CN102414475B - 内燃机的质量平衡机构 - Google Patents

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Abstract

设置一种质量平衡机构，用于对内燃机的惯性力和/或惯性矩加以平衡。所述质量平衡机构包括的不平衡轴(4)，不平衡轴带有用于产生不平衡的轴部段(6、7)、两个外部轴颈(9、10)、以及至少一个将所述轴部段中的两个轴部段连接起来的内部轴颈(5)，所述不平衡轴在所述轴颈上能转动地支承在内燃机的配属的支承部位(2、1、3)中。在此，所述内部轴颈相对于两个与其邻接的所述轴部段在径向上回缩，并且与内部的所述支承部位(2)形成径向滑动轴承结构。根据本发明，所述外部轴颈应该与外部的所述支承部位(1、3)分别形成径向滚动轴承结构。

Description

内燃机的质量平衡机构
技术领域
本发明涉及一种质量平衡机构，用于对内燃机的惯性力和/或惯性矩加以平衡。所述质量平衡机构包括不平衡轴，不平衡轴带有用于产生不平衡的轴部段、两个外部轴颈、以及至少一个将所述轴部段中的两个轴部段相连接的内部轴颈，所述不平衡轴在所述轴颈上能转动地支承在内燃机的所配属的支承部位中。在此，所述内部轴颈相对于两个与之邻接的所述轴部段在径向上回缩，并且与内部的所述支承部位形成径向滑动轴承结构。
背景技术
这种质量平衡机构由视作形成类属的EP1304450A2得知。在这里所提出的质量平衡机构用于对四缸直列式机器的二阶自由惯性力加以平衡，并且包括两个以双倍的曲轴转速反向旋转的不平衡轴。这些不平衡轴被四重地支承，并且分别具有两个彼此跟随排列的轴部段，所述轴部段带有用于产生不平衡的、偏心的质心。连接轴部段的内部轴颈的直径明显小于轴部段的包络圆，从而出于装配原因设置在该支承部位上的径向滑动轴承结构的置换通过在摩擦损耗方面更为有利的、带有未分部分的轴承圈的径向滚动轴承结构是不可行的（在任何情况下在这里都可以使用带有分部分的外圈的滚动轴承，但是在该滚动轴承中，由于在外部滚道上不可避免的等级形成而要担心会有功能限制和使用寿命限制）。每个不平衡轴的另外三个轴颈也在径向上滑动支承在配属的支承部位中。
由EP0243683A1得知带有被三重地而且在这种情况下完全滚动地得以支承的不平衡轴。但是，其仅带有一个产生不平衡的轴部段的几何毫无问题地允许对未分部分的滚动轴承的装配。这以相同的方式适用于FR2619881A1中所公开的不平衡轴，该不平衡轴在驱动侧的端部区段上相对照地以滑动支承来代替滚动支承。
发明内容
本发明所基于的任务是，以如下方式改进开头所提及类型的质量平衡机构，即，在不平衡轴的毫无问题的可装配性不改变的情况下，尽可能地降低质量平衡机构的运行摩擦损耗。
根据本发明，该任务通过如下方式得以解决，即，外部轴颈与外部的支承部位分别形成径向滚动轴承结构。换句话说，所涉及的是一种如下的质量平衡机构，其带有对不平衡轴的混合式支承件，其中，回缩的内部轴颈仍然在径向上得到滑动支承，而在外部轴颈与配属的支承部位之间设置有对摩擦更为有利的滚动轴承。
在本发明的改进方案中，径向滑动轴承结构应该与不平衡轴的轴向滑动轴承结构相组合，其中，两个轴部段设有用于内部支承部位的轴向端面的轴向推动面。这种制造技术上简单的构造方式使得不平衡轴在其他部位上的轴向支承变得多余，而轴向滑动轴承结构的轴向间隙还能够设定得如此小，使得轴向推动面和各自配属的轴向端面作为用于从径向滑动轴承结构中溢出的液压介质的节流件来起作用。换句话说，支承部位和轴部段的彼此相叠地滑动的轴向面或者彼此很窄地间隔开的轴向面产生通流阻力，所述通流阻力随着来自径向滑动轴承结构的相应地得以界定的液压介质流出而产生。
这样构造的轴向滑动轴承结构的提高的密封作用尤其产生了如下可能性，即：径向滑动轴承结构的径向轴承间隙设定得如此大，即：使得内部轴颈自不平衡轴的预先确定的弯曲（Druchbiegung）起，才参与对不平衡轴的径向支承。在不平衡轴的低转速范围中，轴承负载呈现为很低，从而在那里用于对不平衡轴稳定支承的内部轴颈是无关紧要的。由于偏心的质量分布，不平衡轴的指向不平衡方向的弯曲随着其转速而增加，从而内部轴颈也有效地负责对不平衡轴进行稳定支承。这种考虑到不平衡轴的转速的构造方式首要地促使：在不平衡轴转速很低的情况下，径向滑动轴承结构的相对高的摩擦损耗能够保持得可以忽略地小。
