CN104047993A - 用于平面v8发动机的带平衡轴能力的干油底壳回油泵系统 - Google Patents

用于平面v8发动机的带平衡轴能力的干油底壳回油泵系统 Download PDF

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Abstract

一种内燃发动机包括平衡轴组件，其具有安装至气缸缸体的壳体，其中所述壳体支承由曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴。所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。所述一对平衡轴中的第一个在第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并且可在第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的端部处的第一从动齿轮啮合。第一油泵被提供在所述一对平衡轴的第一端部处，并且第二油泵被提供在所述一对平衡轴的第二端部处。油泵的齿轮在所述一对平衡轴之间传递扭矩。

Description

用于平面V8发动机的带平衡轴能力的干油底壳回油泵系统
技术领域
本公开涉及用于平衡发动机横向摇动的带有平衡轴能力的干油底壳回油泵系统。
背景技术
本部分提供与本公开有关的背景信息，其并不一定是现有技术。
汽车发动机通常包含再循环润滑系统。润滑不仅用于在移动部分之间减小摩擦从而减小磨损，而且还用于散热，减小腐蚀，并且在发动机中，用于协助活塞环的密封作用。在许多现代发动机或变速器中，润滑流体被存储在通常包括曲柄箱的最低部分的底盘中。润滑流体由泵供给至移动部件，并通过重力返回至油底壳。除了用作贮存器之外，油底壳还用作冷却器，因为它通常位于交通工具下方的空气流中或与其紧邻。因为移动部分可能由于产生自移动部分与润滑流体之间的高速接触的废阻力而损失可观的能量，许多高性能交通工具采用“干油底壳”系统来用于发动机。干油底壳系统将润滑流体存储在贮槽或贮存器中，其可以随便还用作冷却散热器。已知的干油底壳系统通过第一泵将润滑流体从贮存器输送至待润滑的部分，并且随着该流体聚集在油底壳中，一般通过采用第二泵来从油底壳清除它，所述第二泵将流体返回至贮存器，以便将油底壳维持为基本上是干的。
多种发动机还采用平衡发动机的振动力的平衡系统。一种产生侧向或横向摇动的已知的特定类型的发动机是平面V8发动机。术语“平面”是指曲轴的曲轴销的取向位于同一平面内。平面曲轴构造不同于包括彼此90度错位的曲轴销的双重曲轴构造。平面V8发动机的一个特性是它典型地具有非所需的横向摇动。
发明内容
本部分提供本公开的基本概要，而不是对其整个范围或者所有特征的全面公开。
本申请的公开内容提供一种干油底壳系统，其提供可用于平面曲轴构造或其它发动机构造来平衡侧摇的平衡轴功能。
根据本公开的原理，提供了一种内燃发动机，其包括：包括多个气缸的气缸缸体；设置在多个气缸中的多个活塞；和连接至多个活塞的曲轴。平衡轴组件包括安装至气缸缸体的壳体，其中所述壳体支承由曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴。所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。所述内部偏心质量可包括钨合金或其它非常重的材料，其能以非常紧凑的构造来允许大的惯性矩。所述一对平衡轴中的第一个可在第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并且可在第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的端部处的第一从动齿轮啮合。第一油泵可被提供在所述一对平衡轴的第一端部处，并且第二油泵可被提供在所述一对平衡轴的第二端部处。油泵的齿轮可被采用来在所述一对平衡轴之间传递扭矩。应指出的是：本申请的公开内容特别适用于呈现出侧摇的平面V8发动机，由此平衡轴配置可平衡发动机的横向惯性力。
本公开还提供以下技术方案：
1. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括多个气缸；
多个活塞，其设置在所述多个气缸中；
曲轴，其连接至所述多个活塞；
平衡轴组件，其包括安装至所述气缸缸体的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。
2. 根据技术方案1所述的内燃发动机，其中，所述内部偏心质量包括钨合金。
3. 根据技术方案1所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴中的第一个在第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并在第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的端部处的第一从动齿轮啮合。
4. 根据技术方案1所述的内燃发动机，进一步包括：处于所述一对平衡轴的所述第一端部处的第一油泵和处于所述一对平衡轴的所述第二端部处的第二油泵。
5. 根据技术方案1所述的内燃发动机，其中，所述曲轴是平面曲轴。
6. 根据技术方案5所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴由所述曲轴以所述曲轴的旋转速度的两倍进行驱动。
7. 根据技术方案1所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴被构造成在水平方向上平衡侧摇，并在垂直方向上平衡彼此。
8. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括至少八个气缸；
多个活塞，其设置在所述至少八个气缸中；
平面曲轴，其连接至所述多个活塞；
平衡轴组件，其包括安装在所述气缸缸体下的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。
9. 根据技术方案8所述的内燃发动机，其中，所述内部偏心质量包括钨合金。
10. 根据技术方案8所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴中的第一个在第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并在第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的端部处的第一从动齿轮啮合。
11. 根据技术方案8所述的内燃发动机，进一步包括：处于所述一对平衡轴的所述第一端部处的第一油泵和处于所述一对平衡轴的所述第二端部处的第二油泵。
12. 根据技术方案8所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴由所述曲轴以所述曲轴的旋转速度的两倍进行驱动。
13. 根据技术方案8所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴被构造成在水平方向上平衡侧摇，并在垂直方向上平衡彼此。
14. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括多个气缸；
多个活塞，其设置在所述多个气缸中；
曲轴，其连接至所述多个活塞；
组合的泵和平衡轴组件，其包括：安装至所述气缸缸体的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转；以及处于所述一对平衡轴的第一端部处的第一油泵和处于所述一对平衡轴的第二端部处的第二油泵。
15. 根据技术方案14所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴各自包括具有内部偏心质量的空心管体。
16. 根据技术方案15所述的内燃发动机，其中，所述内部偏心质量包括钨合金。
