CN109611512A - 发动机曲轴的平衡结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴的平衡结构，包括本体、平衡块以及平衡块的安装螺栓，本体从左端到右端依次包括第一曲拐单元、第二曲拐单元、第三曲拐单元、第四曲拐单元、第五曲拐单元、第六曲拐单元、第七曲拐单元以及第八曲拐单元，从左端沿本体的轴心线观看，由十二点开始沿顺时针方向的依次排列顺序为第一曲拐单元、第七曲拐单元、第三曲拐单元、第五曲拐单元、第八曲拐单元、第二曲拐单元、第六曲拐单元、第四曲拐单元，且第一曲拐单元、第七曲拐单元、第三曲拐单元、第五曲拐单元、第八曲拐单元、第二曲拐单元、第六曲拐单元、第四曲拐单元沿圆周方向均匀分布。借此，可达到曲轴及活塞连杆的运动平衡度高，曲轴弯曲变形小的特点。

Description

发动机曲轴的平衡结构
技术领域
本发明是关于内燃机领域，特别是关于一种发动机曲轴的平衡结构。
背景技术
曲轴是发动机中用于将往复运动转变为旋转运动的一种结构，曲轴后端安装飞轮，作为主要输出端。曲轴前端安装有驱动齿轮及皮带轮，作为配气机构及附件的驱动。曲轴及活塞连杆运动过程中存在离心力、离心力矩、往复惯性力、往复惯性力矩。通常在曲轴上设置大质量的平衡块使得曲轴在运转过程中平衡块的离心力及离心力矩与曲轴、活塞、连杆运动产生的离心力、离心力矩、往复惯性力、往复惯性力矩相互抵消从而保持运动平衡，减少曲轴弯曲变形，降低发动机的振动。传统发动机的曲轴及平衡块结构运转过程中力及力矩平衡特性不好，弯曲变形大，造成发动机振动大、噪音大，轴承油膜厚度不均匀，轴承偏磨，可靠性差。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机曲轴的平衡结构，其能够使得发动机曲轴及活塞连杆运动过程中运动平衡，曲轴弯曲变形小的特点。
为实现上述目的，本发明提供了一种发动机曲轴的平衡结构，包括本体、平衡块以及平衡块的安装螺栓，本体从左端到右端依次包括第一曲拐单元、第二曲拐单元、第三曲拐单元、第四曲拐单元、第五曲拐单元、第六曲拐单元、第七曲拐单元以及第八曲拐单元，从左端沿本体的轴心线观看，由十二点开始沿顺时针方向的依次排列顺序为第一曲拐单元、第七曲拐单元、第三曲拐单元、第五曲拐单元、第八曲拐单元、第二曲拐单元、第六曲拐单元、第四曲拐单元，且第一曲拐单元、第七曲拐单元、第三曲拐单元、第五曲拐单元、第八曲拐单元、第二曲拐单元、第六曲拐单元、第四曲拐单元沿圆周方向均匀分布。
在一优选的实施方式中，每个曲拐单元包括连杆轴颈以及对称设置在连杆轴颈两端的曲拐和平衡块，每个曲拐上具有安装平面，每个安装平面用以安装一块平衡块。
在一优选的实施方式中，从左端沿本体的轴心线观看，第一曲拐及平衡块、第二曲拐及平衡块、第七曲拐及平衡块、第八曲拐及平衡块、第九曲拐及平衡块、第十曲拐及平衡块、第十五曲拐及平衡块、第十六曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转11.35°。
在一优选的实施方式中，第一曲拐及平衡块、第二曲拐及平衡块、第七曲拐及平衡块、第八曲拐及平衡块、第九曲拐及平衡块、第十曲拐及平衡块、第十五曲拐及平衡块以及第十六曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
在一优选的实施方式中，从左端沿本体的轴心线观看，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝顺时针方向偏转22.5°。
在一优选的实施方式中，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
在一优选的实施方式中，从左端沿本体的轴心线观看，第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转22.5°。
在一优选的实施方式中，第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
在一优选的实施方式中，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a1及其质心到曲轴的旋转中心的距离为b1；第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a2及其质心到曲轴的旋转中心的距离为b2，且a1×b1×5＝a2×b2×3。
在一优选的实施方式中，发动机曲轴的平衡结构还包括皮带轮安装轴径、正时齿轮安装轴颈、第一主轴颈、第二主轴颈、第三主轴颈、第四主轴颈、第五主轴颈、第六主轴颈、第七主轴颈、第八主轴颈、第九主轴颈、后油封密封轴径以及飞轮安装轴径；皮带轮安装轴径位于曲轴的最左端，正时齿轮安装轴颈与皮带轮安装轴径同轴心连接，第一主轴颈与正时齿轮安装轴颈同轴心连接，第二主轴颈位于第一曲拐单元和第二曲拐单元之间，第三主轴颈位于第二曲拐单元和第三曲拐单元之间，第四主轴颈位于第三曲拐单元和第四曲拐单元之间，第五主轴颈位于第四曲拐单元和第五曲拐单元之间，第六主轴颈位于第五曲拐单元和第六曲拐单元之间，第七主轴颈位于第六曲拐单元和第七曲拐单元之间，第八主轴颈位于第七曲拐单元和第八曲拐单元之间，第九主轴颈位于第八曲拐单元和后油封密封轴径之间，飞轮安装轴径位于最右端，并与后油封密封轴径同轴心连接。
与现有技术相比，本发明的发动机曲轴的平衡结构具有下列有益效果：其曲轴有良好的平衡特性，能够平衡曲轴的离心力矩及活塞连杆运动产生的往复惯性力矩，曲轴弯曲变形小可靠性高、发动机振动小、噪音低。平衡块用螺栓将其固定在曲拐上，使得结构简洁，工艺简单，制造成本低廉。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的曲拐单元的示意图。
