CN103671704A - 一种三缸发动机平衡轴系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种三缸发动机平衡轴系统，其包括平衡轴和中间轴，平衡轴和中间轴布置在发动机曲轴下侧方，并在机油盘内部；平衡轴和中间轴平行布置，安装在支承框架上，支承框架固定在气缸体底面；中间轴前端有中间轴链轮，中间轴链轮通过链条与安装在曲轴前端的曲轴链轮连接；中间轴后端安装主动齿轮，平衡轴上安装有被动齿轮，两个齿轮啮合；平衡轴两端分别具有前平衡重和后平衡重，前平衡重和后平衡轴重心呈180°布置。本发明将平衡轴布置发动机曲轴下侧方，使发动机结构紧凑；采用链条系统驱动平衡轴，且定轨、张紧器等布置在平衡轴支承框架上，发动机不安装平衡轴系统时改动较小，使发动机配置灵活；在支承框架前端设计有罩盖，解决了平衡轴系统布置在机油盘内容易产生油雾的问题。

Description

一种三缸发动机平衡轴系统

技术领域

本发明涉及一种发动机平衡轴，具体涉及一种用于三缸发动机的采用链传动系统驱动的具有平衡轴支承框架的单轴式平衡轴。

背景技术

随着汽车技术日新月异的发展及人们对汽车舒适性要求越来越高，发动机产生的振动和噪声日益成为急待解决的关键问题。对于四冲程直列三缸汽油机或者柴油机来说，其曲拐呈120°均布的型式，使其具有不平衡的旋转惯性力矩、一阶往复惯性力矩及二阶往复惯性力矩，且呈周期性变化，这样，传递给支承的力也是不断变化的，必然会引起发动机的振动与噪声，加速零部件的磨损，影响发动机的性能和寿命，降低汽车的平顺性和舒适性。因此，对发动机平衡性的研究是当今高舒适性能要求发动机研究的一项重要课题。

     在目前的汽车平衡轴系统方案中，应用于三缸机中的平衡轴系统普遍布置在发动机曲轴侧边，这样的布置会使发动机的宽度增加，同时其支承布置在气缸体上，对支承孔与曲轴孔之间的精度要求较高，增大了气缸体的设计、制造难度。另外，也有一些平衡轴系统布置在气缸体下方，但多集成机油泵等其他零部件，缺乏平衡轴作为选配装置的灵活性。

发明内容

本发明提供一种三缸发动机平衡轴系统，以解决现有四冲程直列三缸汽油机或者柴油机平衡轴系统结构不紧凑、增大气缸体设计、制造难度、配置灵活性差的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而采用如下的技术方案：

    一种三缸发动机平衡轴系统，其包括平衡轴和中间轴，所述平衡轴和中间轴布置在发动机曲轴下侧方，并在机油盘内部；平衡轴和中间轴平行布置，安装在支承框架上，支承框架固定在气缸体底面；所述中间轴前端有中间轴链轮，中间轴链轮通过链条与安装在曲轴前端的曲轴链轮连接；中间轴后端安装主动齿轮，平衡轴上安装有被动齿轮，两个齿轮啮合；平衡轴两端分别具有前平衡重和后平衡重，前平衡重和后平衡轴重心呈180°布置。

本发明由曲轴链轮、中间轴链轮、链条、链条张紧器和链条定轨共同组成链条系统，通过此链条系统带动中间轴旋转，中间轴和主动齿轮带动平衡轴上的被动齿轮，最终实现平衡轴与曲轴的同速反向旋转。

为了降低链轮和齿轮在高速旋转时带来的油，在支承框架上与平衡轴的前端位置相对的地方安装有罩盖。

所述的平衡轴和中间轴与支承框架间采用滑动轴承，用来产生机油膜，降低轴颈磨损。

在支承框架上设计有专门的油道，与气缸体主油道相接，机油从气缸体主油道中通过压力被压入到支承框架的油道中，油道分为两路，第一路通达平衡轴轴颈表面和中间轴轴颈表面，第二路到达链条张紧器，可以满足液压张紧器的需求，如果采用机械张紧器，只需将第二路油道用钢珠或者堵塞封堵即可。

所述的平衡轴采用中空结构，可以降低重量，两端的前平衡重和后平衡重呈半圆形状，这样可以在旋转时产生旋转力矩以抵消发动机本身产生的不平衡轴惯性力矩。

所述的平衡轴由链条系统进行驱动，当曲轴旋转时，曲轴链轮通过链条带动中间轴链轮，中间轴齿轮和中间轴链轮同轴旋转，通过与平衡轴齿轮的啮合，将曲轴的旋转运动传递到平衡轴。以上传动通过合理设置传动比，使得平衡轴与曲轴同速反向旋转，从而达到降低或者消除发动机不平衡轴的旋转力矩的目的。链条通过布置在支承框架上的定轨和张紧器进行张紧，由于张紧器的时时张紧作用，不仅可以保证平衡轴的平稳旋转，还可以降低平衡轴系统的安装精度要求，从而使气缸体设计简单、制造工艺性好、成本降低。由于平衡轴链条驱动系统除曲轴链轮外均布置在支承框架上，当发动机配置不需要平衡轴时，只需安装曲轴链轮或者换装另一等长套筒，同时将主油道通往支承框架的油道用钢珠或者堵塞封堵即可，气缸体及曲轴等零部件均可保持不变，使发动机配置灵活。

