CN1755161A - 用于内燃机的平衡轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的、具有至少一个不平衡重量及一个扭转振动减振装置的平衡轴。为了提供一种在其安装空间上优化的平衡轴,扭转振动减振装置不是被构造成旋转对称的,而是被构造成不对称的,使得扭转振动减振装置的重心向不平衡重量的方向上位移。

Description

用于内燃机的平衡轴
技术领域
本发明涉及用于内燃机的、具有至少一个不平衡重量及一个扭转振动减振装置的平衡轴。
背景技术
由德国公开文献DE 100 58 885 A1公开了一种具有至少一个由曲轴驱动的平衡轴的内燃机,在该内燃机中,在曲轴与平衡轴之间的转矩传递路径中设置有一个具有至少一个输入部件及一个输出部件的扭转振动减振器,它们可逆着设置在输入部件与输出部件之间的、将驱动力矩传递到平衡轴上的减振装置有限地转动。在该公知的内燃机中,扭转振动减振器被组合在一个固定在平衡轴上的被驱动的轮中。
发明内容
本发明的任务是,提供一种在其安装空间上优化的、用于内燃机的、具有至少一个不平衡重量及一个扭转振动减振装置的平衡轴。
该任务在一个用于内燃机的、具有至少一个不平衡重量及一个扭转振动减振装置的平衡轴上这样来解决:扭转振动减振装置不是被构造成旋转对称的,而是被构造成不对称的,使得扭转振动减振装置的重心向不平衡重量的方向上位移。由此实现:由扭转振动减振装置承担不平衡重量的至少一部分功能。在不平衡保持相同的情况下可节省位置地组合扭转振动减振装置。
该平衡轴的一个优选实施例的特征在于:扭转振动减振装置被组合在不平衡重量中。这具有的优点是,对于扭转振动减振装置不需要附加的结构空间。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:扭转振动减振装置相对平衡轴的转动轴线基本上延伸在与不平衡重量相同的圆扇区上。由此实现:扭转振动减振装置的离心力作用在与不平衡重量的离心力相同的方向上。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:不平衡重量具有一个支承头,该支承头与平衡轴无相对转动地连接。该无相对转动的连接例如可通过摩擦连接及一些携动销来实现且保证了:转矩可由不平衡重量传递到平衡轴上。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:在支承头上可转动地支承着一个转矩传递装置、尤其是一个传动齿轮。该转矩传递装置例如通过链或齿形带与内燃机的曲轴相连接。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:转矩传递装置与一个法兰盘无相对转动地连接。该无相对转动的连接例如通过一个设置在该转矩传递装置上的外齿结构来实现,该外齿结构与在法兰盘上互补地构造的内齿结构共同作用。该法兰盘构成扭转振动减振装置的输入部件。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:法兰盘具有用于储能器的接收窗。这些接收窗具有一些用于这些储能器的止挡。这些储能器优选是一些弧形的螺旋压力弹簧,它们也被称为弧形弹簧。这些弧形弹簧优选由弹簧钢制成。但也可使用由橡胶构成的储能器。这些储能器确定了扭转振动减振装置的弹簧刚性。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:法兰盘相对平衡轴在轴向方向上设置在不平衡重量与一个配合盘之间,该配合盘借助间隔栓固定在不平衡重量上。该配合盘在轴向方向上限制了扭转振动减振装置且可接收轴向力。此外这些间隔栓用作过载止挡,法兰盘在过谐振点(Resonanzdurchgaengen)时止挡在这些过载止档上。因此这些间隔栓阻止了储能器变成实块。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:在不平衡重量与法兰盘之间设置有一个中间盘,该中间盘具有一些用于储能器的接收通道。优选法兰盘中的接收窗及中间盘中的接收通道相对平衡轴在轴向方向上彼此对齐地设置。这些接收通道用于储能器的导向且优选既在径向上也在切向上接收力。优选中间盘与间隔栓形状锁合地连接。通过该形状锁合可保证:中间盘虽然与不平衡重量无相对转动地连接,但在轴向方向上可相对该不平衡重量运动。中间盘可作为摩擦盘也承担减振任务。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:在不平衡重量与中间盘之间设置有一个弹簧盘。优选中间盘通过间隔栓与该弹簧盘形状锁合地连接。由此可使力从中间盘中的接收通道传递到间隔栓上。优选弹簧盘通过间隔栓固定在不平衡重量上且这样地被预压紧,以使得一个轴向力从弹簧盘施加到中间盘上。
