發(fā)動機用平衡軸總成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種發(fā)動機用平衡軸總成，包括第一平衡軸組件和第二平衡軸組件；第一平衡軸組件包括第一平衡軸、第一驅(qū)動齒輪、平衡齒輪和第一偏心重塊；第二平衡軸組件包括第二平衡軸、第二驅(qū)動齒輪和第二偏心重塊；兩個平衡軸與氣缸中心線呈對稱布置，旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的2倍，用以平衡發(fā)動機的一階往復(fù)慣性力和二階振動，從而達到更加理想的減振效果。
【專利說明】發(fā)動機用平衡軸總成

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機減振【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種發(fā)動機用平衡軸總成。

【背景技術(shù)】
[0002]平衡軸技術(shù)是一項結(jié)構(gòu)簡單并且非常實用的發(fā)動機技術(shù)，簡單說平衡軸其實就是一個裝有偏心重塊并隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸，利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動力，使發(fā)動機獲得良好的平衡效果，降低發(fā)動機振動，多應(yīng)用于直列式發(fā)動機。
[0003]在發(fā)動機的工作循環(huán)中，活塞的運動速度非?？欤宜俣群懿痪鶆?。在上下止點位置，活塞的速度為零，而在上下止點中間的位置速度達到最高。由于活塞在氣缸內(nèi)做反復(fù)的高速直線運動，必然在活塞、活塞銷和連桿上產(chǎn)生很大的慣性力。在連桿上配置的配重可以有效地平衡這些慣性力.但連桿上的配重只有一部分運動質(zhì)量參與直線運動，另一部分參與旋轉(zhuǎn)。除了上下止點位置外，各種慣性力不能被完全平衡，使發(fā)動機產(chǎn)生了振動。
[0004]當活塞每上下運動一次，將使發(fā)動機產(chǎn)生一上一下兩次振動，所以發(fā)動機的振動頻率和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速有關(guān)。在振動理論上，常使用多個諧波振動來描述發(fā)動機的振動，其中振動頻率和發(fā)動機轉(zhuǎn)速相同的叫一階振動，頻率是發(fā)動機轉(zhuǎn)速2倍的叫二階振動，依次類推，還存在三階、四階振動。但振動頻率越高，振幅就越小，2階以上可以忽略不計。由于單平衡軸結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，因而在單缸和小排量發(fā)動機中應(yīng)用較為廣泛。但單平衡軸只可以平衡一階振動，在中高排量的發(fā)動機還不足以消除主要振動。而現(xiàn)有的雙對平衡軸則采用的是鏈傳動方式帶動兩根平衡軸轉(zhuǎn)動，其中一根平衡軸與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相同，可以消除發(fā)動機的一階振動；另一根平衡軸的轉(zhuǎn)速是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的2倍，這樣可以消除發(fā)動機的二階振動，但由于兩個軸轉(zhuǎn)速不一致，導(dǎo)致耦合干擾，振動消除效果仍不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有單平衡軸系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明提出了一種發(fā)動機用平衡軸總成，采用兩個平衡軸，相向旋轉(zhuǎn)布置方式，就是兩個平衡軸與氣缸中心線呈對稱布置，旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的2倍，用以平衡發(fā)動機的一階往復(fù)慣性力和二階振動，從而達到更加理想的減振效果。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:包括第一平衡軸組件和第二平衡軸組件；
[0008]第一平衡軸組件包括第一平衡軸、第一驅(qū)動齒輪、平衡齒輪和第一偏心重塊；第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪裝配在第一平衡軸上，其中第一驅(qū)動齒輪與第一平衡軸過渡配合；第一驅(qū)動齒輪與平衡齒輪通過凸臺配合實現(xiàn)動力傳遞；第一偏心重塊固定裝配在第一平衡軸上；
[0009]第二平衡軸組件包括第二平衡軸、第二驅(qū)動齒輪和第二偏心重塊；第二驅(qū)動齒輪裝配在第二平衡軸上，且第二驅(qū)動齒輪與第二平衡軸過渡配合；第二偏心重塊固定裝配在第二平衡軸上；
[0010]第一平衡軸和第二平衡軸平行，且第一平衡軸和第二平衡軸沿發(fā)動機氣缸中心線對稱布置；發(fā)動機曲軸齒輪與第一驅(qū)動齒輪哨合，平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪哨合；第一驅(qū)動齒輪與發(fā)動機曲軸齒輪傳動比為2:1,平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪傳動比為1:1 ;在第一平衡軸組件和第二平衡軸組件上分別加工有第一偏心重塊和第二偏心重塊的裝配標記，實現(xiàn)第一平衡軸組件和第二平衡軸組件同步旋轉(zhuǎn)時，第一偏心重塊和第二偏心重塊方向一致。
