CN103362940B - 用于曲轴的曲柄组件及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于曲轴的曲柄组件及具有其的发动机。所述用于曲轴的曲柄组件包括曲柄；平衡重，所述平衡重设在所述曲柄上；平衡率可变组件，所述平衡率可变组件包括：重量块，所述重量块设在所述平衡重内；导向件，所述导向件穿设所述重量块且所述导向件的两端固定在所述曲柄上；以及弹性件，所述弹性件套在所述导向件上且弹性地抵压所述重量块，所述重量块在所述曲轴旋转时适于沿所述导向件的轴向移动以压缩所述弹性件。根据本发明实施例的用于曲轴的曲柄组件，通过设置所述平衡率可变组件，使所述曲轴在不同转速下得到不同的曲轴平衡率，从而使曲轴在低速旋转时润滑好，在高速旋转时振动小、噪声小。

Description

用于曲轴的曲柄组件及具有其的发动机

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种用于曲轴的曲柄组件，还涉及一种具有该用于曲轴的曲柄组件的发动机。

背景技术

现有曲轴的曲轴平衡率不可改变，在发动机低速运行时，过大的曲轴平衡率使轴承负荷变大，造成润滑不良，曲轴的轴颈磨损加剧。在发动机高转速运行时，曲轴平衡率不足使发动机的纵向振动减小到驾驶员能感觉到舒适的程度。因此，现有的发动机存在低速润滑不好，高速振动大的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种平衡率可变的用于曲轴的曲柄组件，所述用于曲轴的曲柄组件通过设置所述平衡率可变组件，使所述曲轴在不同转速下得到不同的曲轴平衡率，从而使曲轴在低速旋转时润滑好，在高速旋转时振动小、噪声小。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述用于曲轴的曲柄组件的发动机。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种用于曲轴的曲柄组件。所述用于曲轴的曲柄组件包括：曲柄；平衡重，所述平衡重设在所述曲柄上；平衡率可变组件，所述平衡率可变组件包括：重量块，所述重量块设在所述平衡重内；导向件，所述导向件穿设所述重量块且所述导向件的两端固定在所述曲柄上；以及弹性件，所述弹性件套在所述导向件上且弹性地抵压所述重量块，所述重量块在所述曲轴旋转时适于沿所述导向件的轴向移动以压缩所述弹性件。

根据本发明实施例的用于曲轴的曲柄组件，通过在所述平衡重内设置所述重量块，并使所述重量块在所述弹性件以及离心力的共同作用下沿所述导向件移动，从而使所述曲轴在不同转速下得到不同的曲轴平衡率。所述曲轴低速旋转时（发动机低速运行时），曲轴平衡率减小,轴承负荷较小，所述曲轴的轴颈润滑较好，减少了所述曲轴的轴颈的磨损；所述曲轴高速旋转时（发动机高速运行时），曲轴平衡率增大,所述曲轴的振动小、噪声小。

另外，根据本发明上述实施例的用于曲轴的曲柄组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述平衡重内形成有一侧敞开的容纳腔，所述重量块设在所述容纳腔内。这样，既方便所述平衡率可变组件的安装，又可以使用于曲轴的曲柄组件的结构简单，制造成本低。

根据本发明的一个实施例，所述导向件为双头螺柱，所述容纳腔的两个彼此相对的侧壁上分别形成有与所述双头螺柱的两端头配合的螺纹孔。这样会使所述导向件的安装更容易，所述平衡率可变组件的安装效率更高。

可选地，所述导向件和所述弹性件均为多个且分别一一对应。

进一步地，所述用于曲轴的曲柄组件还包括：防撞件，所述防撞件设在重量块与所述容纳腔之间用于保护所述重量块。

可选地，所述防撞件为橡胶垫。

优选地，所述用于曲轴的曲柄组件还包括：防护盖，所述防护盖封闭所述容纳腔，由此可以防止大量机油进入所述容纳腔内，从而减小所述重量块的移动阻力以及曲轴平衡率的控制难度。此外，所述防护盖还可以防止所述平衡率可变组件的零部件（例如所述重量块）失效后飞出所述容纳腔，从而增加了曲柄组件的安全性能。

可选地，弹性件为弹簧。

根据本发明的一个实施例，所述平衡重上设置有与所述容纳腔相通的润滑油通道。这样可以使少量机油进出所述容纳腔，从而不仅可以对所述导向件进行润滑，使所述重量块沿所述导向件的移动更顺畅，而且可以使进入所述容纳腔内的机油的量在可控范围。

