專利名稱：直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，尤其是一種直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有低噪聲及良好的機(jī)動(dòng)性、行駛的平順性、乘坐的舒適性，而柴油發(fā)動(dòng)
機(jī)，由于往復(fù)慣性力和其引起的傾覆力矩的存在，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪
聲直接影響整車的舒適性和發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，振動(dòng)過大將降低相關(guān)零件的使用壽命和性
能。直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)通過在曲軸上合理的布置平衡塊可以達(dá)到內(nèi)部平衡，通過內(nèi)部平衡，
二級(jí)往復(fù)慣性力和傾覆力矩不能平衡，必須加裝平衡機(jī)構(gòu)才能達(dá)到外部平衡。 直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)一般加裝雙軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)，平衡軸2倍轉(zhuǎn)速于曲軸轉(zhuǎn)
速，垂直方向上產(chǎn)生和二級(jí)往復(fù)慣性力大小相等方向相反的離心慣性力，可消除二級(jí)慣性力產(chǎn)生的引起的上下振動(dòng)，但傾覆力矩引起的左右振動(dòng)不能消除。平衡機(jī)構(gòu)通過曲軸上齒輪、中間齒輪與其嚙合，它們的位置固定后，齒輪之間的周向齒側(cè)間隙很難保證，容易引起平衡軸的共振傳動(dòng)。平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承高速重載，為旋轉(zhuǎn)動(dòng)載荷，平衡軸受離心慣性力載荷變形導(dǎo)致軸頸傾斜，滑動(dòng)軸承容易發(fā)生偏磨，使用壽命短。 中國(guó)專利ZL03228359. 8公開了一種水冷四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為在曲柄的第八曲柄臂上設(shè)有大齒圈。平衡箱內(nèi)設(shè)有一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反、且設(shè)有齒輪和平衡塊的平衡軸，所述第一平衡軸上設(shè)有與所述大齒圈相嚙合的第一齒輪及與所述第二平衡軸上所設(shè)齒輪相嚙合的第二齒輪；所述大齒圈上還設(shè)有補(bǔ)償所述第八曲柄臂上減少的平衡質(zhì)量的平衡塊。 中國(guó)專利ZL99221438. 6公開了一種二缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其公開了一下技術(shù)特征曲軸齒輪依次與中間齒輪、凸輪軸齒輪以及平衡軸上設(shè)置的平衡軸齒輪相嚙合，平衡軸的兩端分別安裝有前后平衡塊，前后平衡塊分別沿徑向定位于軸向水平面的上方或下方，前后平衡塊均為扇形圓柱面狀，皮帶輪上定位有扇形圓盤狀平衡盤，飛輪內(nèi)側(cè)面軸向開有一平衡孔。 前述兩種結(jié)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)平衡軸上平衡塊質(zhì)量相等，僅能平衡直列式四缸柴油機(jī)的二級(jí)往復(fù)慣性力，對(duì)柴油機(jī)傾覆力矩引起的左右振動(dòng)無能為力；平衡塊一般分布在平衡軸兩端，平衡軸危險(xiǎn)截面所受應(yīng)力較大，容易出現(xiàn)疲勞損傷。平衡機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間的使用平衡塊容易出現(xiàn)磨損，不能有效的消除柴油機(jī)慣性力引起的振動(dòng)，需要添加能夠調(diào)節(jié)平衡塊重心的裝置，定期的調(diào)整平衡塊重心；傳動(dòng)齒輪、中間齒輪和平衡軸齒輪在嚙合過程中由于磨損和振動(dòng)，它們之間的嚙合間隙變大，有可能引起齒輪嚙合共振，造成齒輪的疲勞損傷，也有必要定期對(duì)齒輪齒側(cè)嚙合間隙進(jìn)行調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能平衡二級(jí)慣性力和部分平衡傾覆力矩；能方便調(diào)節(jié)齒側(cè)間隙，始終保持最佳的齒側(cè)間隙；滑動(dòng)軸承能自動(dòng)調(diào)心，對(duì)軸頸傾斜有強(qiáng)的適應(yīng)能力；方便對(duì)平衡機(jī)構(gòu)的位置和偏心質(zhì)量重心能進(jìn)行微調(diào)的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，包括平衡機(jī)構(gòu)殼體及其內(nèi)部通過平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承安裝的兩個(gè)平衡軸，兩個(gè)平衡軸均設(shè)有平衡塊，平衡軸上分別安裝有相互嚙合的平衡軸齒輪，所述兩平衡塊均勻布置于兩平衡軸上，兩平衡塊的質(zhì)徑積不相等，質(zhì)徑積大的平衡塊直徑等于平衡軸齒輪齒根圓直徑，所述平衡軸齒輪的軸向兩端面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置。 所述平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承內(nèi)表面為回轉(zhuǎn)雙曲面，滑動(dòng)軸承的軸瓦中間開有油槽，且油槽與平衡機(jī)構(gòu)殼體中的潤(rùn)滑油道相連。
2 2 2 所述回轉(zhuǎn)雙曲面的公式表達(dá)為~ + ^-斗=1 ;其中， t」『；。。，。？j
