CN212407347U - 稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，包括连接轴、连接轴固定机构以及联轴器，连接轴通过连接轴固定机构连接在发动机油底壳上，且连接轴一端延伸至发动机油底壳内部与固定在平衡轴上的平衡块固定螺栓连接，另一端延伸至发动机油底壳外部通过联轴器与平衡轴转动参数测量装置的转轴连接；平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置的转轴的径向跳动在平衡轴转动参数测量装置的允许范围之内，且平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置依次同轴连接。通过合理的连接轴套筒和U形支架的设计，在考虑了发动机油底壳的拔模角度的基础上，保证了各装配孔与轴的同轴度，以及旋转轴的径向跳动。

Description

稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，特别是涉及一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置。

背景技术

平衡轴可用于降低发动机因活塞在工作循环中往复运动而带来的振动，从而提高驾驶的舒适性。为综合评估平衡轴的实际效果，需要对其真实的转动状态进行模拟试验，并进行相应的测量。通常会从发动机油底壳外部引入一根细连接轴，与平衡轴上的平衡块或者平衡轴齿轮紧密连接。由于细连接轴的整体结构设计轻巧，其刚性不影响平衡轴的真实运动状态，且细连接轴与平衡轴同步转动，因此只需要把细连接轴的转动参数提取出来，就可以用于平衡轴的转动状态评估。考虑到平衡轴与发动机油底壳的振动，因此需要设计一套合理的连接轴固定装置，并借助发动机油底壳对测量系统进行固定。这需要考虑以下三点：一、固定装置需要保证其上各装配孔与轴（及套筒）的同轴度，且测量装置（如：编码器）转轴的径向跳动应在测量装置的量程范围内；二、在借助发动机油底壳进行固定时，需要考虑至少2°左右的壳体拔模角度，尤其是紧固端面应当与受力轴线垂直；三、测量系统的固定不应对平衡轴的转动、编码器的正常运行造成影响，且固定装置的各个零部件、零部件间的连接，均应具有合适的强度和耐久性。因此，该固定装置的设计具有一定的复杂性，目前相关的系统性研究探讨较少。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，所述连接装置设置在平衡轴和平衡轴转动参数测量装置之间，包括连接轴、连接轴固定机构以及联轴器，所述连接轴通过连接轴固定机构连接在发动机油底壳的轴孔内，且连接轴一端延伸至发动机油底壳内部与固定在平衡轴上的平衡块固定螺栓连接，另一端延伸至发动机油底壳外部通过联轴器与平衡轴转动参数测量装置的转轴连接；所述平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置的转轴的径向跳动在平衡轴转动参数测量装置的允许范围之内，且平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置依次同轴连接。

连接轴、联轴器、平衡轴转动参数测量装置的转轴在沿平衡轴旋转轴线方向的各装配孔、轴均具有同轴度要求；沿旋转轴各处的径向跳动需要分段测量，其数值应在给定的范围，特别是在连接轴靠近平衡块固定螺栓的部分、连接轴靠近联轴器的部分、平衡轴转动参数测量装置转轴靠近联轴器的部分，均需要进行径向跳动的检测，保证编码器转轴的径向跳动应在平衡轴转动参数测量装置的量程范围内，从而保证整个连接装置能够准确输出平衡轴的转动参数。

进一步，为了提高连接轴的稳定性以及便于与其他部件之间连接，所述连接轴固定机构包括用于实现连接轴与发动机油底壳连接的连接轴套筒以及用于对发动机油底壳外部连接装置起到支撑作用的U形支架，所述连接轴套筒包括筒体和设置在筒体外侧的装夹垫片，所述连接轴转动连接在筒体内，所述连接轴套筒设置在发动机油底壳的轴孔内使装夹垫片与发动机油底壳贴紧；所述U形支架支撑在发动机油底壳外侧的筒体与平衡轴转动参数测量装置之间的连接装置下方，且U形支架靠近发动机油底壳的一端与发动机油底壳将装夹垫片夹紧固定在U形支架与发动机油底壳之间。

