CN107676174A - 平衡轴装置和发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种平衡轴装置和发动机。其中，所述平衡轴装置(2)用于设置在发动机的油底壳中，所述平衡轴装置(2)包括平衡轴(21)、设置在所述平衡轴(21)上的多对偏心块(22)和油气稳定器(23)，所述油气稳定器(23)由轻型材料制成，所述油气稳定器(23)与所述偏心块(22)一起构造为具有回转外周面的结构，所述回转外周面以所述平衡轴(21)的轴线为旋转中心。本公开提供的平衡轴装置适于设置在油底壳的内腔中，以充分利用发动机自身的可用空间，在满足减振的同时，不增大发动机的体积。

Description

平衡轴装置和发动机

技术领域

本公开涉及发动机领域，具体地，涉及一种平衡轴装置和发动机。

背景技术

传统车辆中，由于发动机舱内的空间有限，需要对发动机舱内空间进行 优化，尽可能地提高利用率。

对于三缸发动机来说，通常需要增加平衡轴结构来平衡发动机的振动问 题。然而，由于平衡轴的固定位置受到发动机的结构限制，无法布置在缸体 中。现有的平衡轴布置方式通常是占用其它系统固有空间的方式进行布置， 但这种布置方式增大了发动机的体积，并不利于车辆发动机舱内空间的优 化。

发明内容

本公开的目的是提供一种平衡轴装置，该平衡轴装置适于设置在油底壳 的内腔中，以充分利用发动机自身的可用空间，在满足减振的同时，不增大 发动机的体积。

为了实现上述目的，本公开提供一种平衡轴装置，其中，所述平衡轴装 置用于设置在发动机的油底壳中，所述平衡轴装置包括平衡轴、设置在所述 平衡轴上的多对偏心块和油气稳定器，所述油气稳定器由轻型材料制成，所 述油气稳定器与所述偏心块一起构造为具有回转外周面的结构，所述回转外 周面以所述平衡轴的轴线为旋转中心。

可选择的，所述平衡轴包括彼此相对的第一端和第二端，所述第一端对 应设置有两对所述偏心块和油气稳定器，所述第二端对应设置有一对偏心块 和油气稳定器。

可选择的，设置在所述第一端的两个所述偏心块与设置在所述第二端的 一个所述偏心块相向设置，且三个所述偏心块的质心与所述平衡轴的中心轴 线共面。

可选择的，所述第一端对应于所述两对偏心块和油气稳定器之间的部分 形成为第一轴颈，部分所述一对偏心块和油气稳定器连接于所述第二端的端 部，所述第二端的靠近所述端部的部分形成为第二轴颈。

可选择的，所述第一轴颈设置有第一油口，所述第二轴颈设置有第二油 口，在所述平衡轴内设置有连通所述第一油口和第二油口的油路通道。

可选择的，所述偏心块与所述平衡轴一体成型，所述油气稳定器通过连 接件可拆卸地连接于所述平衡轴或者所述偏心块。

可选择的，所述轻型材料为尼龙材料。

可选择的，所述平衡轴装置还包括用于与所述发动机的曲轴传动连接的 传动齿轮，该传动齿轮与所述平衡轴热压连接，可选择地，所述传动齿轮为 减震齿轮。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种发动机，该发动机包括油 底壳，其中，所述发动机还包括上述平衡轴装置，该平衡轴装置固定并且整 体容纳在所述油底壳的内腔中。

可选择地，所述发动机包括曲轴，所述平衡轴装置还包括用于与所述曲 轴传动连接的传动齿轮，所述传动齿轮在所述油底壳的内腔中与所述曲轴啮 合。

通过上述技术方案，即通过本公开提供的适于设置在油底壳中的平衡轴 装置，能够充分利用发动机自身的可用空间。此外，由于偏心块偏移出平衡 轴，因此，在平衡轴转动的过程中，偏心块会周期性地拍打机油液面从而引 起机油振动，通过油气稳定器与偏心块一起构成具有回转外周面的结构，可 以补偿偏心块相对于平衡轴的偏移，从而避免偏心块随着平衡轴转动而拍打 机油液面从而引起机油振动。因此，通过本公开提供的平衡轴装置，不进能 够满足减振的需求，同时还不会增大发动机的体积。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在 附图中：