该平衡轴的另一个优选实施例的特征在于:弹簧盘、法兰盘、中间盘及配合盘相对平衡轴的转动轴线基本上延伸在与不平衡重量相同的圆扇区上。该圆扇区优选延伸在约180°的角度范围上。
在具有至少一个由曲轴驱动的平衡轴的内燃机中,上述任务通过装入上述平衡轴来解决。
附图说明
本发明的其它的优点、特征及细节可从以下参照附图对实施例详细描述的说明中得到。其中在权利要求书及该说明书中所述的各特征可本身单独地或以任意组合地作为本发明的实质。附图表示:
图1  内燃机的一个局部的透视图,
图2  根据本发明的、具有一个组合在不平衡重量中的扭转振动减振装置的平衡轴的端部的纵截面图,
图3  图2中的不平衡重量带有一个支承在其上的平衡轴小齿轮,
图4  沿图3中线IV-IV的一个截面图,
图5  图3中一个放大的局部的视图,及
图6  根据本发明的扭转振动减振装置的一个解体图。
具体实施方式
图1中表示一个内燃机1的一个局部的透视图。该内燃机包括一个曲轴,连杆的力通过该曲轴转换成转矩。该转矩由曲轴通过一个传动链3及一个导向小齿轮4传递到平衡轴小齿轮5及一个油泵小齿轮6。
内燃机中的平衡轴用于补偿自由惯性力或惯性矩、尤其是第一级和/或第二级的自由惯性力或惯性矩。这种自由惯性力/惯性矩尤其出现在活塞式发动机中。在内燃机曲轴与平衡轴之间的传动连接或者直接地通过一些齿轮来实现,但或者通过循环的传动装置来实现,例如通过链或带、尤其是齿形带。在具有循环的链或循环的带的传动系统中,在曲轴上设置有一个由该曲轴驱动的轮,该轮通过循环的链或循环的带与一个设置在相应的平衡轴上的被驱动的轮形成连接,该被驱动的轮也称为平衡轴小齿轮。优选这些轮设置在相应轴的一个端部上。
图2示意性地表示一个内燃机的壳体部分11,一个平衡轴12的端部在该壳体中可绕一个转动轴线13转动地被支承。该平衡轴12在其端部上具有一个中心螺纹孔14,在该中心螺纹孔中旋入了一个螺钉16。该螺钉16用于将不平衡重量17固定在平衡轴12的端部上。该不平衡重量17通过至少一个携动销19与平衡轴12无相对转动地连接。
不平衡重量17基本上具有一个半圆盘的构型,由它伸出一个支承头21,该支承头基本上具有一个圆柱形套的构型。在支承头21上借助一个滑动支承套23可转动地支承一个平衡轴小齿轮24。该平衡轴小齿轮24为传递转矩通过一个传动链25与一个内燃机的(未示出的)曲轴相耦合。
平衡轴小齿轮24在轴向方向上支撑在壳体部分11上。在背对壳体部分11的侧上,平衡轴小齿轮24具有一个外齿结构27,一个法兰盘30的内齿结构28啮合在该外齿结构中,该法兰盘从平衡轴小齿轮24径向向外地延伸。通过齿结构27、28,在平衡轴小齿轮24与法兰盘30之间产生了无相对转动的连接。法兰盘30是一个扭转振动减振装置32的输入部件,该扭转振动减振装置被组合在不平衡重量17中。在法兰盘30与不平衡重量17之间的轴向方向上设置有一个中间盘34。中间盘34通过多个间隔栓38与一个配合盘35无相对转动地相连接。配合盘35通过这些间隔栓38被固定在不平衡重量17上。中间盘34与配合盘35为扭转振动减振装置32的输出部件。在扭转振动减振装置32的输入部件与输出部件之间有一些储能器40起作用,这些储能器用于阻尼在内燃机工作中出现的扭转振动。
在图3及图4中可以看到,不平衡重量17与法兰盘30延伸在具有180°角度伸展的圆扇区上。在图4中可看到,扭转振动减振器32具有四个间隔栓38、49、50、51及两个构成储能装置40的弧形弹簧53、54。这两个弧形弹簧53、54分别被夹持在两个止挡56、57及58、59之间,这些止挡被设置在接收窗61、62中,这些接收窗使法兰盘30在轴向方向上穿口。接收窗61、62在止挡56至59的径向外部具有长形孔64、65、66及67,每个间隔栓38、49、50、51各延伸穿过一个长形孔。长形孔64至67用于限制法兰盘30相对间隔栓38、49至51的扭转行程及反向地限制。
图5表示图3中的一个放大的局部。在图5中可看到,在径向内部在中间盘34中构造有一些用于所述储能器的接收通道70。在轴向方向上,在中间盘34与不平衡重量17之间设置有一个弹簧盘72。该弹簧盘72通过一个构造在间隔栓38上的轴环74固定在不平衡重量17上。为此目的,间隔栓38的所属的端部与不平衡重量17铆接。间隔栓38的另一个端部与配合盘35相铆接。通过轴环74使配合盘35与不平衡重量17在轴向方向上相隔开。