发动机油底壳为铸造件，表面通常有一定的拔模角度，故连接轴套筒的装夹垫片、U形支架等需要有局部适当倾斜的地方，便于装配和贴合。

进一步，所述装夹垫片和U形支架靠近发动机油底壳的一侧的侧壁具有与发动机油底壳的拔模角度相同的倾角。

连接轴套筒可以采用分体的组合式结构也可以采用整体的一体式结构。当采用组合式结构时，所述筒体和装夹垫片分体设置，每个部件可采用车铣等常规加工方式实现，所述筒体外侧为台阶结构，所述装夹垫片中部设置有台阶孔，所述台阶结构与台阶孔相配合，为装配关系；所述台阶孔的台阶面与装夹垫片贴合发动机油底壳的侧面之间的夹角与发动机油底壳的拔模角度相同。当采用整体式结构时，所述筒体和装夹垫片一体设置，可由一个圆柱体与长方体依次通过开槽、焊接、铣削的加工方式实现。相较于整体式连接轴套筒，组合式连接轴套筒的台阶形套筒，可使发动机油底壳上的开孔更小，对壳体的加工破坏更少，因此，对测量结果的影响也更小。台阶形套筒的内孔、整体式连接轴套筒的内孔均与连接轴同轴，台阶形套筒的细端外圆柱面、整体式连接轴套筒的外圆柱面与发动机油底壳上的开孔具有装配关系。

进一步，为了实现U形支架的固定以及对连接轴套筒的夹紧，还包括支架固定螺栓和支架固定螺母，所述U形支架通过支架固定螺栓和支架固定螺母与发动机油底壳连接，所述支架固定螺栓的紧固端面与受力轴线垂直，即螺栓轴线与平衡轴旋转轴线之间的夹角与拔模角度相同。

进一步，所述U形支架上与连接轴套筒的筒体配合的内孔直径大于筒体的外径。无配合关系，便于拆卸。

进一步，所述U形支架靠近平衡轴转动参数测量装置的一侧的端面与平衡轴转动参数测量装置的转轴垂直，且端面上设有用于与平衡轴转动参数测量装置的转轴配合的内孔，且所述转轴与所述内孔间隙配合。

进一步，所述平衡块固定螺栓上设有与连接轴连接的螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹旋向使连接轴与螺纹孔的锁紧方向与平衡轴的转动方向相反。通过平衡块固定螺栓与连接轴的特殊螺纹连接方式，使连接轴与平衡轴上的平衡块紧密连接、同步转动，不易发生松动现象；由于螺纹拧紧方向与平衡轴旋转方向相反，平衡轴转速越高，连接越紧密。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，通过合理的连接轴套筒、U形支架设计，在考虑了发动机油底壳的拔模角度的基础上，保证了各装配孔与轴（及套筒）的同轴度，以及测量装置（编码器）转轴的径向跳动。整个固定装置通过螺栓连接在发动机油底壳表面，其结构轻盈，不会对平衡轴的转动、编码器的正常运行产生影响；固定装置的各部件连接紧凑，各部件及其连接均具有合适的强度和耐久性，在试验过程中不易出现破坏、磨损、松动。螺栓连接为防松设计，其紧固端面与螺栓受力轴线垂直，即螺栓轴线与平衡轴旋转轴线有与拔模角度相等的夹角。对于关键核心部件——连接轴套筒，本实用新型设计了组合式和整体式两种形式，且均有较好的装配精度和加工可行性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图。

图2是实施例一中组合式连接轴套筒的装配结构示意图。

图3是组合式连接轴套筒的结构示意图。

图4是实施例二中一体式连接轴套筒的装配结构示意图。

图5是一体式连接轴套筒的结构示意图。

图中：1-平衡轴齿轮，2-平衡块，3-平衡块固定螺栓，4-连接轴，5-连接轴套筒，51-筒体，52-装夹垫片，6-支架固定螺栓，7-发动机油底壳，8-支架固定螺母，9-联轴器，10-U形支架，11-平衡轴转动参数测量装置的转轴，12-平衡轴转动参数测量装置，13-垫片，14-油封。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等) 可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例一：

如图1-图3所示，本实用新型的一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，该连接装置设置在平衡轴和平衡轴转动参数测量装置12之间，其中，平衡轴外侧安装有平衡轴齿轮1，二者之间通过键连接，平衡块2设置在平衡轴的端部，通过平衡块固定螺栓3将平衡块2固定在平衡轴齿轮1外侧的平衡轴上；平衡轴转动参数测量装置12可以采用能够测量转速、角速度、角加速度的装置，如：编码器。为了能够直接将平衡轴的转动参数输出到发动机油底壳7（图中仅示出部分壳体）外部，直接利用原有的机构，在平衡块固定螺栓3端部直接开设螺纹孔，用于连接与外部部件的连接；发动机油底壳7为铸造件，表面通常有一定的拔模角度，故连接轴套筒5的装夹垫片52、U形支架10等需要有局部适当倾斜的地方，便于装配和贴合。本实施例中以拔模角度为2°进行说明。

