所述集油壳体安设于所述筒状密封油壳的底部；

所述筒状密封油壳的侧壁上开设有回油孔，所述回油孔连通所述储油腔和所述油浴腔。

一些实施例中，所述第一轴承包括套设于所述轴本体上的第一轴承本体，以及封罩设于所述第一轴承本体的外侧、并套设于所述轴本体上的第一油封；

所述第二轴承包括套设于所述轴本体上的第二轴承本体，以及封罩设于所述第二轴承本体的外侧、并套设于所述轴本体上的第二油封，所述第一油封和所述第二油封分别封设于所述筒状密封油壳的两端。

一些实施例中，所述第一出油管和所述第二出油管上均设有泄压阀。

第二方面，本发明还提供了一种发动机试验装置，包括如上所述的油浴式发动机联轴装置，以及与所述油浴式发动机联轴装置的轴本体连接的测功装置。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了油浴式发动机联轴装置及发动机加试验装置，由于在轴本体上设置泵油结构，泵油结构和第一轴承结构之间连接第一出油管，泵油结构和第二轴承结构之间连接第二出油管，通过泵油结构将集油壳体内的润滑油泵送至第一轴承结构和第二轴承结构，有效改善第一轴承和第二轴承的发热现象和润滑效果，从而提升联轴装置的发动机试验过程中的使用寿命。不额外增加设备，改变轴系统中的轴承工作环境，改善轴承发热、润滑情况，使轴系统中的轴承寿命基本达到轴承设计寿命。可靠性好，是被测试发动机的耐久试验周期的数倍甚至数十倍，大幅降低陪试件使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的油浴式发动机联轴装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的油浴式发动机联轴装置的部分结构示意图；

图3为本申请实施例提供的油浴式发动机联轴装置的剖面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的部分分解结构示意图；

图5为本申请泵油结构的剖面结构示意图；

图6为本申请环形油路板一侧的结构示意图；

图7为本申请环形油路板另一侧的结构示意图。

图中：

1、轴本体；12、筒状密封油壳；121、通气孔；2、第一轴承；21、第一轴承本体；22、第一油封；23、第一压环；3、第二轴承；31、第二轴承本体；32、第二油封；33、第二压环；4、集油壳体；41、第一回油孔；42、第二回油孔；5、泵油结构；51、油泵转子；511、卡槽；52、油泵外圈；53、环形油路板；531、吸油槽；531、进油孔；5311、进油孔；532、出油槽；5321、出油孔；54、转子叶片；6、进油管；7、第一出油管；8、第二出油管；9、泄压阀；10、连接法兰；11、连接花键。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供油浴式发动机联轴装置及发动机试验机，其能解决相关技术中发动机在进行试验时转速、负荷变化大，轴体和轴承转速、载荷大，轴承易产生发热、磨损等异常损坏，一套轴系统通常无法陪试至发动机一个完整的试验程序完成的问题。

请参考图1和图3，本发明提供了一种油浴式发动机联轴装置，包括轴体结构、轴承结构以及轴承油浴结构，所述轴体结构包括用于将发动机连接于测功装置上的轴本体1；轴承结构包括分别设于所述轴本体1两端的第一轴承2和第二轴承3；所述轴承油浴结构包括设于所述轴本体1和所述轴承结构下方的集油壳体4、设于所述轴本体1上的泵油结构5、连接于所述集油壳体4和所述泵油结构5之间的进油管6、连接所述泵油结构5和所述第一轴承2的第一出油管7以及连接所述泵油结构5和所述第二轴承3的第二出油管8，所述集油壳体4内设有润滑油。

本申请实施例提供了油浴式发动机联轴装置及发动机加试验装置，由于在轴本体1上设置泵油结构5，泵油结构5和第一轴承2之间连接第一出油管7，泵油结构5和第二轴承3之间连接第二出油管8，通过泵油结构5将集油壳体4内的润滑油泵送至第一轴承2和第二轴承3，有效改善第一轴承本体21和第二轴承本体31的发热现象和润滑效果，从而提升联轴装置的发动机试验过程中的使用寿命。

一实施例中，请参考图4，所述泵油结构5包括固定套设于所述轴本体1上的油泵转子51、套设于所述油泵转子51外的油泵外圈52、以及分别连接设于所述油泵外圈52两侧的各一个环形油路板53，且所述油泵转子51相对于所述油泵外圈52偏心设置，所述油泵外圈52和所述油泵转子51之间形成有泵油间隙，两个所述环形油路板53分别封设于所述泵油间隙的两侧以密封所述泵油间隙为泵油腔，所述第一出油管7和所述第二出油管8均通过所述环形油路板53与所述泵油腔连通，所述进油管6与所述泵油腔连通，进油管6连通集油壳体4的储油腔和泵油结构5的泵油腔、第一出油管7连通泵油腔和第一轴承2、第二出油管8连通泵油腔和第二轴承3形成闭环的油路系统，从而实现通过油泵结构实现对所述第一轴承本体21和第二轴承本体31的润滑和散热，维护时，只需要更换集油壳体4中的润滑油即可，维护简单方便。

