CN101922530B - 平衡轴模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具体地是机动车辆的活塞式发动机的平衡轴模块，该平衡轴模块具有一个平衡轴壳体，其中可转动地安装了至少一个平衡轴，并且该平衡轴壳体被提供用于安装在该活塞式发动机的曲轴箱下侧之上或之中，并且该平衡轴模块具有一个油泵，其油泵壳体被紧固到该平衡轴壳体上。若该油泵壳体被安排在该平衡轴壳体的下侧上，则可以获得一种特别紧凑的设计。

Description

平衡轴模块
技术领域
本发明涉及用于尤其是机动车辆的活塞式发动机的一种平衡轴模块，它具有一个平衡轴壳体，其中可转动地支承了至少一个平衡轴并且该平衡轴壳体被提供用于安装在该活塞式发动机的一个曲轴箱的下侧之上或之中，具有一个油泵，其油泵壳体被紧固到该平衡轴壳体上。
本发明还涉及配备有所述类型的平衡轴模块的一种活塞式发动机。
背景技术
US 5,535,643披露了一种平衡轴模块，该平衡轴模块包括一个平衡轴壳体和一个油泵壳体。在该已知模块中，两个平衡轴可转动地安装在平衡轴壳体之中。在此，将平衡轴壳体提供用于安装在相关的活塞式发动机的一个曲轴箱的下侧上。该油泵壳体包含一个油泵并且被紧固到平衡轴壳体上。在该已知的平衡轴模块中，在模块的安装的状态下，第一平衡轴被驱动连接到活塞式发动机的一个曲轴上。第二平衡轴被驱动连接到第一平衡轴上。在此，这两个平衡轴被设置为彼此相邻并且相对于它们的旋转轴线平行。油泵壳体关于第二平衡轴的旋转轴线被轴向地安排在平衡轴壳体上以便将油泵连接到第二平衡轴上用于其驱动。
DE 100 07 660A1披露了另一种平衡轴模块，该平衡轴模块同样包括两个平衡轴和一个油泵。在此，油泵被设计为一个齿轮泵，它的这些齿轮被可转动地安装在平衡轴壳体中，其中还可转动地安装了这两个平衡轴。这导致了一种一体化的设计，然而该设计对于单独维修油泵可以成为一种障碍。
发明内容
本发明牵涉的问题是对在引言中指明类型的一个平衡轴模块以及配备有所述平衡轴模块的一个活塞式发动机限定一种改进的或至少一个不同的实施方案，该实施方案的突出之处具体地在于一种紧凑的设计或安排，并且优选地是通过改进的维护便利性。
所述问题是根据本发明通过用于一个尤其是机动车辆的活塞式发动机的平衡轴模块来解决的，它具有一个平衡轴壳体，其中可转动地支承了至少一个平衡轴并且该平衡轴壳体被提供用于安装在该活塞式发动机的一个曲轴箱的下侧之上或之中，具有一个油泵，其油泵壳体被紧固到该平衡轴壳体上，
其中，该油泵壳体被设置在该平衡轴壳体的下侧上。
下面涉及多个有利的实施方式。
本发明所依据的总体概念是将油泵壳体设置在平衡轴壳体的下侧上，该侧背向活塞式发动机的曲轴箱，而平衡轴模块则有待安装在活塞式发动机的这个曲轴箱上。当拆卸掉油盘时，该油泵壳体是容易地可接近的，这简化了维修。此外，所提出的安排使之有可能使可供使用的安装空间更好地得到利用，从而导致一种用于平衡轴模块的特别紧凑的整体设计。
在一个有利的实施方案中，该油泵可以具有一个驱动轴，该驱动轴在驱动方面与该至少一个平衡轴脱联。该油泵驱动轴在驱动方面与该平衡轴的所述脱联导致了该油泵壳体相对于该平衡轴壳体的安排具有一种更大的自由度。此外，在这一方面，这两个壳体形成了相互独立的单元，它们可以分别地预先组装。此外，以此方式，若该油泵没有直接到对应的平衡轴上的连接，那么这有可能使该油泵更容易地与变化的转速要求相适配。
根据另一个特别有利的实施方案，该油泵的一个驱动轴可以具有一个驱动小齿轮，而该平衡轴同样具有一个驱动小齿轮。这两个驱动小齿轮然后被方便地设置在一个共同的平面中使旋转轴线彼此平行，而无需使这两个驱动小齿轮在此进行接触或啮合。以此方式，这两个驱动小齿轮可以分别地被驱动，例如或者是通过两个分别的驱动链或是通过一个共同的驱动链。在此，在一个共同平面中的安排使之更容易实现一个链驱动来驱动这两个驱动小齿轮。