在这种径向滑动轴承结构内的与不平衡轴依赖转速的弯曲相匹配的、连续的接触力构建方面，内部轴颈应该具有与不平衡轴的旋转轴线平行的并且在不平衡的方向上错开地分布的中轴线。
在结构上优选的构造方式中，不平衡轴应该作为锻造件而制造，并且径向滚动轴承结构各自包括无内圈的滚针轴承，其中，所述不平衡轴的外部轴颈各自充当用于滚针的内滚道。滚动轴承相对于滑动轴承的径向空间结构额外需求可以一方面通过放弃内圈，另一方面通过使用具有小直径的滚针而被降至最小值。这尤其在滚针轴承此外还低成本地构成为如下滚针套筒时适用，所述滚针套筒具有：非切削地制成的薄壁式外圈、保持架以及在保持架中引导的滚针。
但是，作为无内圈的滚针轴承的备选方案，径向滚动轴承结构可以各自构成为带有内圈的滚针轴承。这种结构上的构造方式可以要求：不平衡轴不作为锻造件制成，而是作为有待更简单地加工的而且低成本的铸件制成，并且轴颈不具有对于滚动轴承滚道来说是所必需的材料特性。
附图说明
本发明的其他特征和构造方式由下面的描述和附图得知，在附图中，简化示出本发明的实施例。该唯一的附图以透视纵剖面示出不平衡轴的支承布置方案。
具体实施方式
附图示出质量平衡机构的对理解本发明来说重要的概要图，所述质量平衡机构用于对四缸直列式机器的二阶自由惯性力加以平衡。所示的是内燃机内两个以双倍的曲轴转速反向旋转的不平衡轴中的一个不平衡轴以及该不平衡轴的支承件，其中，对于驱动不平衡轴所需要的加装部件—例如像皮带轮和齿轮，出于简化示出的目的而未示出。
在内燃机的支承部位1、2和3中得到三重地支承的不平衡轴4具有两个通过内部轴颈5连接起来的轴部段6和7，所述轴部段6和7以各自相对于不平衡轴4的旋转轴8偏心地分布的而且在径向上相同地取向的质心产生了不平衡。内部轴颈5的直径明显小于两个与该内部轴颈5邻接的轴部段6、7的包络圆，并且因此相对于这两个轴部段6、7在径向上明显回缩。带有未分部分的轴承圈的滚动轴承显然不能装配在该部位上，因此内部轴颈5与内部的支承部位2形成液力的径向滑动轴承结构。
与之相对照地，两个外部的支承部位1、3与锻造而成的不平衡轴4的所配属的外部轴颈9、10形成对摩擦有利的径向滚动轴承结构。所述径向滚动轴承结构包括无内圈的滚针轴承11，所述滚针轴承11能够毫无问题地装配在不平衡轴4上，并且所述滚针轴承11的滚针12直接在构成为内滚道的外部轴颈9、10上滚动。滚针轴承11中的每个滚针轴承都构成为所谓的滚针套筒，其具有：非切削制成的薄壁式外圈13、保持架14、以及在保持架14中引导的滚针12。
内部轴颈5上的径向滑动轴承结构具有相对于常见的实施方式明显更大的径向轴承间隙。所述径向轴承间隙设定得如此大，即：使得内部轴颈5自不平衡轴4预先确定的弯曲起，才参与对所述不平衡轴4的径向支承。如前面所阐述的那样，不平衡轴4的弯曲以不平衡度为条件（unwuchtbedingt）地随着其转速而增加，从而在低于预先确定的临界转速的情况下，仅在外部轴颈9、10上的两个径向滚动轴承结构有助于对不平衡轴4的径向支承。如夸张示出的那样，内部轴颈5的中轴线15以与旋转轴线8平行并且在不平衡的方向上错开的方式分布，以便在径向滑动轴承内产生连续的接触力构建。
用于对从很明显带有间隙的径向滑动轴承结构中溢出的液压介质体积流量加以界定的是在轴向间隙尺寸设定方面经适配的轴向滑动轴承结构，所述轴向滑动轴承结构与径向滑动轴承结构组合。所述轴向滑动轴承结构通过内部支承部位2的轴向端面16、17和两个轴向区段6、7上的轴向推动面18、19来形成，其中，轴向推动面18、19以相对于常见实施方式明显更小的轴向间隙包围轴向端面16、17。视不平衡轴4的轴向相对位置（不平衡轴在质量平衡机构的运行中相对于内部支承部位2占据该轴向相对位置）而定，一个或多个相应窄的轴向间隙促使：轴向滑动轴承对于从径向滑动轴承结构中溢出的液压介质产生节流阻力。
附图标记列表
1    外部的支承部位
2    内部的支承部位
3    外部的支承部位
4    不平衡轴
5    内部轴颈
6    轴部段
7    轴部段
8    不平衡轴的旋转轴线
9    外部轴颈
10   外部轴颈
11   滚针轴承
12   滚针
13   外圈
14   保持架
15   内部轴颈的中轴线
16   内部支承部位的轴向端面
17   内部支承部位的轴向端面
18   轴向推动面
19   轴向推动面