17. 根据技术方案14所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴中的第一个在所述第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并在所述第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的所述第二端部处的第一从动齿轮啮合。
18. 根据技术方案14所述的内燃发动机，其中，所述曲轴是平面曲轴。
19. 根据技术方案14所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴由所述曲轴以所述曲轴的旋转速度的两倍进行驱动。
20. 根据技术方案14所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴被构造成在水平方向上平衡侧摇，并在垂直方向上平衡彼此。
其它应用领域将从本文提供的描述中变得清楚明了。本发明内容中的描述和具体示例旨在只用于例示的目的，而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图只用于例示所选实施例而不是所有可能的实施方式的目的，并且并非旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的带有平衡轴能力的具有干油底壳回油泵系统的发动机的侧视平面图；
图2是为了例示目的而示出为从发动机卸下的带有平衡轴能力的干回油泵系统的透视图；
图3是根据本公开第一实施例的干油底壳回油泵系统的示意图；
图4是根据本公开第二实施例的干油底壳回油泵系统的示意图；
图5是一对示例性平衡轴的剖视图，其包括力线图，示出了平衡示例性发动机的横向摇动力的平衡轴；并且
图6是类似于图5的力线图，示出了平衡彼此的垂直惯性力的平衡轴。
相应的附图标记在全部附图中表示相应的零部件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
示例性实施例被提供来使得本公开将是公开充分的，并且将向本领域的技术人员全面地传达本公开的范围。众多具体细节被给出，例如具体部件、装置和方法的示例，用以提供对本公开的实施例的充分理解。本领域的技术人员应该清楚的是：并非必须采用这些具体细节，可以用许多不同的形式来体现示例性实施例，并且都不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的工艺、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
本文所使用的术语只用于描述特定示例性实施例的目的，而并非旨在进行限制。如本文中所使用的，“一”、“一个”、“该”等单数形式可以旨在同样包括复数形式，除非上下文另有明确的相反指示。术语“包含”、“含有”、“包括”和“具有”是开放性的，因此表明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文所描述的方法步骤、工艺和操作不应解释为必需以所论述或者示出的特定顺序来执行，除非被特别表明为执行顺序。还应该明白的是：可以采用附加的或者替代的步骤。
当元件或者层被称为在另一元件或者层“上”、或“接合至”、“连接至”或者“联接至”另一元件或者层时，它可以是直接在所述另一元件或者层上、或直接接合、连接或者联接至所述另一元件或者层，或者可以存在中间元件或者层。相反，当元件被称为“直接”在另一元件或者层上、或“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接联接至”另一元件或者层时，可以不存在中间元件或者层。用于描述元件之间的关系的其它词语也应该以相似的方式解释(例如“在...之间”对“直接在...之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或多个的任意和所有组合。
虽然在本文可以使用第一、第二、第三等术语来描述各元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应该被这些术语限制。这些术语可以只用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。当在本文中使用时，比如“第一”、“第二”和其它序数词等术语并不暗示序列或者顺序，除非上下文有明确说明。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段，而不背离示例性实施例的教导。
可以在本文中使用空间上相对的术语，比如“内”、“外”、“下方”、“以下”、“下”、“上方”、“上”等，以便描述如图所示的一个元件或者特征与其它元件或者特征的关系。空间上相对的术语可以旨在包含使用或者操作中的装置的除了图中示出的取向之外的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或者特征“以下”或者“下方”的元件于是将取向为在其它元件或者特征“上方”。因此，示例性的术语“以下”可以包含上方和下方这两个取向。装置可以按其它方式取向(旋转90度或者处于其它取向)，并且本文使用的空间上相对的描述词应被相应地解释。
参考图1，示出了发动机10的一部分，包括气缸缸体12，其具有多个气缸14，且在气缸14的每个中设置有活塞16。曲轴18通过连杆20连接至活塞16中的每个。曲轴18可包括驱动链轮22，其可经由链条26驱动地连接至干油底壳回油泵系统24。干油底壳回油泵系统24被设计成安装至气缸缸体12的底部处于油底盘(未示出)内。
干油底壳回油泵系统24包括壳体30，其包括多个轴承支承区域32，用于可旋转地支承一对平衡轴34A、34B，以在其中旋转。如图2中最佳示出的，这对平衡轴34A、34B中的第一平衡轴34A可包括驱动地与之连接并由驱动链26接合的驱动链轮36。壳体30可包括内部通道，其流体地连接至第一油泵40和第二油泵42，它们设置在平衡轴34A、34B的第一和第二端部处。第一和第二油泵40、42与壳体30内的内部通道连通，以将油供应至副贮存器(未示出)，从所述副贮存器，油可被直接泵送去润滑发动机10的各种部件。
如图3中示出的，第一平衡轴34A由驱动链轮驱动，并且可包括被键锁到轴34A的第一齿轮48，其是前回油泵40的一部分。在第一平衡轴34A的第二端部处，后齿轮50由第一平衡轴34A可旋转地驱动，并且第二后齿轮52被固定地安装至第二平衡轴34B。后齿轮50、52构成后回油泵42。在第二平衡轴34B的前端部处，可提供再一齿轮54来在轴34B上回转，以防止两个齿轮组的结合。自由回转齿轮54可与齿轮48一起形成前回油泵40的一部分。作为一替代方案，如图4中示出的，第一平衡轴34A可连接至逆转机构60，其与安装在第二平衡轴34B上的第二逆转机构62啮合，以便加载两轴34A、34B。前回油泵40’可由第二平衡轴34B驱动，并且后回油泵42’可由第二平衡轴34B的第二端部驱动。
在以上构思的每个中，平衡轴34A、34B可由空心管状体形成，并且可包括处于空心管体内的内部偏心质量，如图5中示出的。内部偏心质量可包括钨合金或其它重型材料，其允许平衡轴34A、34B具有小直径，且由于设置于其中的重型偏心质量而具有高惯性矩。如图5中示出的，平衡轴34A、34B被设计成以发动机曲轴18的速度的两倍进行旋转。发动机曲轴18可为平面类型，其在发动机中生成横向侧摇。平衡轴的设计旨在如图5中示出那样生成惯性力Fi，其均同时地指向相同的侧向方向，使得每个平衡轴34A、34B的组合惯性力FI能平衡相反方向上的侧向惯性力，所述相反方向上的侧向惯性力是如由曲轴和活塞配置生成的，其等于FI的两倍，如图5中示出的。平衡轴34A、34B沿相反方向旋转，使得在一个惯性质量沿上方移动以生成向上的惯性力时，如图6中示出的，另一平衡轴的另一惯性质量沿相反方向移动，使得垂直方向上的力彼此平衡。因此，平衡轴的旋转抵消发动机的侧向惯性力，而不生成附加的垂直力失衡。
前面对实施例的描述是为了例示和描述目的而提供的。其并非旨在穷举或者限制本公开。特定实施例的个体元件或特征通常并不局限于该特定实施例，而是在适当的情况下是可互换的，并且能够在所选实施例中使用，即使没有被具体地示出或者描述。其也可以按多种方式做出变型。这些变型不能视为背离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括于本公开的范围内。