图1是根据本公开具体实施方式提供的发动机的一部分的立体图，其中， 示出了本公开具体实施方式提供的油底壳和本公开实施例提供的平衡轴装 置；

图2是根据本公开具体实施方式提供的油底壳的分解立体示意图；

图3是根据本公开具体实施方式提供的油底壳的另一分解立体示意图；

图4是图1中所示的油底壳的俯视图；

图5是沿图4中线A-A剖切的剖视图；

图6是沿图4中B-B剖切的剖视图；

图7是根据本公开具体实施方式提供的平衡轴装置的立体图；

图8是根据本公开具体实施方式提供的平衡轴装置的纵剖视图；

图9是图7中所示的平衡轴装置的分解立体图。

附图标记说明

1油底壳；11上壳体；12下壳体；130a第一油槽；130b第二油槽；131 第一轴承；1310第一连接件；131a第一上轴承盖；131b第一下轴承盖；132 第二轴承；1320第二连接件；132a第二上轴承盖；132b第二下轴承盖；141 第一挡油板；142第二挡油板；151第一油道；152第二油道；153第三油道；154第四油道；16吸油管；17第一安装凸台；18第二安装凸台；19固定凸 台；

2平衡轴装置；21平衡轴；21a第一端；21b第二端；22偏心块；23油 气稳定器；24a第一轴颈；24b第二轴颈；25a第一油口；25b第二油口；26 油路通道；27传动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公 开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通 常是指安装状态下所对应的上、下方向，“内、外”是指相对于部件本身轮 廓的内、外。在此需要说明的是，上述方位词仅用于解释和说明本公开，并 不用于限制。

本公开立意于将平衡轴固定在油底壳中，以充分利用油底壳中的空间， 在满足布置平衡轴结构以平衡发动机的振动的同时，还不增大发动机本身的 体积，有利于发动机的高度集成化，也有利于车辆发动机舱内空间的优化， 提高空间利用率。

有鉴于此，为了便于将平衡轴设置在油底壳中，根据本公开的第一方面， 提供一种油底壳1，该油底壳1包括限定内腔的壳体，所述内腔中设置有平 衡轴安装座，用于固定安装平衡轴(例如根据本公开的第二方面提供的平衡 轴装置2)。

其中，参考图2和图3中所示，所述平衡轴安装座可以包括沿所述油底 壳1的长度方向间隔设置的第一轴承131和第二轴承132，为了便于设置第 一轴承131和第二轴承132，所述壳体可以包括相互可拆卸地连接在一起的 上壳体11和下壳体12，所述上壳体11和下壳体12之间的接合面为倾斜面， 该倾斜面与所述长度方向成角度，参考图2和图3中所示，以使得所述上壳 体11的薄端与所述下壳体12的厚端相对应，所述上壳体11的厚端与所述下壳体12的薄端相对应。其中，“厚、薄”指的是对应的上壳体或下壳体在 上下方向上的尺寸，而不是指壳体的厚度尺寸。

其中，需要解释的是，当平衡轴(参考下文中所述的平衡轴装置2)安 装在油底壳1中时，平衡轴的轴线与发动机曲轴的轴线平行，定义油底壳与 平衡轴的轴线对应的方向为长度方向。

可选择地，为了便于平衡轴的安装，所述第一轴承131包括通过第一连 接件1310(例如螺栓)可拆卸地连接在一起的第一上轴承盖131a和第一下 轴承盖131b，所述第二轴承132包括通过第二连接件1320(例如螺栓)可 拆卸地连接在一起的第二上轴承盖132a和第二下轴承盖132b。在这种情况 下，通过第一连接件1310和第二连接件1320，能够方便地拆装平衡轴。另 外，为了便于制造和节省零部件的个数，所述第一上轴承盖131a和第二上轴承盖132a与所述上壳体11一体成型。在这种情况下，所述上壳体11和 下壳体12之间的接合面为倾斜面的形式有利于用于第一上轴承盖131a和第 二上轴承盖132a的加工刀具的进退。

所述下壳体12形成为机油槽用于存储机油。为了防止曲轴搅油和减少 单独开发挡油板的成本，所述上壳体11内一体成型有大致平行于所述长度 方向延伸的挡油板，该挡油板将所述油底壳1的内腔分为上腔室和下腔室， 所述上腔室构成为曲轴箱的一部分，所述平衡轴安装座位于所述下腔室中。

其中，为了适应平衡轴(例如根据本公开的第二方面提供的平衡轴装置 2)的安装，避免与平衡轴发生干涉，同时还能够起到自身的挡油功能，所 述挡油板包括分别布置在所述平衡轴安装座所限定的轴线两侧的第一挡油 板141和第二挡油板142，所述第一挡油板141与第二挡油板142之间留有 间隙以避让平衡轴的布置，参考图4中所示。

另外，由于油底壳1中设置了平衡轴，因此，为了实现发动机机油泵正 常吸油，并且同时不与平衡轴发生干涉，所述上壳体11的所述薄端设置有 第一油道151，该第一油道151的第一入口连接有吸油管16，该吸油管16 伸入到所述机油槽中，所述第一油道151的第一出口用于与机油泵连通，参 考图2和图3中所示。