本实施例中连接装置包括连接轴4、连接轴固定机构以及联轴器9，所述连接轴4通过连接轴固定机构连接在发动机油底壳7的轴孔内，且连接轴4一端延伸至发动机油底壳7内部与固定在平衡轴上的平衡块固定螺栓3连接，另一端延伸至发动机油底壳7外部通过联轴器9与U形平衡轴转动参数测量装置12的转轴11连接；所述平衡块固定螺栓3、连接轴4、联轴器9以及U形平衡轴转动参数测量装置12的转轴11的径向跳动在平衡轴转动参数测量装置12的允许范围之内，且平衡块固定螺栓3、连接轴4、联轴器9以及平衡轴转动参数测量装置12依次同轴连接。

连接轴4、联轴器9、U形平衡轴转动参数测量装置12的转轴11在沿平衡轴旋转轴线方向的各装配孔、轴均具有同轴度要求；沿旋转轴各处的径向跳动需要分段测量，其数值应在给定的范围，特别是在连接轴4靠近平衡块固定螺栓3的部分、连接轴4靠近联轴器9的部分、平衡轴转动参数测量装置12转轴靠近联轴器9的部分，均需要进行径向跳动的检测，保证编码器转轴的径向跳动应在平衡轴转动参数测量装置12的量程范围内，从而保证整个连接装置能够准确输出平衡轴的转动参数。

如图2和图3所示，连接轴固定机构包括用于实现连接轴4与发动机油底壳7连接的连接轴套筒5以及用于对发动机油底壳7外部连接装置起到支撑作用的U形支架10，其中，连接轴套筒5为组合式连接轴套筒5，包括筒体51和设置在筒体51外侧的装夹垫片52，所述筒体51和装夹垫片52分体设置，每个部件可采用车铣等常规加工方式实现，所述筒体51外侧为台阶结构，所述装夹垫片52中部设置有台阶孔，所述台阶结构与台阶孔相配合，为装配关系；所述台阶孔的台阶面与装夹垫片52贴合发动机油底壳7的侧面之间的夹角为2°。所述连接轴4转动连接在筒体51内，所述连接轴套筒5设置在发动机油底壳7的轴孔内使装夹垫片52与发动机油底壳7贴紧；所述U形支架10支撑在发动机油底壳7外侧的筒体51与平衡轴转动参数测量装置12之间的连接装置下方，且U形支架10靠近发动机油底壳7的一端与发动机油底壳7将装夹垫片52夹紧固定在U形支架10与发动机油底壳7之间。装夹垫片52和U形支架10靠近发动机油底壳7的一侧的侧壁的倾角均为2°。装夹垫片52的左右表面、整体式连接轴套筒5装夹部分的左右表面，均与发动机油底壳7的外表面平行，即与平衡轴旋转轴线的夹角为88°。装夹垫片52除与台阶形套筒的细端外圆柱面配合外，还开有平面凹槽（平面凹槽与平衡轴旋转轴线垂直），并与台阶形套筒的台阶面（台阶面与平衡轴旋转轴线垂直）相配合。

为了实现U形支架10的固定以及对连接轴套筒5的夹紧，还包括支架固定螺栓6和支架固定螺母8，U形支架10的左侧表面与发动机油底壳7的外表面平行，并通过四个螺栓连接在发动机油底壳7表面，所述支架固定螺栓6的紧固端面与受力轴线垂直，即支架固定螺栓6轴线与平衡轴旋转轴线之间的夹角为2°。支架固定螺栓6连接为防松设计，支架固定螺母8为防松螺母，垫片13为弹簧垫片。所述U形支架10上与连接轴套筒5的筒体51配合的内孔直径大于筒体51的外径。无配合关系，便于拆卸，只须内孔大于外圆柱面。U形支架10靠近平衡轴转动参数测量装置12的一侧的端面与U形平衡轴转动参数测量装置12的转轴11垂直，且端面上设有用于与U形平衡轴转动参数测量装置12的转轴11配合的内孔，且所述转轴与所述内孔间隙配合。U形支架10还应具有不易变形的特性。