為平衡軸軸頸直徑。 所述平衡機(jī)構(gòu)殼體上設(shè)有安裝機(jī)油泵的法蘭面，法蘭面上設(shè)有機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置。所述機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于法蘭面上的十字型或L型螺栓孔及固定機(jī)
油泵和法蘭的螺栓，螺栓穿過螺栓孔；通過有目的調(diào)整機(jī)油泵位置來調(diào)節(jié)周向齒側(cè)間隙。
所述平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置包括平衡軸齒輪上的長(zhǎng)方形型孔和調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓位于長(zhǎng)方形型孔內(nèi)，調(diào)節(jié)螺栓上安裝有配重塊；通過上下移動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓來到達(dá)調(diào)節(jié)平衡塊重心的目的。 本發(fā)明的平衡塊均勻的分布在平衡軸上，平衡軸危險(xiǎn)截面所受應(yīng)力更小，平衡軸不容易出現(xiàn)疲勞損傷。平衡機(jī)構(gòu)工作時(shí)，平衡塊在垂直方向上的離心慣性力抵消直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的二級(jí)往復(fù)慣性力，水平方向上的離心慣性力產(chǎn)生的附加力矩部分抵消發(fā)動(dòng)機(jī)的傾覆慣性力矩。平衡軸齒輪軸向兩端面開槽，那么偏心平衡軸齒輪參與平衡，齒輪槽內(nèi)裝有平衡塊重心調(diào)整裝置，通過移動(dòng)其位置改變平衡塊重心。 平衡機(jī)構(gòu)殼體上設(shè)計(jì)有法蘭面用來安裝機(jī)油泵殼體，通過移動(dòng)機(jī)油泵殼體位置來調(diào)整最佳的周向齒側(cè)間隙。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，機(jī)構(gòu)本身振動(dòng)小、噪音低，維修、維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)往復(fù)慣性力100%平衡和19.51%抵消慣性傾覆力矩，裝配這種平衡機(jī)構(gòu)的柴油機(jī)經(jīng)過測(cè)試，振動(dòng)烈度等級(jí)達(dá)到B級(jí)水平，工作噪聲降低5. OdB(A)。


圖1為平衡機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意2為平衡機(jī)構(gòu)的A-A向剖視3為平衡機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式示意4為平衡機(jī)構(gòu)的B-B向剖視圖
圖中，1、平衡機(jī)構(gòu)殼體，2、第一平衡軸，3、第二平衡軸，4、第一平衡軸平衡塊，5、第二平衡軸平衡塊，6、平衡軸齒輪，7、平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置，8、平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承，9、潤(rùn)滑油道，
410、曲軸齒輪，11、機(jī)油泵，12、機(jī)油泵齒輪，13、機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1-4中，直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，包括平衡機(jī)構(gòu)殼體1及其內(nèi)部通過平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承8安裝的兩個(gè)平衡軸即第一平衡軸2和第二平衡軸平衡軸3，第一平衡軸2和第二平衡軸平衡軸3上分別均勻設(shè)置有第一平衡軸平衡塊4和第二平衡軸平衡塊5，兩個(gè)平衡塊重心方向垂直向下；第一平衡軸2和第二平衡軸平衡軸3上分別安裝有相互嚙合的平衡軸齒輪6。 所述兩平衡塊的質(zhì)徑積不相等，質(zhì)徑積大的平衡塊直徑等于平衡軸齒輪齒根圓直徑。 在平衡軸齒輪6的軸向兩端面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)安裝平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置7，用來調(diào)整由于加工、安裝誤差弓I起的平衡塊重心偏移。 平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置7包括平衡軸齒輪上的長(zhǎng)方形型孔和調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓位于長(zhǎng)方形型孔內(nèi)，調(diào)節(jié)螺栓上安裝有配重塊；通過上下移動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓來到達(dá)調(diào)節(jié)平衡塊重心的目的。 平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承8安裝在平衡機(jī)構(gòu)殼體1內(nèi)，平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承8的軸瓦中間開有油槽，油槽連通平衡機(jī)構(gòu)殼體中的潤(rùn)滑油道9，通過機(jī)油泵11壓力供油對(duì)平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承8進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑。平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承8內(nèi)表面設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)雙曲面?；剞D(zhuǎn)雙曲面的公式表達(dá)為;+ ^ —《=1 ;其中， ；m,w，，