图3是凸1的A向示意图。
图4是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第一曲拐及平衡块的示意图。
图5是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第三曲拐及平衡块的示意图。
图6是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第五曲拐及平衡块的示意图
主要附图标记说明：
1-皮带轮安装轴径，2-正时齿轮安装轴颈，3-第一主轴颈，4-第一曲拐及平衡块，5-第一连杆轴颈，6-第二曲拐及平衡块，7-第二主轴颈，8-第三曲拐及平衡块，9-第二连杆轴颈，10-第四曲拐及平衡块，11-第三主轴颈，12-第五曲拐及平衡块，13-第三连杆轴颈，14-第六曲拐及平衡块，15-第四主轴颈，16-第七曲拐及平衡块，17-第四连杆轴颈，18-第八曲拐及平衡块，19-第五主轴颈，20-第九曲拐及平衡块，21-第五连杆轴颈，22-第十曲拐及平衡块，23-第六主轴颈，24-第十一曲拐及平衡块，25-第六连杆轴颈，26-第十二曲拐及平衡块，27-第七主轴颈，28-第十三曲拐及平衡块，29-第七连杆轴颈，30-第十四曲拐及平衡块，31-第八主轴颈，32-第十五曲拐及平衡块，33-第八连杆轴颈，34-第十六曲拐及平衡块，35-第九主轴颈，36-后油封密封轴径，37-飞轮安装轴径，39-安装平面，39-安装螺栓。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，图1是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的结构示意图。根据本发明优选实施方式的一种发动机曲轴的平衡结构，包括本体100、平衡块以及平衡块的安装螺栓39，本体100从左到右依次为皮带轮安装轴径1、正时齿轮安装轴颈2、第一主轴颈3、第一曲拐及平衡块4、第一连杆轴颈5、第二曲拐及平衡块6、第二主轴颈7、第三曲拐及平衡块8、第二连杆轴颈9、第四曲拐及平衡块10、第三主轴颈11、第五曲拐及平衡块12、第三连杆轴颈13、第六曲拐及平衡块14、第四主轴颈15、第七曲拐及平衡块16、第四连杆轴颈17、第八曲拐及平衡块18、第五主轴颈19、第九曲拐及平衡块20、第五连杆轴颈21、第十曲拐及平衡块22、第六主轴颈23、第十一曲拐及平衡块24、第六连杆轴颈25、第十二曲拐及平衡块26、第七主轴颈27、第十三曲拐及平衡块28、第七连杆轴颈29、第十四曲拐及平衡块30、第八主轴颈31、第十五曲拐及平衡块32、第八连杆轴颈33、第十六曲拐及平衡块34、第九主轴颈35、后油封密封轴径36和飞轮安装轴径37。其中皮带轮安装轴径1、正时齿轮安装轴颈2、第一主轴颈3、第一至第九周轴径、后油封密封轴径36和飞轮安装轴径37为同轴心；第一至第八连杆轴颈彼此不同轴心，且第一至第八连杆轴颈的轴心以曲轴本体100的轴心沿圆周方向均匀分布。
如图2所示，图2是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的曲拐单元的示意图。在一些实施方式中，一个连杆轴径和与其相邻的两个曲拐及平衡块构成一个曲拐单元，每个曲拐上都设有安装平面用于安置平衡块，每个平衡块用两颗安装螺栓39将其固定在曲拐的安装平面上。
如图3所示，图3是凸1的A向示意图。在一些实施方式中，从左端沿本体100的轴心线观看，第一曲拐及平衡块4、第二曲拐及平衡块、第七曲拐及平衡块、第八曲拐及平衡块、第九曲拐及平衡块、第十曲拐及平衡块、第十五曲拐及平衡块、第十六曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转11.35°，且前述的平衡块的形状及重量均相同。
如图4所示，图4是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第一曲拐及平衡块4的示意图。在一些实施方式中，从左端沿本体100的轴心线观看，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝顺时针方向偏转22.5°，且前述的平衡块的形状及重量均相同。
如图5所示，图5是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第三曲拐及平衡块的示意图。在一些实施方式中，从左端沿本体100的轴心线观看，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝顺时针方向偏转22.5°，且前述的平衡块的形状及重量均相同。
如图6所示，图6是根据本发明一实施方式的曲轴及平衡结构的第五曲拐及平衡块的示意图。在一些实施方式中，从左端沿本体100的轴心线观看，第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转22.5°，且前述的平衡块的形状及重量均相同。
在一些实施方式中，如果预设第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a1及其质心到曲轴的旋转中心的距离为b1；预设第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a2及其质心到曲轴的旋转中心的距离为b2；那么他们之间的关系为：a1×b1×5＝a2×b2×3。