[0011]進一步的優(yōu)選方案，所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一平衡軸上設(shè)置有裝配第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪的靠肩；第二平衡軸上設(shè)置有裝配第二驅(qū)動齒輪的靠肩。
[0012]進一步的優(yōu)選方案，所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一驅(qū)動齒輪的凸臺與平衡齒輪的凸臺之間裝配有減震結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的優(yōu)選方案，所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一平衡軸上設(shè)置有進油孔和出油孔；第一驅(qū)動齒輪上還裝配有骨架油封結(jié)構(gòu)，骨架油封結(jié)構(gòu)將第一平衡軸出油孔中油封閉。
[0014]進一步的優(yōu)選方案，所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一驅(qū)動齒輪、第二驅(qū)動齒輪和平衡齒輪材質(zhì)采用改性增強尼龍材料；第一平衡軸和第二平衡軸采用球墨鑄鐵。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明通過使用雙平衡軸，且兩個平衡軸與氣缸中心線呈對稱布置，旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的兩倍，其減震和降噪效果更好，從而延長發(fā)動機使用壽命，提升駕乘者的舒適度。此外，曲軸和平衡軸的傳動、平衡軸之間的傳動都是通過高強度樹脂齒輪實現(xiàn)的，達到了輕量化和低噪音的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:第一平衡軸組件示意圖；
[0018]圖2:圖1的C-C視圖；
[0019]圖3:圖2的B向視圖；
[0020]圖4:圖1的左視圖；
[0021]圖5:圖1的右視圖；
[0022]其中:1、第一平衡軸；2、平衡齒輪；3、第一驅(qū)動齒輪；4、骨架油封；5、減震件；6、鋼珠。
[0023]圖6:第二平衡軸組件示意圖；
[0024]圖7:圖6的B-B視圖；
[0025]圖8:圖7的A向視圖；
[0026]圖9:圖6的左視圖；
[0027]其中:7、第二驅(qū)動齒輪；8、第二平衡軸。
[0028]圖10:平衡齒輪示意圖；
[0029]圖11:圖10的A剖視圖；
[0030]圖12:圖11的左視圖；
[0031]圖13:第一驅(qū)動齒輪示意圖；
[0032]圖14:圖13的A-A剖視圖；

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明:
[0034]本實施例中的發(fā)動機用平衡軸總成在設(shè)計時，考慮工作方式是:采用兩個平衡軸，相向旋轉(zhuǎn)布置方式，就是兩個平衡軸與氣缸中心線呈對稱布置，旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的2倍，用以平衡發(fā)動機的一階往復(fù)慣性力和二階振動。因此，本實施例中的發(fā)動機用平衡軸總成安裝在曲軸旁，包括第一平衡軸組件和第二平衡軸組件。
[0035]第一平衡軸組件包括第一平衡軸1、第一驅(qū)動齒輪3、平衡齒輪2和第一偏心重塊。第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪裝配在第一平衡軸上，其中第一驅(qū)動齒輪與第一平衡軸過渡配合。第一驅(qū)動齒輪與平衡齒輪通過凸臺配合實現(xiàn)動力傳遞。第一偏心重塊固定裝配在第一平衡軸上。
[0036]第二平衡軸組件包括第二平衡軸8、第二驅(qū)動齒輪7和第二偏心重塊。第二驅(qū)動齒輪裝配在第二平衡軸上，且第二驅(qū)動齒輪與第二平衡軸過渡配合。第二偏心重塊固定裝配在第二平衡軸上。
[0037]第一平衡軸和第二平衡軸平行，且第一平衡軸和第二平衡軸沿發(fā)動機氣缸中心線對稱布置。發(fā)動機曲軸齒輪與第一驅(qū)動齒輪哨合，曲軸旋轉(zhuǎn)時通過第一驅(qū)動齒輪帶動第一平衡軸組件旋轉(zhuǎn)。平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪嚙合；當?shù)谝黄胶廨S組件旋轉(zhuǎn)時，通過平衡齒輪帶動第二驅(qū)動齒輪，使第二平衡軸組件旋轉(zhuǎn)。
[0038]第一驅(qū)動齒輪與發(fā)動機曲軸齒輪傳動比為2:1，平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪傳動比為1:1 ;因此第一平衡軸組件與第二平衡軸組件轉(zhuǎn)速相同，其轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的2倍。