平衡块固定螺栓3上设有与连接轴4连接的螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹旋向使连接轴4与螺纹孔的锁紧方向与平衡轴的转动方向相反。通过平衡块固定螺栓3与连接轴4的特殊螺纹连接方式，使连接轴4与平衡轴上的平衡块2紧密连接、同步转动，不易发生松动现象；由于螺纹拧紧方向与平衡轴旋转方向相反，平衡轴转速越高，连接越紧密。所述连接轴4表面设有凹槽结构，与连接轴4和筒体51之间的油封14配合。连接轴4表面的凹槽结构，与油封14配合时，可以更好地实现旋转过程中的密封隔油。

实施例二：

如图4和图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于连接轴套筒5的结构不同，本实施例中，连接轴套筒5采用整体式结构，包括中空的圆柱形筒体51和设置在筒体51外侧的用于防止轴向移动的装夹垫片52，本实施例中装夹垫片52为一体连接在筒体51上的矩形薄板，且薄板的上侧边缘延伸的长度大于下侧边缘延伸的长度。当采用整体式结构时，所述筒体51和装夹垫片52一体设置，可由一个圆柱体与长方体依次通过开槽、焊接、铣削的加工方式实现。相较于整体式连接轴套筒5，组合式连接轴套筒5的台阶形套筒，可使发动机油底壳7上的开孔更小，对壳体的加工破坏更少，因此，对测量结果的影响也更小。台阶形套筒的内孔、整体式连接轴套筒5的内孔均与连接轴4同轴，台阶形套筒的细端外圆柱面、整体式连接轴套筒5的外圆柱面与发动机油底壳7上的开孔具有装配关系。

加工装配时，连接轴4、联轴器9、编码器转轴在沿平衡轴旋转轴线方向的各装配孔、轴均具有同轴度要求。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述连接装置设置在平衡轴和平衡轴转动参数测量装置之间，包括连接轴、连接轴固定机构以及联轴器，所述连接轴通过连接轴固定机构连接在发动机油底壳的轴孔内，且连接轴一端延伸至发动机油底壳内部与固定在平衡轴上的平衡块固定螺栓连接，另一端延伸至发动机油底壳外部通过联轴器与平衡轴转动参数测量装置的转轴连接；所述平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置的转轴的径向跳动在平衡轴转动参数测量装置的允许范围之内，且平衡块固定螺栓、连接轴、联轴器以及平衡轴转动参数测量装置依次同轴连接。

2.如权利要求1所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述连接轴固定机构包括连接轴套筒和U形支架，所述连接轴套筒包括筒体和设置在筒体外侧的装夹垫片，所述连接轴转动连接在筒体内，所述连接轴套筒设置在发动机油底壳的轴孔内使装夹垫片与发动机油底壳贴紧；所述U形支架支撑在发动机油底壳外侧的筒体与平衡轴转动参数测量装置之间的连接装置下方，且U形支架靠近发动机油底壳的一端与发动机油底壳将装夹垫片夹紧固定在U形支架与发动机油底壳之间。

3.如权利要求2所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述装夹垫片和U形支架靠近发动机油底壳的一侧的侧壁具有与发动机油底壳的拔模角度相同的倾角。

4.如权利要求3所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述筒体和装夹垫片分体设置，所述筒体外侧为台阶结构，所述装夹垫片中部设置有台阶孔，所述台阶结构与台阶孔相配合；所述台阶孔的台阶面与装夹垫片贴合发动机油底壳的侧面之间的夹角与发动机油底壳的拔模角度相同。

5.如权利要求3所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述筒体和装夹垫片一体设置。

6.如权利要求2所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：还包括支架固定螺栓和支架固定螺母，所述U形支架通过支架固定螺栓和支架固定螺母与发动机油底壳连接，所述支架固定螺栓的紧固端面与受力轴线垂直。

7.如权利要求2所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述U形支架上与连接轴套筒的筒体配合的内孔直径大于筒体的外径。

8.如权利要求2所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述U形支架靠近平衡轴转动参数测量装置的一侧的端面与平衡轴转动参数测量装置的转轴垂直，且端面上设有用于与平衡轴转动参数测量装置的转轴配合的内孔，且所述转轴与所述内孔间隙配合。

9.如权利要求1所述的稳固型发动机平衡轴转动测量连接装置，其特征在于：所述平衡块固定螺栓上设有与连接轴连接的螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹旋向使连接轴与螺纹孔的锁紧方向与平衡轴的转动方向相反。

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