图6中示出了根据本发明的扭转振动减振装置32的一个解体图。从左到右表示以下各个部件。滑动支承套23基本上具有一个圆柱的构型。平衡轴小齿轮24除通常的外齿结构外还构造有啮合在构造在法兰盘30上的内齿结构28中的外齿结构27。法兰盘30上的内齿结构28延伸在整个圆周上,而不象扭转振动减振装置32的其它部分那样地仅延伸在一个圆扇区上。
在图6中可看到,在配合盘35中开设有四个透孔81至84,它们用于固定、尤其是铆接所述间隔栓。与透孔81至84对准地,在中间盘34中开设有四个透孔91至94,它们具有一个比透孔81至84大一些的直径。中间盘34中的透孔91至94用于穿过间隔栓38、49、50、51。在中间盘34中除用于弧形弹簧54的接收通道70外还设置有另一个用于弧形弹簧53的接收通道98。与接收通道70、98对准地,在弹簧盘72中设置有接收窗102、103,这些接收窗又与不平衡重量17中的接收凹部111、112对准。接收通道70、98、接收窗102、103及接收凹部111、112用于各接收弧形弹簧53、54的一部分。在接收凹部111、112的径向外部,在不平衡重量17中构造有一些孔106至108,这些孔用于铆接所述间隔栓38、49至51。
参考标号清单
1.内燃机
3.传动链
4.导向小齿轮
5.平衡轴小齿轮
6.油泵小齿轮
11.壳体部分
12.平衡轴
13.转动轴线
14.中心螺纹孔
16.螺钉
17.不平衡重量
19.携动销
21.支承头
23.滑动支承套
24.平衡轴小齿轮
25.传动链
27.外齿结构
28.内齿结构
30.法兰盘=>输入部件
32.组合在不平衡重量17中的扭转振动减振器
34.中间盘=>输出部件
35.配合盘=>输出部件
38.间隔栓
40.储能器
49.间隔栓
50.间隔栓
51.间隔栓
53.弧形弹簧
54.弧形弹簧
56.止挡
57.止挡
58.止挡
59.止挡
61.接收窗
62.接收窗
64.长形孔
65.长形孔
66.长形孔
67.长形孔
70.接收通道
72.弹簧盘
74.轴环
81.透孔
82.透孔
83.透孔
84.透孔
91.透孔
92.透孔
93.透孔
94.透孔
98.接收通道
102.接收窗
103.接收窗
106.孔
107.孔
108.孔
111.接收凹部
112.接收凹部

Claims (12)

1.用于内燃机的平衡轴,它具有至少一个不平衡重量(17)及一个扭转振动减振装置(32),其特征在于:扭转振动减振装置(32)不是被构造成旋转对称的,而是被构造成不对称的,使得该扭转振动减振装置(32)的重心向不平衡重量(17)的方向上位移。
2.根据权利要求1的平衡轴,其特征在于:扭转振动减振装置(32)被组合在不平衡重量(17)中。
3.根据以上权利要求中一项的平衡轴,其特征在于:扭转振动减振装置(32)相对平衡轴(12)的转动轴线(13)基本上延伸在与不平衡重量(17)相同的圆扇区上。
4.根据以上权利要求中一项的平衡轴,其特征在于:不平衡重量(17)具有一个支承头(21),该支承头与平衡轴(12)无相对转动地连接。
5.根据权利要求4的平衡轴,其特征在于:在支承头(21)上可转动地支承着一个转矩传递装置(24)、尤其是一个传动齿轮。
6.根据权利要求5的平衡轴,其特征在于:转矩传递装置(24)与一个法兰盘(30)无相对转动地连接。
7.根据权利要求6的平衡轴,其特征在于:法兰盘(30)具有用于储能器(40)的接收窗(61,62)。
8.根据权利要求6或7的平衡轴,其特征在于:法兰盘(30)相对平衡轴(12)在轴向方向上设置在不平衡重量(17)与一个配合盘(35)之间,该配合盘借助间隔栓(38,49-51)固定在不平衡重量(17)上。
9.根据权利要求8的平衡轴,其特征在于:在不平衡重量(17)与法兰盘(30)之间设置有一个中间盘(34),该中间盘具有一些用于储能器(40)的接收通道(70,98)。
10.根据权利要求9的平衡轴,其特征在于:在不平衡重量(17)与中间盘(34)之间设置有一个弹簧盘(72)。
11.根据权利要求10的平衡轴,其特征在于:弹簧盘(72)、法兰盘(30)、中间盘(34)及配合盘(35)相对平衡轴(12)的转动轴线基本上延伸在与不平衡重量(17)相同的圆扇区上。
12.具有至少一个由曲轴驱动的、根据以上权利要求中一项的平衡轴(12)的内燃机。
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