CN101042171A - 一种摩托车发动机平衡机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摩托车发动机平衡机构，连杆的大头端通过曲柄销安装在左、右曲柄之间，左、右曲柄的柄部具有配重块，该配重块的下方设置有平衡轴，在平衡轴右端轴颈上套装从动齿轮，该从动齿轮与安装在右曲柄上的主动齿轮相啮合；在所述平衡轴的左、右两端分别压装轴承，平衡轴的中部设有平衡块，在平衡轴转动时，平衡块能够从两配重块之间的间隙中通过。本发明在发动机工作时，不仅可以将平衡轴和曲柄连杆产生的旋转惯性力完全平衡，而且还平衡了大部分活塞、连杆等产生的一介往复惯性力，使发动机振动得到根本性改善，从而提高了发动机在摩托车上的输出功率和扭矩。

Description

一种摩托车发动机平衡机构
技术领域
本发明属于摩托车发动机技术领域，具体地说，涉及一种单缸200ml摩托车发动机平衡机构。
背景技术
通用的单缸200ml摩托车发动机均采用过量平衡法。即不采用平衡轴，而是在曲柄上增加质量来平衡往复惯性力，其目的是使构造尽可能简单。但过量平衡法实质是一阶惯性力的转移，即把一阶惯性力部分转移到与之方向垂直的平面内，它的平衡效果远不如单轴和双轴平衡机构。采用过量平衡法，容易造成发动机装在摩托车上振动较大，从而大大降低了骑乘的舒适性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种摩托车发动机平衡机构，以改善200ml摩托车发动机的振动问题。
本发明的技术方案如下：一种摩托车发动机平衡机构，连杆的大头端通过曲柄销安装在左、右曲柄之间，在左曲柄上压装有左曲轴轴承，右曲柄上压装有右曲轴轴承，其关键在于：所述左、右曲柄的柄部具有配重块，该配重块的下方设置有平衡轴，在平衡轴右端轴颈上套装从动齿轮，该从动齿轮与安装在右曲柄上的主动齿轮相啮合；在所述平衡轴的左、右两端分别压装轴承，平衡轴的中部设有平衡块，在平衡轴转动时，平衡块能够从两配重块之间的间隙中通过。所述左、右曲柄上的配重块上部为凸台，下部呈半圆形，该配重块的直径为110-114mm、厚度为17-19mm、上凸台宽度为56-62mm；旋转惯性矩之和为16294-16594g·mm。所述平衡块为与平衡轴成一体的扇形，该平衡块的半径为35-37mm、厚度为13-15mm，旋转惯性矩为3247-3391g·mm。
本发明在左、右曲柄的柄部设置配重块，配重块的下方设置带平衡块的平衡轴，右曲柄上的主动齿轮通过从动齿轮带动平衡轴旋转，平衡块及配重块的参数根据设计计算确定，使发动机工作时，不仅可以将平衡轴和曲柄连杆产生的旋转惯性力完全平衡，而且还平衡了大部分活塞、连杆等产生的一阶往复惯性力，使发动机振动得到根本性改善。
上述从动齿轮的外端面向外侧一体延伸有环形凸台，该环形凸台上套装有副齿轮，且副齿轮能够与主动齿轮啮合；在所述副齿轮与从动齿轮相对面的对应位置开设有至少两对凹槽，该凹槽中安装压缩弹簧，当压缩弹簧处于自由状态时，所述副齿轮与从动齿轮在轴向上错位半齿。在副齿轮和从动齿轮与主动齿轮处于啮合状态时，压缩弹簧被压缩，压缩弹簧的作用力使副齿轮的齿面始终与主动齿轮的齿面贴合，从而使得从动齿轮、副齿轮与主动齿轮之间的啮合侧隙被消除，减小了齿轮高速运转的噪声。
在上述从动齿轮上环形凸台的外圆周开有环槽，该环槽中安装卡圈，所述卡圈与副齿轮之间装有碟形垫圈。碟形垫圈由卡圈限位，始终压在副齿轮上，消除了副齿轮在主动齿轮上的轴向间隙，装卸简单、方便、可靠。
为了防止主动齿轮与右曲柄之间发生相对转动，上述主动齿轮的齿盘部分通过防转销与右曲柄连接，该防转销的轴心线与所述主动齿轮的轴心线平行。
有益效果：本发明在发动机工作时，不仅可以将平衡轴和曲柄连杆产生的旋转惯性力完全平衡，而且还平衡了大部分活塞、连杆等产生的一阶往复惯性力，使发动机振动得到根本性改善，从而提高了发动机在摩托车上的输出功率和扭矩。本发明还能够有效降低齿轮运行的噪声，具有设计合理、结构简单、性能可靠等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为图1的C-C剖视图。
图4为压缩弹簧处于自由状态时副齿轮与从动齿轮的错齿示意图。
图5为压缩弹簧处于压缩状态时的示意图。
图6为本发明的平衡原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
如图1、图2所示，左、右曲柄2、3对称布置，在左、右曲柄2、3的柄部具有配重块2a、3a，两配重块2a、3a的结构相同，其上部为凸台，下部呈半圆形。本实施例中，配重块的直径为110mm、厚度为17mm、上凸台宽度为56mm；旋转惯性矩之和为16294g·mm。连杆1的大头端通过曲柄销7安装在左、右曲柄2、3之间，在左曲柄2上压装有左曲轴轴承8，右曲柄3上依次压装有主动齿轮4和右曲轴轴承9。主动齿轮4的齿盘部分通过防转销17与右曲柄3连接，以防止主动齿轮4在右曲柄3上转动，该防转销17的轴心线与主动齿轮4的轴心线相平行。
如图1、图3所示，在配重块2a、3a的下方设置有平衡轴6，平衡轴6的轴心线与左、右曲柄2、3的轴心线平行，在平衡轴6的左端压装有轴承10，平衡轴6的右端压装有轴承11，在平衡轴6右端轴颈上套装从动齿轮5，该从动齿轮5与安装在右曲柄3上的主动齿轮4相啮合，在从动齿轮5与平衡轴6之间设置有半圆键12传递扭矩。平衡轴6的中部设有平衡块6a，在平衡轴6转动时，平衡块6a能够从两配重块2a、3a之间的间隙中通过。平衡块6a为与平衡轴6成一体的扇形，本实施例中平衡块6a的半径为35mm、厚度为13mm，旋转惯性矩为3247g·mm。
从图1、图4和图5中可进一步看出，从动齿轮5的外端面朝着轴承11的方向一体延伸形成有环形凸台5a，该环形凸台5a上通过间隙配合安装有副齿轮13，且副齿轮13能够与主动齿轮4啮合。在所述环形凸台5a的外壁开有环槽，该环槽中安装卡圈15，卡圈15与副齿轮13之间装有碟形垫圈16。卡圈15对碟形垫圈16轴向限位，在碟形垫圈16的作用下，副齿轮13与从动齿轮5紧贴。在所述副齿轮13与从动齿轮5相对面的对应位置开有两对凹槽，该凹槽中安装有压缩弹簧14，两根压缩弹簧14在圆周上均匀分布。
如图4所示，当两根压缩弹簧14处于自由状态时，副齿轮13与从动齿轮5在轴向上错位半齿；而当主动齿轮4与从动齿轮5及副齿轮13之间处于啮合传动时，如图5所示，两根压缩弹簧14被压缩，压缩弹簧14的作用力使副齿轮13的齿面始终与主动齿轮4的齿面贴合，从而使得从动齿轮5、副齿轮13与主动齿轮4之间的啮合侧隙被消除，减小了齿轮高速运转的噪声。
实施例2：如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例中，配重块的直径为112mm、厚度为18mm、上凸台宽度为59mm旋转惯性矩之和为16444g·mm；平衡块6a的半径为36mm、厚度为14mm，旋转惯性矩为3319g·mm。本实施例的其余结构与实施例1相同。
实施例3，如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例中，配重块的直径为114mm、厚度为19mm、上凸台宽度为62mm；旋转惯性矩之和为16594g·mm；平衡块6a的半径为37mm、厚度为15mm，旋转惯性矩为3391g·mm。本实施例的其余结构与实施例1相同。
本发明的平衡原理如下：
如图6所示，O1为平衡轴中心，O2为曲轴中心，L为气缸中心线，发动机运行时，平衡轴旋转产生的旋转惯性力F1和曲柄连杆产生的旋转惯性力F2在垂直于气缸中心线方向的分力Fp1和Fp2相互抵消，在平行于气缸中心线方向的分力之和Fn1+Fn2平衡掉大部分一阶往复惯性力Fp，这样发动机的振动得到根本性改善，同时有效提高了发动机在摩托车上的输出功率和扭矩。

