CN1063839C - 交变转矩的平衡装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于平衡诸如汽车上的交变转矩的装置，该汽车上带有内燃机(1)及一个与之法兰连接的变速箱(2)，在一个受曲轴(8)驱动的辅助轴(13)上支撑有一个换档离合器(22)及一个作为平衡质量(17)的飞轮(21)和起动器齿圈(25)。在考虑曲轴8与辅助轴13之间存在的换算系数的倒数的前提下，可使平衡质量(17)及换档离合器(22)的惯性矩与摆动质量作用在曲轴8上的惯性矩相等。

Description

交变转矩的平衡装置
本发明涉及一种用于平衡活塞式内燃机上的交变转矩的装置，其上带有一个安装在一曲轴箱内的曲轴及一个在该曲轴驱动下向相反方向转动的辅助轴。在该辅助轴上支撑着一个换档离合器，该离合器用于补偿内燃机绕其纵向轴产生的交变转矩。
在DE-37 20 559 A1中公开了一种借助于设置在一个辅助轴上的附加平衡质量来有效地平衡在恒定的中速区内产生的交变转矩的方案。在该方案中，在计算惯性矩时需要考虑曲轴与辅助轴之间的换算系数。
由于这种方案需要增加构件及增加重量，因而在对重量和摩擦效率要求较高和/或内燃机容积较小、如少于四缸的情况下不太适用。
在DE-27 113 403中建议将换档离合器作为平衡质量，用于平衡转速变化时、也即加速时产生的反转扭矩。为此，在换档离合器上与曲轴相对的一侧设置了一个以相同速度转动的中间轴。此外，该中间轴上还支撑有附加的偏心质量并由曲轴箱的一个端面向外延伸。在该延伸部分上，换档离合器刚好设置在中间轴的主动端的后方(沿力的作用方向或扭矩方向看去)，而中间轴的从动端驱动一个变速箱。
本发明的目的在于提供一种用于平衡由燃气或惯性力产生的交变转矩的装置。该装置的总重及构件成本尽可能地小。
本发明的目的是通过如下方案实现的，即这种用于平衡活塞式内燃机上的交变转矩的装置带有一个安装在一曲轴箱内的曲轴及一个由该曲轴驱动向相反方向转动的辅助轴，在该辅助轴上支撑着一个换档离合器，该离合器用于补偿内燃机绕其纵向轴产生的交变转矩，其中，所述辅助轴的转速高于曲轴的转速并在辅助轴上位于其主动端与换档离合器之间支撑有一个旋转对称的平衡质量，
在一个这类装置中，如果辅助轴以高于曲轴的转速转动，并且该辅助轴在其主动端与换档离合器之间支撑一个旋转对称的平衡质量，那么，适当选择曲轴与辅助轴之间的转速关系，就可使交变转矩在很大程度上得到平衡，平衡质量最好由设置在活塞式内燃机上的飞轮或起动器齿圈构成或由二者共同构成。这样，平衡质量就不需要另设构件了，这意味着不需要另外附加质量，因而可保证总重及构件成本不再增加，由于辅助轴的转速高于沿相反方向转动的曲轴的转速，因而限制了平衡质量的重量，其原因是提高的转速可补偿平衡质量的惯性矩小于集中曲轴上的摆动质量的惯性矩所产生的效果，
在另一种实施方案中，通过使辅助轴同轴地驱动变速箱的输入轴以及变速箱直接与内燃机法兰连接，可进一步降低构件成本并使结构紧凑，由于变速箱的转速提高，因而所设计的构件的扭矩可以减小，由此进一步减小了总重，
通过在曲轴的曲柄臂上制出的主动齿轮与辅助轴上的从动齿轮无齿隙地相互啮合，可简单地直接由曲轴驱动辅助轴，
由此，辅助轴可用于驱动内燃机的附加设备，辅助轴的另一端则从曲轴箱的一端面向外延伸并在该延伸端上支撑一个与之相对的主动齿轮，
用辅助轴引入变速箱内的较高转速的减速可由一个设置在变速箱内从动轴侧的减速机构来实现，其中为设有传动系的汽车的从动齿轮配设了差速器或副变速箱。平衡质量的惯性矩与曲轴和辅助轴之间存在的换算系数的倒数的乘积等于设置在曲轴上的摆动质量的惯性矩。
以下将借助于附图进一步描述本发明的一个实施例。其中：
图1一个多缸活塞式内燃机的剖视图，该内燃机上带有一个与之法兰连接的变速箱；
图2图1的侧视图。
一辆汽车(图中未示)的传动系包括一个内燃机1及一个与之法兰连接的变速箱2。在内装有曲轴传动装置的内燃机1的曲轴箱3上设置有一个带有一根凸轮轴5的气缸头4。
曲轴传动装置是由一个曲轴8及连杆10构成的。其中，曲轴上带有曲拐6及曲柄臂7，其通过皮带传动链9驱动凸轮轴5运转。活塞11上的连杆10与曲拐6连接。
在一个气缸上与曲拐6相邻的两曲柄臂7上设置有齿轮12，该齿轮与设置在一个辅助轴13上的被动齿轮14无齿隙地啮合。
辅助轴13沿着内燃机1的纵向延伸，在其伸出内燃机的一端面15的部分16上支撑着一个平衡质量17。辅助轴13的另一端18从变速箱的另一端面19外伸并支撑着一个传动齿轮20，用于驱动未图示的辅助装置。
在所述外伸部分16上安装有一个活塞式内燃机1的飞轮21，该飞轮作为平衡质量17。辅助轴13与变速箱2的输入轴23同轴并驱动该输入轴转动。
变速箱2通过其变速箱壳24直接与曲轴箱3的端面15法兰连接。在该变速箱内还容装有辅助轴13上用于支撑平衡质量17和换档离合器22的部分16。在飞轮21的外周上安装有一个用于增大平衡质量17的起动器齿圈25。在内燃机1启动时，该齿圈与一个起动器26啮合。在变速箱2的输出端有一个变速箱输出轴27。输入轴23借助于一套减速机构驱动该输出轴。
在内燃机工作时，由随时间变化的燃气转矩及由活塞11及连杆10集中于曲轴8上的摆动质量引起的交变转矩将被抵消。设置在辅助轴13上的平衡质量17及换档离合器22的惯性矩与曲轴8和辅助轴13之间存在的换算系数的倒数的乘积等于摆动质量作用在曲轴8上的惯性矩。