此外，所述上壳体11设置有第二油道152和第三油道153，参考图5 和图6中所示，所述第二油道152包括用于与缸体油道连通的第二入口和用 于与所述机油滤清器连通的第二出口，由此，从发动机缸体回来的机油经过 机油滤清器过滤。所述第三油道153包括用于与所述机油滤清器连通的第三 入口和与第四油道154连通的第三出口，所述第三入口设置在所述第一安装 凸台17的中心，所述第四油道154用于为所述平衡轴安装座的油槽提供润 滑油。由此，经过机油滤清器过滤后的机油，大部分通过第三油道153流向 缸体主油道去润滑曲轴、连杆等部件，少部分机油通过第四油道154进入第 二上轴承盖132a的第二油槽130b中，以将机油供给平衡轴。

另外，为了实现发动机的高度集成化，减少零部件，参考图2和图3中 所示，所述上壳体11的外壁上形成有用于安装机油滤清器的第一安装凸台 17，所述上壳体11的外壁和所述下壳体12的外壁上均设置有用于空调压缩 机的第二安装凸台18，所述上壳体11的外壁上设置有用于机油尺组件的固 定凸台19。

根据本公开的第二方面，提供一种适于设置在油底壳中的平衡轴装置2。 参考图7所示，该平衡轴装置2包括平衡轴21、设置在所述平衡轴21上的 多对偏心块22和油气稳定器23，所述油气稳定器23由轻型材料制成，所述 油气稳定器23与所述偏心块22一起构造为具有回转外周面的结构，所述回 转外周面以所述平衡轴21的轴线为旋转中心。由于偏心块22偏移出平衡轴21，因此，在平衡轴21转动的过程中，偏心块22会周期性地拍打机油液面从而引起机油振动，通过油气稳定器23与偏心块22一起构成具有回转外周 面的结构，可以补偿偏心块22相对于平衡轴21的偏移，从而避免偏心块22 随着平衡轴21转动而拍打机油液面从而引起机油振动。其中，需要说明的 是，轻型材料是相对来说的，由于平衡轴21起到主要作用的是惯性，因此， 平衡轴21通常由密度较大的材料制成，而轻型材料则是指密度小于制造所 述平衡轴21材料的密度的一类材料，例如尼龙材料(简称“PA”)，更具体 些，例如PA66-GF35(加玻纤35％的PA66)等。

参考图7至图8中所示，所述平衡轴21包括彼此相对的第一端21a和 第二端21b，为了平衡曲轴转动时的惯性力矩引起的振动，所述第一端21a 对应设置有两对所述偏心块22和油气稳定器23，所述第二端21b对应设置 有一对偏心块22和油气稳定器23。

其中，设置在所述第一端21a的两个所述偏心块22与设置在所述第二 端21b的一个所述偏心块22相向设置，且三个所述偏心块22的质心与平衡 轴21的中心轴线共面，以随着平衡轴21的转动同步地产生惯性力矩来抵消 发动机的不平衡惯性力矩，从而达到减振的效果。

此外，为了便于平衡轴装置的安装，所述第一端21a对应于所述两对偏 心块22和油气稳定器23之间的部分形成为第一轴颈24a，部分所述一对偏 心块22和油气稳定器23连接于所述第二端21b的端部，所述第二端21b的 靠近所述端部的部分形成为第二轴颈24b。参考图8和图9中所示，平衡轴 21的第二端21b的端部与偏心块22的前端(朝向平衡轴21的一端)连接在 一起，因此，本公开中的平衡轴21较传统的平衡轴要短一些，有利于减小 平衡轴轴向的占用空间。

为了保证平衡轴21正常运转，所述第一轴颈24a设置有第一油口25a， 所述第二轴颈24b设置有第二油口25b，在所述平衡轴21内设置有连通所述 第一油口25a和第二油口25b的油路通道26，参考图8中所示。

当将本公开第二方面提供的平衡轴装置2安装到本公开第一方面提供的 油底壳1中时，第一轴颈24a可转动地安装在第一轴承131中，第二轴颈24b 可转动地安装在第二轴承132中。结合图5，机油通过第四油道154到达第 二上轴承盖132a中的第二油槽130b中，通过第二油口25b进出平衡轴21 中油路通道26，继而到达第一轴颈24a处的第一油口25a，最终进入第一上 轴承盖131a中的第一油槽130a中，由此，在第一轴承131与第一轴颈24a 之间以及第二轴承132与第二轴颈24b之间，分别形成有一层油膜，在平衡 轴21的旋转中起到润滑的作用。