在另一个有利的实施方案中，该平衡轴壳体可以具有至少一个回油通道，该回油通道在安装的状态下在一个油底壳的方向上形成该曲轴箱的一个回油通道的向下延长。以此方式，一种油引导功能被整合到该平衡轴壳体之中，由此增加了该平衡轴壳体的功能性。总体上，这简化了活塞式发动机的润滑油回路的油引导，因为具体地是可以引导一个回路至少部分地通过该平衡轴壳体。
在另一个有利的实施方案中，该油泵壳体可以具有至少一个回油通道，该回油通道在油底壳的方向上形成平衡轴壳体的回油通道的向下延长。在此同样，由于整合了一个额外的油引导功能，其结果是该油泵壳体的功能性得到增强。在此提出的组合(其中曲轴箱的一个回油管路首先被平衡轴壳体的一个回油管路延长并且随后被油泵壳体的一个回油管路延长)为在该曲轴箱内的回油引导安排提供了更大的自由。
在另一个有利的实施形式中，该平衡轴壳体和/或该油泵壳体的相应的回油通道终止在该活塞式发动机的一个油底壳的油位之下。
在另一个有利的实施形式中，该油泵壳体由该平衡轴壳体的上侧与该平衡轴壳体螺纹连接，而该平衡轴壳体由其下侧与该曲轴箱螺纹连接。
在另一个有利的实施形式中，提供至少一个螺纹连接件，该螺纹连接件由该油泵壳体的下侧穿过该平衡轴壳体将该油泵壳体与该曲轴箱螺纹连接，并且在此将该平衡轴壳体固定在该曲轴箱上。
在另一个有利的实施形式中，该平衡轴壳体具有两个平衡轴轴承，这些平衡轴轴承相对该平衡轴的一个旋转轴线彼此在轴向上分隔开，并且该平衡轴壳体在其上侧在轴向上在这两个平衡轴轴承之间是敞开的。
在另一个有利的实施形式中，该平衡轴在一个由该平衡轴壳体伸出的轴向端处支承了一个平衡重量，容纳该平衡重量的一个罐形封盖被固定在该平衡轴壳体上。
在另一个有利的实施形式中，该封盖在安装的状态下伸入到该活塞式发动机的一个油底壳中并且在该油底壳的油位的上方具有一个开口。
本发明还提出了一种活塞式发动机，尤其是用于机动车辆，具有一个曲轴箱，在其下侧之上或之中安装了上述方案之一所述的一个平衡轴模块。
在另一个有利的实施形式中，该曲轴箱在其下侧具有一个向下开放的空腔，该空腔被一个油引导壳体侧向地包围，并且该空腔被一个油盘封闭，其中该平衡轴模块被完全地设置在所述空腔之内，和/或在该活塞式发动机运行过程中，该平衡轴模块伸入该活塞式发动机的一个油底壳之中，其达到的程度使得该平衡轴的一旋转轴线大致地位于该油底壳的一油位的水平处。
本发明的多个进一步的重要特征以及优点可以从这些有利的改进方案、附图以及基于这些附图的对这些图形的相关说明中得出。
不言自明的是，以上指明的这些特征以及仍有待以下进行解释的特征不仅能够以对应说明的组合的形式来使用、而且还能够以其他组合的形式或单独地使用而不脱离本发明的范围。
附图说明
在这些附图中展示了本发明的多个优选的示例性实施方案并且在以下说明中对它们进行了更详细的解释，其中相同的参考符号是与相同的或相似的或功能上相同的部件相关的。
在附图中，在每种情况下示意性地：
图1示出了在其上安装有平衡轴模块的一台活塞式发动机的曲轴箱的仰视透视图，
图2示出了带有油盘和曲轴的曲轴箱的一个局部截面轴向视图，
图3示出了平衡轴模块的上侧的俯视图，
图4示出了平衡轴模块的下侧的仰视图。
具体实施方式
对应于图1和图2，一台仅部分地展示的活塞式发动机1包括一个曲轴箱2和一个平衡轴模块3，该平衡轴模块被安装在曲轴箱2的下侧4之上或之中。在这一背景中，表述“底部”和“顶部”涉及活塞式发动机1当其例如被用在机动车辆中时的常规安装情况。
在曲轴箱2中，图1和图2仅展示了一个下部5，其下侧4同时形成曲轴箱2的下侧4。一个油引导壳体41安装在曲轴箱2的底部上或下部5的底部上，该油引导壳体侧向地包围一个空腔6。以此方式，曲轴箱2与在其下侧4上的油引导壳体41一起具有所述空腔6。空腔6在向下的方向上是开放的并且在向下的方向上被一个油盘7封闭，该油盘从下方被附接到曲轴箱2的油引导壳体41上。所述空腔6的作用是容纳一个油底壳8。图2中的一条虚线表明了所述油底壳8的一个可能油位9。可以看出，在此处所示出的实施方案中，平衡轴模块3被完全地设置在空腔6之内。在此，平衡轴模块3伸入到活塞式发动机1的油底壳8之中。在本实例中，平衡轴模块3伸入到油底壳8中，其达到的程度为使得一个平衡轴11的旋转轴线10大致地位于油位9的水平处。图2中还表明了活塞式发动机1的一个曲轴12，该曲轴12是可转动地安装在曲轴箱2的上部(在此未示出)之中。