Claims (10)

1. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括多个气缸；
多个活塞，其设置在所述多个气缸中；
曲轴，其连接至所述多个活塞；
平衡轴组件，其包括安装至所述气缸缸体的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。
2. 根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述内部偏心质量包括钨合金。
3. 根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴中的第一个在第一端部处驱动地连接至驱动链轮，并在第二端部处包括第一驱动齿轮，其与处于所述一对平衡轴中的第二个的端部处的第一从动齿轮啮合。
4. 根据权利要求1所述的内燃发动机，进一步包括：处于所述一对平衡轴的所述第一端部处的第一油泵和处于所述一对平衡轴的所述第二端部处的第二油泵。
5. 根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述曲轴是平面曲轴。
6. 根据权利要求5所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴由所述曲轴以所述曲轴的旋转速度的两倍进行驱动。
7. 根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述一对平衡轴被构造成在水平方向上平衡侧摇，并在垂直方向上平衡彼此。
8. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括至少八个气缸；
多个活塞，其设置在所述至少八个气缸中；
平面曲轴，其连接至所述多个活塞；
平衡轴组件，其包括安装在所述气缸缸体下的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转，并且各自包括具有内部偏心质量的空心管体。
9. 根据权利要求8所述的内燃发动机，其中，所述内部偏心质量包括钨合金。
10. 一种内燃发动机，包括：
气缸缸体，其包括多个气缸；
多个活塞，其设置在所述多个气缸中；
曲轴，其连接至所述多个活塞；
组合的泵和平衡轴组件，其包括：安装至所述气缸缸体的壳体，所述壳体支承由所述曲轴可旋转地驱动的一对平衡轴，所述一对平衡轴沿相反方向旋转；以及处于所述一对平衡轴的第一端部处的第一油泵和处于所述一对平衡轴的第二端部处的第二油泵。
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