一实施例中，请参考图4，所述油泵转子51的外周面上沿所述轴本体1的径向突出设有多个转子叶片54，多个所述转子叶片54均位于所述泵油间隙中。

当发动机进行试验时，发动机的输出轴带动轴本体1转动，轴本体1带动油泵转子51转动，油泵转子51由于和油泵外圈52偏心设置，随着油泵转子51转动，带动转子叶片54在油泵外圈52和油泵转子51之间伸缩，两个转子叶片54间的容积旋转过接近偏心中心侧容积会逐渐增加，抽取集油壳体4内底部低温润滑油至空腔，旋转过远离偏心中心侧会逐渐缩小，通过两侧环形油路板53的出油孔5321挤出空腔内润滑液，通过第一出油管7、第二出油管8泵送至第一轴承2和第二轴承3使轴承润滑、降温。润滑后的油液通过回油孔重力回落至集油壳体4，温度较低的润滑油由于密度略大会沉于集油壳体4底部，集油壳体4底部散热器会进一步降低即将抽取润滑的润滑油温度。泵油腔内产生对润滑油的吸力，吸起的润滑油进入吸油槽531，再进入泵油腔，再经油泵转子51的转动以及转子叶片54的伸缩运动被泵送至两侧的环形油路板53中，对联轴装置内的第一轴承本体21和第二轴承本体31进行润滑，一方面，提高轴承的灵活性，防止轴承磨损；另一方面，还可通过流动的油路带走轴承运转时产生的热量，防止轴承发热。

一实施例中，请参考图4，所述油泵转子51的外周面上沿所述轴本体1的径向开设有多个卡槽511，多个所述转子叶片54一一对应地活动卡设于多个所述卡槽511中。

一实施例中，请参考图5-7，每个所述环形油路板53的内侧面上均开设有与所述泵油腔连通的出油槽532，每个所述环形油路板53的外侧面上均开设有与所述出油槽532连通的出油孔5321，所述第一出油管7或所述第二出油管8连通设于所述出油孔5321处；其中一个所述环形油路板53的内侧面上还开设有与所述泵油腔连通的吸油槽531、外侧面上还开设有进油孔5311，所述进油管6连通设于所述进油孔5311处，且所述吸油槽531与所述出油槽532间隔设置，泵油腔内产生对润滑油的吸力，吸起的润滑油进入吸油槽531，再进入泵油腔。有利于联轴装置整体结构的集约化设计，相对于普通未设置油浴结构的联轴装置体积几乎无变化，可直接替换使用。

一实施例中，所述轴承油浴结构包括套设于所述轴本体1外的筒状密封油壳12，所述筒状密封油壳12用于支撑旋转的轴本体1，所述筒状密封油壳的两端分别套接于所述第一轴承2和所述第二轴承3上，所述筒状密封油壳、所述第一轴承2及所述第二轴承3之间围设形成密封油浴腔，所述泵油结构5设于所述筒状密封油壳的内壁上、并位于所述油浴腔中，所述油浴腔与所述集油壳体4的内腔连通，流经第一轴承2和第二轴承3的润滑油在重力作用下重新回到集油壳体4内，完成油路循环。

一实施例中，所述集油壳体4内凹形成有储油腔，所述集油壳体4安设于所述筒状密封油壳的底部；

所述筒状密封油壳的侧壁上开设有回油孔，所述回油孔连通所述储油腔和所述油浴腔。

一实施例中，所述第一轴承2包括套设于所述轴本体1上的第一轴承本体21，、封罩设于所述第一轴承本体21的外侧、并套设于所述轴本体1上的第一油封22、以及第一压环23；所述第二轴承3包括套设于所述轴本体1上的第二轴承本体31、封罩设于所述第二轴承本体31的外侧、并套设于所述轴本体1上的第二油封32、以及第二压环33，所述第一油封22和所述第二油封32分别封设于所述筒状密封油壳的两端。

一些实施例中，所述第一出油管7和所述第二出油管8上均设有泄压阀9。当轴高速工作时油泵转子51旋转较快，为避免润滑油过量泵送，造成联轴装置内阻增加额外消耗动力，当泵送压力超过轴承油浴要求阈值后泄压阀9开启，泵送的油压过大时，润滑油可进入泄压阀9，通过泄压阀9泄压，防止油压过大，而使油路内阻增大产生额外的动力消耗，将超出的润滑油通过泄压阀9直接排向筒状密封油壳12内空腔并通过吸油通气孔121回流至集油壳体4。

在一实施例中，请参考图2，所述集油壳体4的底部设有散热片，通过所述散热片对集油腔内的润滑油进行散热冷却，当润滑油吸收了第一轴承本体21和第二轴承本体31处的热量进入集油壳体4后，便可通过该散热片进行散热，实现对联轴装置的第一轴承本体21和第二轴承本体31的间接散热，防止轴承阀发热。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种发动机试验装置，包括如上所述的油浴式发动机联轴装置，以及与所述油浴式发动机联轴装置的轴本体1连接的测功装置。

本发明提供的油浴式发动机联轴装置的使用方法为：

轴本体1的一端设置连接法兰10，连接法兰10与发动机的输出轴连接，轴本体1的另一端设置连接花键11，连接花键11与测功装置连接，所述泵油结构5通过第一出油管7和第二出油管8分别向第一轴承本体21和第二轴承本体31泵送润滑油，对第一轴承本体21和第二轴承本体31起到润滑作用，同时封闭的油回路对第一轴承本体21和第二轴承本体31起到散热作用。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上所述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。