对应于图1至图4，平衡轴模块3包括一个平衡轴壳体13和一个带有油泵壳体15的油泵14。平衡轴11在平衡轴壳体13中被安装成以便围绕其旋转轴线10是可转动的。在本实例中，平衡轴11具有两个平衡重量，具体地为第一(或后部)平衡重量16和第二(或前部)平衡重量17。在此示出的平衡轴11的作用是补偿自由一阶质量力矩，这种一阶质量力矩可以在一台V6发动机中产生。在这种情况下，平衡轴模块3仅要求一个单一的平衡轴11。在其他的发动机类型中，平衡轴模块3还可以配备有两个平衡轴11。
平衡轴壳体13被紧固在曲轴箱2的下侧4之上或之中。在此，平衡轴壳体13被方便地紧固到曲轴箱2的下部5的下侧4上、并且以此方式被安排在曲轴箱2的油引导壳体41之内或空腔6之中。油泵壳体15现在被紧固到平衡轴壳体13上、具体地被紧固到一个下侧18上，该下侧背向曲轴箱2并且它在图4中面向的看图者。在此，平衡轴壳体13的所述下侧18至少从曲轴箱2的下部5或曲轴箱2的下侧4上是背离的。
油泵14具有一个驱动轴19，通过该驱动轴使油泵14可以被驱动。所述驱动轴19在驱动方面与平衡轴11脱联。在此处示出的实施方案中，实现所述脱联的方式为使驱动轴19携带一个驱动小齿轮20，同时平衡轴11具有另一个驱动小齿轮21，它与驱动轴19的驱动小齿轮20间隔开的程度使得这两个驱动小齿轮20、21不会彼此啮合。
驱动轴19和平衡轴11优选地安排为彼此相邻，其方式为使驱动轴19的一条旋转轴线22平行于平衡轴11的旋转轴线10而延伸。此外，这两个驱动小齿轮20、21优选地安排在一个共同的平面中，该共同的平面垂直于这两个旋转轴线10、22而延伸。以此方式，有可能以一种特别简单的方式(相应于图1和图2)使用一条共同的驱动链23来驱动这两个驱动小齿轮20、21。所述驱动链23还围绕曲轴12的一个从动小齿轮24进行缠绕。油泵14和平衡轴11由此被曲轴12通过其从动小齿轮24并通过其驱动链23来驱动。在此，多个张紧和/或引导装置25的作用是张紧和/或引导驱动链23。
对应于图3和图4，平衡轴壳体13可以具有至少一个回油管路26。在本实例中，提供了三个这样的回油管路26。在安装的状态下，平衡轴壳体13的所述回油管路26在每种情况下均形成曲轴箱2的回油管路(在此不可见)的一个延长或曲轴箱2的下部5的一个延长。因为平衡轴壳体13从下面安装在曲轴箱2上或其下部5上，平衡轴壳体13的回油管路26形成了曲轴箱2的所述回油管路的向下延长。以此方式，一个润滑回路的回油管线(它还包括油泵14)至少部分地整合到平衡轴壳体13之中。
对应于图4，油泵壳体15可以配备有至少一个回油管路27。在本实例中，一个这样的回油管路27精确地形成在油泵壳体15之上。所述回油管路27形成平衡轴壳体13的回油管路26的向下延长。在本实例中，油泵壳体15的回油管路27形成了平衡轴壳体13的回油管路26(如图3中右侧所示)的一个延长。以此方式，回油管线的一部分也整合到油泵壳体15之中。在此，平衡轴壳体13的回油管路26和油泵壳体15的回油管路27伸入到油底壳8并且终止在油位9之下。以此方式，回油管线可以减少例如在油底壳8中形成的泡沫。
平衡轴壳体13可以具有用于将润滑油供应给平衡轴11的一个润滑油入口42。当安装了油泵壳体15时，所述润滑油入口42以连通的方式直接连接到活塞式发动机1的一个加压主油道上。油泵14具有安排在油底壳8中的一个吸入侧润滑油入口29。在图4中可以看出一条吸入侧润滑油路径(它从润滑油入口29通向油泵14的泵装置)至少部分地是由平衡轴壳体13的一个壁部30来限定的。这导致了用于油泵壳体15的一种简化的设计。在润滑油入口29处开始的润滑油路径通过压力侧润滑油出口28被延续到活塞式发动机1上。