根据本发明第二方面的实施例提出一种发动机。所述发动机包括曲轴，所述曲轴包括根据本发明第一方面所述的曲柄组件。根据本发明实施例的发动机通过设置上述曲柄组件，使得发动机低速运行时润滑更好，发动机高速运行时振动更小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的曲轴的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的用于曲轴的曲柄组件的一个视角的局部结构示意图；

图3是根据本发明实施例的有防护盖的曲柄组件的局部结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1-图3描述根据本发明实施例的用于曲轴1的曲柄组件10。如图1-图3所示，根据本发明实施例的用于曲轴1的曲柄组件10包括曲柄100、平衡重200和平衡率可变组件300。曲轴是发动机的重要组成部分，平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力和离心力矩。根据本发明一个实施例的曲轴组件10特别适用于具有三缸的发动机中，即根据本发明一个实施例的柄组件10优选为用于具有三缸发动机中曲轴的曲柄组件。

平衡重200设在曲柄100上。平衡率可变组件300包括重量块310、导向件320和弹性件330。重量块310设在平衡重200内，导向件320穿设重量块310，且导向件320的两端固定在曲柄100上。弹性件330套在导向件320上且弹性地抵压重量块310，重量块310在曲轴1旋转时适于沿导向件320的轴向移动以压缩弹性件330。

换言之，重量块310上设有导向孔，导向件320穿过导向孔，两端固定在曲柄100上。弹性件330安装时就具有一定的预紧力，曲轴1旋转时弹性件330一直处于被压缩状态。弹性件330套设在导向件320的外面，弹性件330的一端弹性地抵压在重量块310上，弹性件330的另一端弹性地抵压在平衡重200上。

当曲轴1旋转速度提高时，重量块310受到的离心力增加，重量块310的转动惯量增加。重量块310压缩弹性件330储存弹性势能。同时重量块310沿导向件320的轴向向远离曲轴1的旋转轴线的方向移动，由此曲轴平衡率增加。

当曲轴1旋转速度降低时，重量块310受到的离心力减小，重量块310的转动惯量减小。弹性件330储存的弹性势能释放。重量块310受到的弹性力克服重量块310受到的离心力。重量块310沿导向件320的轴向向靠近曲轴1的旋转轴线的方向移动，由此曲轴平衡率减小。

其中，曲轴平衡率=平衡重的不平衡量/曲轴（不带平衡重）的不平衡量。因曲轴平衡率的计算方式在本领域为本领域技术人员熟知，在此不再详细介绍。

根据本发明实施例的用于曲轴1的曲柄组件10，通过在平衡重200内设置重量块310，并使重量块310在弹性件330以及离心力的共同作用下沿导向件320移动，从而使曲轴1在不同转速下得到不同的曲轴平衡率。曲轴1低速旋转时（发动机低速运行时），曲轴平衡率减小,轴承负荷较小，曲轴1的轴颈润滑较好，减少了曲轴1的轴颈的磨损；曲轴1高速旋转时（发动机高速运行时），曲轴平衡率增大,曲轴1的振动小、噪声小。

可选地，弹性件330可以为弹簧。

在本发明的一个实施例中，平衡重200内可以形成有一侧敞开的容纳腔201，重量块310可以设在容纳腔201内。这样，既方便平衡率可变组件300的安装，又可以使用于曲轴1的曲柄组件10的结构简单，制造成本低。在本发明的一个具体的示例中，平衡重200可以与曲柄100一体铸造成型。铸造曲柄100时，平衡重200的容纳腔201也一起铸造成型。

在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，导向件320可以为双头螺柱，容纳腔201的两个彼此相对的侧壁上可以分别形成有与双头螺柱的两端头配合的螺纹孔。也就是说，导向件320可以螺纹连接在曲柄100上。这样会使导向件320的安装更容易，平衡率可变组件300的安装效率更高。

本发明的一个具体的示例中，导向件320可以螺纹连接在平衡重200上。其中，远离曲轴1的旋转轴线一端的容纳腔201的侧壁上的螺纹孔为通孔。平衡率可变组件300组装时，可以先将重量块310放在容纳腔201内，然后把导向件320的一个端头依次旋进通孔内，穿过重量块310上的导向孔，然后固定在靠近曲轴1的旋转轴线一端的容纳腔201的侧壁上的螺纹孔内。导向件320的两端头的螺纹的外径大于导向件320中部的光杆的直径，从而方便导向件320的安装。

有利地，在本发明的一个实施例中，导向件320和弹性件330都可以为多个且分别一一对应。换言之，导向件320的个数与弹性件330的个数相等，一个弹性件330套在一个导向件320上。