Claims (4)

1、一种摩托车发动机平衡机构，连杆(1)的大头端通过曲柄销(7)安装在左、右曲柄(2、3)之间，在左曲柄(2)上压装有左曲轴轴承(8)，右曲柄(3)上压装有右曲轴轴承(9)，其特征在于：
A、所述左、右曲柄(2、3)的柄部具有配重块(2a、3a)，该配重块(2a、3a)的下方设置有平衡轴(6)，在平衡轴(6)右端轴颈上套装从动齿轮(5)，该从动齿轮(5)与安装在右曲柄(3)上的主动齿轮(4)相啮合；在所述平衡轴(6)的左、右两端分别压装轴承(10、11)，平衡轴(6)的中部设有平衡块(6a)，在平衡轴(6)转动时，平衡块(6a)能够从两配重块(2a、3a)之间的间隙中通过；
B、所述左、右曲柄(2、3)上的配重块(2a、3a)上部为凸台，下部呈半圆形，该配重块的直径为110-114mm、厚度为17-19mm、上凸台宽度为56-62mm；旋转惯性矩之和为16294-16594g·mm；
C、所述平衡块(6a)为与平衡轴(6)成一体的扇形，该平衡块(6a)的半径为35-37mm、厚度为13-15mm，旋转惯性矩为3247-3391g·mm。
2、根据权利要求1所述的摩托车发动机平衡机构，其特征在于：所述从动齿轮(5)的外端面向外侧一体延伸有环形凸台(5a)，该环形凸台(5a)上套装有副齿轮(13)，且副齿轮(13)能够与主动齿轮(4)啮合；在所述副齿轮(13)与从动齿轮(5)相对面的对应位置开设有至少两对凹槽，该凹槽中安装压缩弹簧(14)，当压缩弹簧(14)处于自由状态时，所述副齿轮(13)与从动齿轮(5)在轴向上错位半齿。
3、根据权利要求2所述的摩托车发动机平衡机构，其特征在于：在所述从动齿轮(5)上环形凸台(5a)的外圆周开有环槽，该环槽中安装卡圈(15)，所述卡圈(15)与副齿轮(13)之间装有碟形垫圈(16)。
4、根据权利要求1所述的摩托车发动机平衡机构，其特征在于：所述主动齿轮(4)的齿盘部分通过防转销(17)与右曲柄(3)连接，该防转销(17)的轴心线与所述主动齿轮(4)的轴心线平行。
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