在图3中，平衡轴壳体13的一个上侧31面向看图者。在安装的状态下，所述上侧31面向曲轴箱2或其下侧4或其下部5。油泵壳体15从平衡轴壳体13的上侧31的方向上螺纹连接到平衡轴壳体13上。相应的螺纹连接在图3中由32表示。在本实例中可以看出准确地说使用了四个螺纹点或螺纹连接32将油泵壳体15紧固到平衡轴壳体13上。平衡轴壳体13本身被螺纹连接到曲轴箱2上或其下部5上。相应的螺纹连接点在图4中由33表示。可以看出在本实例中展示了用于实现螺纹连接33的四个通孔。因此，平衡轴壳体13从其下侧18的方向上被螺纹连接到曲轴箱2的下侧4上。
在图4中还表明两个螺纹连接34，它们从油泵壳体15的一个下侧(未更加详细地示出)的方向上将油泵壳体15螺纹连接到曲轴箱2上。在此，相应的螺纹连接34被引导通过平衡轴壳体13的相应的通孔(在此隐藏)，这样使得平衡轴壳体13通过所述螺纹连接34也同时固定到曲轴箱2上。
平衡轴11借助于两个平衡轴轴承35被安装在平衡轴壳体13上。在此，参考号35仅表示这两个平衡轴轴承的安装位置，而它们本身在图示中是不可见的。这两个平衡轴轴承35相对于平衡轴11的旋转轴线10彼此在轴向上分隔开。根据图3，平衡轴壳体13在轴向的两个平衡轴轴承35之间在其上侧31上具有一个开口36。这允许平衡轴壳体13形成为一个单一件。所述平衡轴壳体13例如可以作为一个压铸部件来产生。图4示出了至少一个润滑油连接37，它被连接到平衡轴轴承35的至少一个润滑点上。在此，一个或多个连接37优选地安排在活塞式发动机1的加压润滑油路的供应线中。所述连接37优选地整体地形成在平衡轴壳体13上。
如以上已经进一步解释的，平衡轴11支承着两个平衡重量16、17。在此，两个平衡重量16、17均被安排在平衡轴壳体13的外侧。因此所述平衡重量在每种情况下是位于平衡轴11的一个端部上，该端部在轴向上延伸到平衡轴壳体13之外。平衡轴壳体13在第一平衡重量16的区域中配备有一个封盖38，该封盖轴向地安装在平衡轴壳体13上，并且该封盖具有一种罐形的设计并且容纳了该第一平衡重量16。所述封盖38配备有一个开口39，该开口可以在图3中看到，并且所述开口39被定位为使得在安装的状态下它位于油底壳8的油位9之上。所述封盖38部分地伸入到油底壳8中并且将该第一平衡重量16在其中转动的空间与油底壳8的油分隔开。以此方式，可以减少通过转动第一平衡重量16而产生的润滑油的泡沫。在此，封盖38中的开口39使渗透到封盖38中的润滑油能够被刮除或排出到油底壳8之中。
平衡轴模块3被方便地安装在曲轴箱2上，其方式为使平衡轴11的和驱动轴19的旋转轴线10、22平行于曲轴12的旋转轴线40而延伸。在本实例中，第二平衡重量17具有比第一平衡重量16明显更小的尺寸。所述第二平衡重量17可以配备有一个外盖(在此未示出)。应当注意第二平衡重量17在背向第一平衡重量16的一侧上被安排在与驱动小齿轮21相邻，这样使得驱动链23在平衡轴壳体13与第二平衡重量17之间延伸。

Claims (16)

1.用于一个活塞式发动机(1)的平衡轴模块，
具有一个平衡轴壳体(13)，其中可转动地支承了至少一个平衡轴(11)并且该平衡轴壳体被提供用于安装在该活塞式发动机(1)的一个曲轴箱(2)的下侧(4)之上或之中，
具有一个油泵(14)，其油泵壳体(15)被紧固到该平衡轴壳体(13)上，
其特征在于，
该油泵壳体(15)被设置在该平衡轴壳体(13)的下侧(18)上。
2.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该油泵(14)具有一个驱动轴(19)，该驱动轴在驱动方面与该平衡轴(11)脱联。
3.根据权利要求1或2所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该油泵(14)的一个驱动轴(19)具有一个驱动小齿轮(20)，