Claims (9)

1、一种用于平衡活塞式内燃机上的交变转矩的装置，其上带有一个安装在一曲轴箱内的曲轴及一个由该曲轴驱动向相反方向转动的辅助轴，在该辅助轴上支撑着一个换档离合器，该离合器用于补偿内燃机绕其纵向轴产生的交变转矩，其特征是，
该辅助轴(13)的转速高于曲轴(8)的转速；
在辅助轴(13)上位于其主动端与换档离合器(22)之间支撑有一个旋转对称的平衡质量(17)。
2、如权利要求1所述的装置，其特征是，平衡质量(17)是由内燃机(1)的飞轮(21)构成的。
3、如权利要求2所述的装置，其特征是，辅助轴(13)上的一端(16)至少延伸到曲轴箱(3)的一个端面(15)之外并且在该端(16)上至少设置有换档离合器(22)。
4、如权利要求3所述的装置，其特征是，辅助轴(13)与变速箱(2)的输入轴(23)同轴设置并驱动该轴转动。
5、如权利要求1所述的装置，其特征是，在辅助轴(13)上至少支撑一个被动齿轮(14)，该齿轮与一个设置在曲轴(8)的曲柄臂(7)上的主动齿轮(12)相互啮合。
6、如权利要求3所述的装置，其特征是，辅助轴(13)上的一端(18)由曲轴箱上与其端面(15)相对的另一端面(19)向外延伸，在该端(18)上设置有一个传动齿轮(20)。
7、如权利要求3所述的装置，其特征是，设置在辅助轴(13)端部(16)上的平衡质量(17)位于变速箱壳(24)内。
8、如权利要求4所述的装置，其特征是，在变速箱(2)的从动端有一个用于将高转速减速的减速机构(28)。
9、如上述权利要求之一所述的装置，其特征是，设置在辅助轴(13)上的平衡质量(17)及换档离合器(22)的惯性矩与曲轴(8)和辅助轴(13)之间存在的换算系数的倒数的乘积等于作用在曲轴(8)上的惯性矩。
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