[0039]在平衡軸的選材上考慮到軸的轉(zhuǎn)速高，需要耐磨。另外在旋轉(zhuǎn)時有一定的沖擊力存在，因此要求軸能耐一定的沖擊力，因此選擇的材料為QT450-10球墨鑄鐵。而驅(qū)動齒輪和平衡齒輪采用改性增強尼龍材料，實現(xiàn)曲軸和平衡軸的傳動、平衡軸之間的傳動，達到了輕量化和低噪音的目的
[0040]本實施例中，在第一平衡軸上設(shè)置有裝配第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪的靠肩；第二平衡軸上設(shè)置有裝配第二驅(qū)動齒輪的靠肩。實現(xiàn)驅(qū)動齒輪和平衡齒輪裝配時的準確定位。
[0041]在第一平衡軸上還設(shè)置有進油孔和出油孔，目的在于實現(xiàn)齒輪嚙合過程中的潤滑。第一驅(qū)動齒輪上還裝配有骨架油封結(jié)構(gòu)，目的在于平衡軸I上的出油孔中的油在此處得到封閉。
[0042]本實施例中，第一驅(qū)動齒輪與平衡齒輪通過凸臺配合實現(xiàn)動力傳遞，其中第一驅(qū)動齒輪上設(shè)計有4個凸臺，目的在于第一平衡軸組件旋轉(zhuǎn)時，依靠4個凸臺實現(xiàn)與平衡軸齒輪的同步旋轉(zhuǎn)，而在平衡齒輪上，為與第一驅(qū)動齒輪配合，也設(shè)計有4個凸臺，同時為了降低平衡齒輪與第一驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)過程中的硬性沖擊，在兩個產(chǎn)品的凸臺中間設(shè)計有減震件。
[0043]在第一平衡軸和第二平衡軸上都裝配有偏心重塊，平衡軸總成的偏心重塊主要用于平衡活塞往復(fù)運動產(chǎn)生的不平衡動量的。因此偏心重塊的質(zhì)量計算依據(jù):(I)活塞、活塞銷、活塞環(huán)、組合油環(huán)、活塞銷卡簧、連桿組件運動過程動量的矢量和，與其到產(chǎn)品矢量中心長度的乘積計算值；(2)通過往復(fù)運動的部件質(zhì)量計算二次慣性力，得到平衡率。通過上述計算確定偏心重塊的平衡率在90%至115%之間即滿足設(shè)計要求。
[0044]而為了實現(xiàn)裝配過程中，第一平衡軸組件與第二平衡軸組件之間嚙合時，兩個軸上的偏心重塊方向一致，在設(shè)計時考慮了一定的裝配方向標記，該標記包括偏心重塊中心位置在軸上的標記，齒輪的第一齒與標記凸臺之間的角向關(guān)系要求的標記，如平衡齒輪標記孔位置為4.86° ,而樹脂齒輪I的齒輪標記孔位置為12.86° ,從而確保裝配后滿足偏心重塊方向一致的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:包括第一平衡軸組件和第二平衡軸組件； 第一平衡軸組件包括第一平衡軸、第一驅(qū)動齒輪、平衡齒輪和第一偏心重塊；第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪裝配在第一平衡軸上，其中第一驅(qū)動齒輪與第一平衡軸過渡配合；第一驅(qū)動齒輪與平衡齒輪通過凸臺配合實現(xiàn)動力傳遞；第一偏心重塊固定裝配在第一平衡軸上； 第二平衡軸組件包括第二平衡軸、第二驅(qū)動齒輪和第二偏心重塊；第二驅(qū)動齒輪裝配在第二平衡軸上，且第二驅(qū)動齒輪與第二平衡軸過渡配合；第二偏心重塊固定裝配在第二平衡軸上； 第一平衡軸和第二平衡軸平行，且第一平衡軸和第二平衡軸沿發(fā)動機氣缸中心線對稱布置；發(fā)動機曲軸齒輪與第一驅(qū)動齒輪嚙合，平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪嚙合；第一驅(qū)動齒輪與發(fā)動機曲軸齒輪傳動比為2:1，平衡齒輪與第二驅(qū)動齒輪傳動比為1:1 ;在第一平衡軸組件和第二平衡軸組件上分別加工有第一偏心重塊和第二偏心重塊的裝配標記，實現(xiàn)第一平衡軸組件和第二平衡軸組件同步旋轉(zhuǎn)時，第一偏心重塊和第二偏心重塊方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一平衡軸上設(shè)置有裝配第一驅(qū)動齒輪和平衡齒輪的靠肩；第二平衡軸上設(shè)置有裝配第二驅(qū)動齒輪的靠肩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一驅(qū)動齒輪的凸臺與平衡齒輪的凸臺之間裝配有減震結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一平衡軸上設(shè)置有進油孔和出油孔；第一驅(qū)動齒輪上還裝配有骨架油封結(jié)構(gòu)，骨架油封結(jié)構(gòu)將第一平衡軸出油孔中油封閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)動機用平衡軸總成，其特征在于:第一驅(qū)動齒輪、第二驅(qū)動齒輪和平衡齒輪材質(zhì)采用改性增強尼龍材料；第一平衡軸和第二平衡軸采用球墨鑄鐵。
【文檔編號】F16F15/26GK104265833SQ201410493720
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】薛樹青, 趙小薇, 趙紅華, 韋亮亮, 孫峰 申請人:陜西航空電氣有限責(zé)任公司, 陜西秦航機電有限責(zé)任公司