该平衡轴(11)具有一个驱动小齿轮(21)，
这两个驱动小齿轮(20、21)被设置在一个共同的平面中，它们具有彼此平行的旋转轴线(10、22)。
4.根据权利要求3所述的平衡轴模块，
其特征在于，
在安装在该活塞式发动机(1)上的状态下，该活塞式发动机(1)的一个驱动链(23)围绕这两个驱动小齿轮(20、21)并且围绕该活塞式发动机(1)的一曲轴(12)的一个从动小齿轮(24)缠绕。
5.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该平衡轴壳体(13)具有至少一个回油通道(26)，该回油通道在安装的状态下使该曲轴箱(2)的一个回油通道向下延长。
6.根据权利要求5所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该油泵壳体(15)具有至少一个回油通道(27)，该回油通道使该平衡轴壳体(13)的一个回油通道(26)向下延长。
7.根据权利要求5或6所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该平衡轴壳体(13)和/或该油泵壳体(15)的相应的回油通道(26、27)终止在该活塞式发动机(1)的一个油底壳(8)的油位(9)之下。
8.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该油泵壳体(15)由该平衡轴壳体(13)的上侧(31)与该平衡轴壳体(13)螺纹连接，而该平衡轴壳体(13)由其下侧(18)与该曲轴箱(2)螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
提供至少一个螺纹连接件(34)，该螺纹连接件由该油泵壳体(15)的下侧穿过该平衡轴壳体(13)将该油泵壳体(15)与该曲轴箱(2)螺纹连接，并且在此将该平衡轴壳体(13)固定在该曲轴箱(2)上。
10.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该平衡轴壳体(13)具有两个平衡轴轴承(35)，这些平衡轴轴承相对该平衡轴(11)的一个旋转轴线(10)彼此在轴向上分隔开，并且该平衡轴壳体在其上侧(31)在轴向上在这两个平衡轴轴承(35)之间是敞开的。
11.根据权利要求1所述的平衡轴模块，其特征在于，
该平衡轴(11)在一个由该平衡轴壳体(13)伸出的轴向端处支承了一个平衡重量(16)，
容纳该平衡重量(16)的一个罐形封盖(38)被固定在该平衡轴壳体(13)上。
12.根据权利要求11所述的平衡轴模块，
其特征在于，
该罐形封盖(38)在安装的状态下伸入到该活塞式发动机(1)的一个油底壳(8)中并且在该油底壳(8)的油位(9)的上方具有一个开口(39)。
13.根据权利要求1所述的平衡轴模块，
其特征在于，
所述平衡轴模块是用于机动车辆的活塞式发动机的平衡轴模块。
14.一种活塞式发动机，具有一个曲轴箱(2)，在其下侧(4)之上或之中安装了根据权利要求1至12之一所述的一个平衡轴模块(3)。
15.根据权利要求14所述的活塞式发动机，
其特征在于，
该曲轴箱(2)在其下侧(4)具有一个向下开放的空腔(6)，该空腔被一个油引导壳体(41)侧向地包围，并且该空腔被一个油盘(7)封闭，其中该平衡轴模块(3)被完全地设置在所述空腔(6)之内，和/或
在该活塞式发动机(1)运行过程中，该平衡轴模块(3)伸入该活塞式发动机(1)的一个油底壳(8)之中，其达到的程度使得该平衡轴(11)的一旋转轴线(10)大致地位于该油底壳(8)的一油位(9)的水平处。
16.根据权利要求14所述的活塞式发动机，
其特征在于，
所述活塞式发动机是用于机动车辆的活塞式发动机。
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