為平衡軸軸頸直徑。采用上述形式的回轉(zhuǎn)雙曲面可以增強(qiáng)由于平衡機(jī)構(gòu)加工誤差和平衡軸受載變形導(dǎo)致軸頸傾斜的適應(yīng)能力。 平衡機(jī)構(gòu)殼體1上設(shè)有安裝機(jī)油泵的法蘭面，機(jī)油泵11通過法蘭面安裝在平衡機(jī)構(gòu)殼體1上，法蘭面上設(shè)有機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置13。 機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置13包括設(shè)置于法蘭面上的十字型或L型螺栓孔及固定機(jī)油
泵和法蘭的螺栓，螺栓穿過螺栓孔；通過移動(dòng)機(jī)油泵殼體的位置調(diào)整最佳的周向齒側(cè)間隙。 使用時(shí)，在曲軸齒輪10的驅(qū)動(dòng)下，機(jī)油泵齒輪12作為中間齒輪，第一平衡軸2和
第二平衡軸平衡軸3以2倍于曲軸齒輪IO轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)，這樣平衡軸偏心質(zhì)量垂直方向產(chǎn)
生的離心慣性力與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的二級(jí)往復(fù)慣性力大小相等方向相反，平衡軸偏心質(zhì)量水平
方向上產(chǎn)生的對(duì)曲軸中心產(chǎn)生的附加力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的慣性傾覆力矩大小不等方向相
反，所以可以完全抵消二級(jí)往復(fù)慣性力引起的上下振動(dòng)和部分抵消慣性傾覆力矩引起的左
右振動(dòng)。
權(quán)利要求
一種直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，包括平衡機(jī)構(gòu)殼體及其內(nèi)部通過平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承安裝的兩個(gè)平衡軸，兩個(gè)平衡軸均設(shè)有平衡塊，平衡軸上分別安裝有相互嚙合的平衡軸齒輪，其特征在于所述兩平衡塊均勻布置于兩平衡軸上，兩平衡塊的質(zhì)徑積不相等，質(zhì)徑積大的平衡塊直徑等于平衡軸齒輪齒根圓直徑，所述平衡軸齒輪的軸向兩端面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承內(nèi)表面為回轉(zhuǎn)雙曲面，滑動(dòng)軸承的軸瓦中間開有油槽，且油槽與平衡機(jī)構(gòu)殼體中的潤(rùn)滑油道相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述回轉(zhuǎn)雙曲面的公式表達(dá)為<formula>formula see original document page 2</formula>;其中<formula>formula see original document page 2</formula>為平衡軸軸頸直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述平衡機(jī)構(gòu)殼體上設(shè)有安裝機(jī)油泵的法蘭面，法蘭面上設(shè)有機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述機(jī)油泵位置調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于法蘭面上的十字型或L型螺栓孔及固定機(jī)油泵和法蘭的螺栓，螺栓穿過螺栓孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直列式四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置包括平衡軸齒輪上的長(zhǎng)方形型孔和調(diào)節(jié)螺栓，螺栓位于長(zhǎng)方形型孔內(nèi)，螺栓上安裝有配重塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)平衡機(jī)構(gòu)，包括平衡機(jī)構(gòu)殼體及其內(nèi)部通過平衡機(jī)構(gòu)滑動(dòng)軸承安裝的兩個(gè)平衡軸，兩個(gè)平衡軸均設(shè)有平衡塊，平衡軸上分別安裝有相互嚙合的平衡軸齒輪，所述兩平衡塊均勻布置于兩平衡軸上，兩平衡塊的質(zhì)徑積不相等，質(zhì)徑積大的平衡塊直徑等于平衡軸齒輪齒根圓直徑，所述平衡軸齒輪的軸向兩端面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有平衡塊重心調(diào)節(jié)裝置。機(jī)油泵安裝在平衡機(jī)構(gòu)殼體的法蘭面上可以移動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，機(jī)構(gòu)本身振動(dòng)小、噪音低，維修、維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)往復(fù)慣性力100%平衡和19.51%抵消慣性傾覆力矩，經(jīng)測(cè)試，振動(dòng)烈度等級(jí)達(dá)到B級(jí)水平，工作噪聲降低5.0dB(A)。
文檔編號(hào)F01M9/10GK101782128SQ201010124020
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者張進(jìn)生, 王志, 王經(jīng)坤, 許國(guó)軍 申請(qǐng)人:山東大學(xué)