综上所述，本发明的发动机曲轴的平衡结构具有如下优点：曲轴有良好的平衡特性，能够平衡曲轴的离心力矩及活塞连杆运动产生的往复惯性力矩，曲轴弯曲变形小可靠性好、发动机振动小、噪音低。平衡块用螺栓将其固定在拐上，使得结构简洁，工艺简单，制造成本低。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，包括本体、平衡块以及所述平衡块的安装螺栓，所述本体从左端到右端依次包括第一曲拐单元、第二曲拐单元、第三曲拐单元、第四曲拐单元、第五曲拐单元、第六曲拐单元、第七曲拐单元以及第八曲拐单元，从左端沿所述本体的轴心线观看，由十二点开始沿顺时针方向的依次排列顺序为所述第一曲拐单元、所述第七曲拐单元、所述第三曲拐单元、所述第五曲拐单元、所述第八曲拐单元、所述第二曲拐单元、所述第六曲拐单元、所述第四曲拐单元，且所述第一曲拐单元、所述第七曲拐单元、所述第三曲拐单元、所述第五曲拐单元、所述第八曲拐单元、所述第二曲拐单元、所述第六曲拐单元、所述第四曲拐单元沿圆周方向均匀分布。
2.如权利要求1所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，每个所述曲拐单元包括连杆轴颈以及对称设置在所述连杆轴颈两端的曲拐和平衡块，每个所述曲拐上具有安装平面，每个所述安装平面用以安装一块平衡块。
3.如权利要求2所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，从左端沿所述本体的轴心线观看，第一曲拐及平衡块、第二曲拐及平衡块、第七曲拐及平衡块、第八曲拐及平衡块、第九曲拐及平衡块、第十曲拐及平衡块、第十五曲拐及平衡块、第十六曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转11.35°。
4.如权利要求3所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，所述第一曲拐及平衡块、所述第二曲拐及平衡块、所述第七曲拐及平衡块、所述第八曲拐及平衡块、所述第九曲拐及平衡块、所述第十曲拐及平衡块、所述第十五曲拐及平衡块以及所述第十六曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
5.如权利要求2所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，从左端沿所述本体的轴心线观看，第三曲拐及平衡块、第四曲拐及平衡块、第十三曲拐及平衡块、第十四曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝顺时针方向偏转22.5°。
6.如权利要求5所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，所述第三曲拐及平衡块、所述第四曲拐及平衡块、所述第十三曲拐及平衡块、所述第十四曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
7.如权利要求6所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，从左端沿所述本体的轴心线观看，第五曲拐及平衡块、第六曲拐及平衡块、第十一曲拐及平衡块、第十二曲拐及平衡块的每块平衡块的中心线都与其所安装的曲拐的中心线朝逆时针方向偏转22.5°。
8.如权利要求7所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，所述第五曲拐及平衡块、所述第六曲拐及平衡块、所述第十一曲拐及平衡块、所述第十二曲拐及平衡块的平衡块的形状及重量均相同。
9.如权利要求8所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，所述第三曲拐及平衡块、所述第四曲拐及平衡块、所述第十三曲拐及平衡块、所述第十四曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a1及其质心到所述曲轴的旋转中心的距离为b1；所述第五曲拐及平衡块、所述第六曲拐及平衡块、所述第十一曲拐及平衡块、所述第十二曲拐及平衡块的平衡块的质量均为a2及其质心到所述曲轴的旋转中心的距离为b2，且a1×b1×5＝a2×b2×3。
10.如权利要求1所述的发动机曲轴的平衡结构，其特征在于，还包括皮带轮安装轴径、正时齿轮安装轴颈、第一主轴颈、第二主轴颈、第三主轴颈、第四主轴颈、第五主轴颈、第六主轴颈、第七主轴颈、第八主轴颈、第九主轴颈、后油封密封轴径以及飞轮安装轴径；所述皮带轮安装轴径位于所述曲轴的最左端，所述正时齿轮安装轴颈与所述皮带轮安装轴径同轴心连接，所述第一主轴颈与所述正时齿轮安装轴颈同轴心连接，所述第二主轴颈位于所述第一曲拐单元和所述第二曲拐单元之间，所述第三主轴颈位于所述第二曲拐单元和所述第三曲拐单元之间，所述第四主轴颈位于所述第三曲拐单元和所述第四曲拐单元之间，所述第五主轴颈位于所述第四曲拐单元和所述第五曲拐单元之间，所述第六主轴颈位于所述第五曲拐单元和所述第六曲拐单元之间，所述第七主轴颈位于所述第六曲拐单元和所述第七曲拐单元之间，所述第八主轴颈位于所述第七曲拐单元和所述第八曲拐单元之间，所述第九主轴颈位于所述第八曲拐单元和所述后油封密封轴径之间，所述飞轮安装轴径位于最右端，并与所述后油封密封轴径同轴心连接。
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