所述的平衡轴系统布置在气缸体下侧方、机油盘内部，结构紧凑，降低了发动机的整机尺寸，但部分运动件浸入到机油中，在发动机运行时，运动件旋转会不可避免的对机油有搅动作用，产生过量的油雾，本发明设计有专门的罩盖，将这些运动件遮挡住，仅保留使其足够润滑的较小的空间，可以有效防止油雾的产生。

     本发明的积极效果是，平衡轴布置发动机曲轴下侧方，使发动机结构紧凑，简化了气缸体的设计、制造；平衡轴采用压力润滑，大大降低轴承、轴颈磨损；采用链条系统驱动平衡轴，且定轨、张紧器等布置在平衡轴支承框架上，发动机不安装平衡轴系统时改动较小，使发动机配置灵活；在支承框架前端设计有罩盖，解决了平衡轴系统布置在机油盘内容易产生油雾的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明驱动系统结构示意图；

图中各标号为：1.平衡轴  2.平衡轴齿轮  3.前平衡重  4.中间轴  5.中间轴链轮  6.中间轴齿轮  7.链条  8.曲轴链轮  9.滑动轴承  10.后平衡重  11.罩盖  12.支承框架  13.链条定轨  14.支承框架螺栓安装孔  15.油道入口  16.链条张紧器。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括布置在发动机曲轴下侧方、机油盘内部的平衡轴1和中间轴4，平衡轴1上设置有前平衡重3、后平衡重10和平衡轴齿轮2（即被动齿轮），中间轴4上设置有中间轴链轮5和中间轴齿轮6（即主动齿轮）。曲轴链轮8通过半圆键固定在曲轴上，平衡轴1和中间轴4平行布置并安装在支承框架12上，平衡轴1的轴颈和支承框架12间具有降低摩擦的滑动轴承9。支承框架12上具有5个螺栓安装孔14，通过螺栓固定在气缸体底面，支承框架12上具有专门的油道，从气缸体出来经过加压了的机油从油道入口15进入支承框架12，到达平衡轴1和链条张紧器16。链条定轨13和张紧器16安装在支承框架12上，在支承框架12上与平衡轴的前端位置相对的地方设置有防止产生过多油雾的罩盖11。

具体运动传动方式是：发动机运转时，由曲轴带动曲轴链轮8旋转，曲轴链轮8通过链条7带动中间轴4上的中间轴链轮5旋转，中间轴齿轮6与中间轴链轮5同轴旋转，通过与平衡轴齿轮2的啮合带动平衡轴1旋转，通过合理设计传动比，使其与曲轴旋转速度相同，旋转方向相反。

所述的防止产生过多油雾的罩盖11通过四颗螺栓与支承框架12进行连接，形成一敞口的局部封闭空间，里面存有一定量的机油，既可以保证中间轴链轮4、中间轴齿轮6、平衡轴齿轮2的润滑，又可以防止运动件旋转时搅动机油，产生过多油雾。

Claims (7)

1.一种三缸发动机平衡轴系统，其包括平衡轴、中间轴、中间轴链轮、曲轴链轮、链条、链条定轨和张紧器，其特征在于：所述平衡轴和中间轴布置在发动机曲轴下侧方，并在机油盘内部；平衡轴和中间轴平行布置，安装在支承框架上，支承框架固定在气缸体底面；所述中间轴前端有中间轴链轮，中间轴链轮通过链条与安装在曲轴前端的曲轴链轮连接；中间轴后端安装主动齿轮，平衡轴上安装有被动齿轮，两个齿轮啮合；平衡轴两端分别具有前平衡重和后平衡重，前平衡重和后平衡轴重心呈180°布置。

2.根据权利要求1所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：在所述支承框架上与平衡轴的前端位置相对的地方安装有罩盖。

3.根据权利要求1或2所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：所述的平衡轴与支承框架间设置滑动轴承。

4.根据权利要求1或2所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：所述支承框架上设计有油道，与气缸体主油道相接，油道分为两路，第一路通达平衡轴轴颈表面和中间轴轴颈表面，第二路通达链条张紧器。

5.根据权利要求1或2所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：所述平衡轴为中空结构。

6.根据权利要求1或2所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：所述支承框架通过螺栓固定在气缸体底面。

7.根据权利要求1或2所述的三缸发动机平衡轴系统，其特征在于：所述定轨和张紧器布置在支承框架上，设置于链条侧边。