Claims (7)

1.质量平衡机构，用于对内燃机的惯性力和/或惯性矩加以平衡，所述质量平衡机构包括不平衡轴（4），所述不平衡轴带有用于产生不平衡的轴部段（6、7）、两个外部轴颈（9、10）、以及至少一个将所述轴部段（6、7）中的两个轴部段连接起来的内部轴颈（5），所述不平衡轴（4）在所述轴颈（5、9、10）上能转动地支承在所述内燃机的所配属的支承部位（2、1、3）中，其中，所述内部轴颈（5）相对于两个与所述内部轴颈（5）相邻接的所述轴部段（6、7）在径向上回缩，并且与内部的所述支承部位（2）形成径向滑动轴承结构，其特征在于，所述外部轴颈（9、10）与外部的所述支承部位（1、3）分别形成径向滚动轴承结构，
所述径向滑动轴承结构的径向轴承间隙设定得较大，使得所述内部轴颈（5）自所述不平衡轴（4）预先确定的弯曲起，才参与对所述不平衡轴（4）的径向支承。
2.根据权利要求1所述的质量平衡机构，其特征在于，所述径向滑动轴承结构与所述不平衡轴（4）的轴向滑动轴承结构组合，其中，两个所述轴部段（6、7）设有用于内部的所述支承部位（2）的轴向端面（16、17）的轴向推动面（18、19）。
3.根据权利要求2所述的质量平衡机构，其特征在于，所述轴向滑动轴承结构的轴向间隙设定得较小，使得所述轴向推动面（18、19）和各自所配属的所述轴向端面（16、17）作为用于从所述径向滑动轴承结构中溢出的液压介质的节流件来起作用。
4.根据权利要求1所述的质量平衡机构，其特征在于，所述内部轴颈（5）具有与所述不平衡轴（4）的旋转轴线（8）平行的而且在不平衡的方向上错开地分布的中轴线（15）。
5.根据权利要求1所述的质量平衡机构，其特征在于，所述径向滚动轴承结构各自包括无内圈的滚针轴承（11），其中，作为锻造件制成的所述不平衡轴（4）的所述外部轴颈（9、10）各自用作滚针（12）所用的内滚道。
6.根据权利要求5所述的质量平衡机构，其特征在于，所述滚针轴承（11）构成为滚针套筒，所述滚针套筒具有：非切削制成的薄壁式外圈（13）、保持架（14）以及在所述保持架（14）中引导的所述滚针（12）。
7.根据权利要求1所述的质量平衡机构，其特征在于，所述径向滚动轴承结构各自包括滚针轴承（11），其中，作为铸件制成的所述不平衡轴（4）的所述外部轴颈（9、10）各自设有内圈，所述内圈用作所述滚针（12）所用的内滚道。
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Granted publication date: 20131120

Termination date: 20160427