另外，为了便于生产制造，所述偏心块22与所述平衡轴21一体成型， 所述油气稳定器23通过连接件(例如螺栓)可拆卸地连接于所述平衡轴21 或者所述偏心块22。

另外，所述平衡轴装置2还包括用于与所述发动机的曲轴传动连接的传 动齿轮27，该传动齿轮27与所述平衡轴21热压连接，与传统的通过螺栓连 接的方式相比，减少了零部件的使用。此外，为了降低传动时齿轮之间的振 动，所述传动齿轮27可以为减震齿轮。

在上述技术方案的基础上，根据本公开的第三方面，本公开还提供一种 发动机，该发动机包括油底壳和平衡轴，可选择地，所述油底壳为根据本公 开的第一方面所述的油底壳1，所述平衡轴通过油底壳1中的平衡轴安装座 承载在油底壳1的内腔中，并且平衡轴整体容纳在内腔中。还可以选择的是， 所述平衡轴为根据本公开的第二方面所述的平衡轴装置2，该平衡轴装置2 固定并且整体容纳在所述油底壳的内腔中。可选择地，所述油底壳为根据本 公开的第一方面所述的油底壳1，所述平衡轴为根据本公开的第二方面所述 的平衡轴装置2，平衡轴装置2承载在油底壳1的内腔中，并且整体容纳在 油底壳的内腔中，参考图1中所示。

其中，所述发动机包括曲轴，所述平衡轴装置2还包括用于与所述曲轴 传动连接的传动齿轮27，所述传动齿轮27在所述油底壳的内腔中与所述曲 轴啮合，以充分利用油底壳中的空间，避免增大发动机的体积，有利于发动 机的高度集成化，也有利于车辆发动机舱内空间的优化，提高空间利用率。

此外，本公开还提供一种车辆，该车辆包括上述发动机。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必 要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种平衡轴装置，其特征在于，所述平衡轴装置(2)用于设置在发动机的油底壳中，所述平衡轴装置(2)包括平衡轴(21)、设置在所述平衡轴(21)上的多对偏心块(22)和油气稳定器(23)，所述油气稳定器(23)由轻型材料制成，所述油气稳定器(23)与所述偏心块(22)一起构造为具有回转外周面的结构，所述回转外周面以所述平衡轴(21)的轴线为旋转中心。

2.根据权利要求1所述的平衡轴装置，其特征在于，所述平衡轴(21)包括彼此相对的第一端(21a)和第二端(21b)，所述第一端(21a)对应设置有两对所述偏心块(22)和油气稳定器(23)，所述第二端(21b)对应设置有一对偏心块(22)和油气稳定器(23)。

3.根据权利要求2所述的平衡轴装置，其特征在于，设置在所述第一端(21a)的两个所述偏心块(22)与设置在所述第二端(21b)的一个所述偏心块(22)相向设置，且三个所述偏心块(22)的质心与所述平衡轴(21)的中心轴线共面。

4.根据权利要求2所述的平衡轴装置，其特征在于，所述第一端(21a)对应于所述两对偏心块(22)和油气稳定器(23)之间的部分形成为第一轴颈(24a)，部分所述一对偏心块(22)和油气稳定器(23)连接于所述第二端(21b)的端部，所述第二端(21b)的靠近所述端部的部分形成为第二轴颈(24b)。

5.根据权利要求4所述的平衡轴装置，其特征在于，所述第一轴颈(24a)设置有第一油口(25a)，所述第二轴颈(24b)设置有第二油口(25b)，在所述平衡轴(21)内设置有连通所述第一油口(25a)和第二油口(25b)的油路通道(26)。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的平衡轴装置，其特征在于，所述偏心块(22)与所述平衡轴(21)一体成型，所述油气稳定器(23)通过连接件可拆卸地连接于所述平衡轴(21)或者所述偏心块(22)。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的平衡轴装置，其特征在于，所述轻型材料为尼龙材料。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的平衡轴装置，其特征在于，所述平衡轴装置(2)还包括用于与所述发动机的曲轴传动连接的传动齿轮(27)，该传动齿轮(27)与所述平衡轴(21)热压连接，可选择地，所述传动齿轮(27)为减震齿轮。

9.一种发动机，该发动机包括油底壳，其特征在于，所述发动机还包括根据权利要求1-8中任意一项所述的平衡轴装置(2)，该平衡轴装置(2)固定并且整体容纳在所述油底壳的内腔中。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述发动机包括曲轴，所述平衡轴装置(2)还包括用于与所述曲轴传动连接的传动齿轮(27)，所述传动齿轮(27)在所述油底壳的内腔中与所述曲轴啮合。