优选地，多个导向件320的轴线可以平行于平衡重200的设计轴线，重量块310沿平衡重200的设计轴线对称，以保证重量块310沿导向件320移动时，平衡重200的离心力的方向不发生改变。如图1和图2所示，在本发明的一个具体的示例中，导向件320和弹性件330为两个。两个导向件320沿平衡重200的设计轴线对称设置。

如图2所示，平衡重200的设计轴线为L。多个导向件320的轴线均平行于L。曲轴1的主轴颈20与连杆轴颈30的中心的连线与平衡重200的设计轴线呈一定角度以保证曲轴1的平衡。例如，在三缸发动机中，曲轴1的主轴颈20与连杆轴颈30的中心的连线与平衡重200的设计轴线的夹角为30度或60度。确定平衡重200的设计轴线为本领域技术人员均能掌握的技术，在此不再详细叙述。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，用于曲轴1的曲柄组件10还可以包括防撞件340。防撞件340可以设在重量块310与容纳腔201之间用于保护重量块310。具体地，防撞件340可以设在重量块310与容纳腔201的侧壁之间。更具体地，防撞件340上可以设有孔，导向件320可以穿过该孔与防撞件340固定在一起。防撞件340设在与弹性件330相对的一端，当重量块310沿导向件320的轴向向靠近曲轴1的旋转轴线的方向移动时，防撞件340可以保护重量块310，避免重量块310撞击容纳腔201的侧壁，从而减小噪音，保护平衡重200。

可选地，防撞件340可以为橡胶垫。

优选地，如图3所示，用于曲轴1的曲柄组件10还可以包括防护盖350。防护盖350可以封闭容纳腔201。也就是说，防护盖350可以封闭容纳腔201的敞开一侧。这样可以防止大量机油进入容纳腔201内，从而减小重量块310的移动阻力以及曲轴平衡率的控制难度减小。此外，防护盖350还可以防止平衡率可变组件300的零部件（例如重量块310）失效后飞出容纳腔201，从而增加了曲柄组件10的安全性能。在本发明的一个具体的实施例中，防护盖350可以与平衡重200通过螺栓连接。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，平衡重200上可以设置有与容纳腔201相通的润滑油通道202。这样可以使少量机油进出容纳腔201，从而不仅可以对导向件320进行润滑，使重量块310沿导向件320的移动更顺畅，而且可以使进入容纳腔201内的机油的量在可控范围。另外，润滑油通道202还可以增加曲轴1飞溅润滑的机油量，使飞溅润滑更加可靠。如图3所示，润滑油通道202可以设在容纳腔201的远离曲轴1的旋转轴线方向的侧壁上。

优选地，润滑油通道202的轴线可以平行于平衡重200的设计轴线。

本发明还提供了一种发动机。所述发动机包括曲轴1，曲轴1包括根据本发明上述实施例的曲柄组件10。根据本发明实施例的发动机通过设置上述曲柄组件10，使得发动机低速运行时润滑更好，发动机高速运行时振动更小。

根据本发明实施例的发动机的其它组成部分，例如连杆、曲轴1的主轴颈20和连杆轴颈30的结构以及工作原理对本领域普通技术人员而言都是已知的，在此不再详细叙述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，包括：

曲柄；

平衡重，所述平衡重设在所述曲柄上；

平衡率可变组件，所述平衡率可变组件包括：

重量块，所述重量块设在所述平衡重内，所述平衡重内形成有一侧敞开的容纳腔，所述重量块设在所述容纳腔内，所述平衡重上设置有与所述容纳腔相通的润滑油通道；

导向件，所述导向件穿设所述重量块且所述导向件的两端固定在所述曲柄上；以及

弹性件，所述弹性件套在所述导向件上且弹性地抵压所述重量块，所述重量块在所述曲轴旋转时适于沿所述导向件的轴向移动以压缩所述弹性件。

2.根据权利要求1所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，所述导向件为双头螺柱，所述容纳腔的两个彼此相对的侧壁上分别形成有与所述双头螺柱的两端头配合的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，所述导向件和所述弹性件均为多个且分别一一对应。

4.根据权利要求1所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，还包括：防撞件，所述防撞件设在重量块与所述容纳腔之间用于保护所述重量块。

5.根据权利要求4所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，所述防撞件为橡胶垫。

6.根据权利要求1所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，还包括：防护盖，所述防护盖封闭所述容纳腔。

7.根据权利要求1所述的用于曲轴的曲柄组件，其特征在于，弹性件为弹簧。

8.一种发动机，其特征在于，包括曲轴，所述曲轴包括所述曲柄组件，所述曲柄组件为根据权利要求1-7中任一项所述的曲柄组件。