CN213206444U - 一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，应用于四缸发动机，其布置在发动机气缸第三缸下方，包括平衡轴座，所述平衡轴座内水平并排设有平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ长度分别仅横跨发动机气缸第三缸，在所述平衡轴座内平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ上分别设置有平衡块Ⅰ和平衡块Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ和平衡轴Ⅱ伸出平衡轴座左侧，其伸出端分别设置有齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ两者齿数和模数相同且相互啮合，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ外侧设置有盖板，所述平衡轴座底部设置有回油孔。本实用新型具有布置紧凑，采用两档轴承座支撑，在满足减振要求，提高平衡轴可靠性，同时平衡轴室底部设置回油孔，方便机油回流等特点。

Description

一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别是一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构。

背景技术

当前社会环境保护及公害治理方面对汽车低噪声化的要求日益强烈,特别针对商用柴油机，随着客户对商用车舒适性要求越来越高，柴油机减振降噪变得越来越重要，发动机振动和噪声水平成为发动机综合性能的重要评价指标之一。

而往复式发动机存在机件运动的周期性，运转中产生的旋转惯性力和往复惯性力都是呈周期变化的，其中周期变化的二阶往复惯性力是发动机重要振动激励源之一，不能通过曲轴本身结构设计来抵消，需要特别加装平衡轴机构抵消二阶往复惯性力。因此，在已有机型上增加平衡轴来降低整机的振动，同时要求整机相关件不能产生太大变化，同时尽可能抵消二阶往复惯性力，减小振动。平衡轴转速是曲轴转速的2倍，在平衡轴运转过程中偏心轴旋转产生惯性力与发动机二阶往复惯性力抵消，从而达到减振效果，但对于平衡轴本身结构来说，高速旋转的偏心结构容易使平衡轴产生变形，造成衬套偏磨故障率高；其次是在现有汽油机采用是三挡或多挡支撑的平衡轴座方案，导致平衡轴机构冗长、不紧凑；另市场上有单轴承座支撑的平衡轴方案，平衡率(平衡率：平衡轴产生的偏心力与二阶往复惯性力的比值)达不到设计要求，振动消减不明显。而且现有的平衡轴设置于平衡轴室内，轴室内底部堆积有润滑油，平衡轴运动而导致平衡块等容易打到机油，从而容易导致机油老化加速等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，旨在解决平衡轴的平衡率达不到设计要求，振动消减不明显，且平衡轴运动打到机油，从而导致机油老化加速的问题。

为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，应用于四缸发动机，其布置在发动机气缸第三缸下方，包括平衡轴座，所述平衡轴座内水平并排设有平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ长度分别仅横跨发动机气缸第三缸，在所述平衡轴座内平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ上分别设置有平衡块Ⅰ和平衡块Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ和平衡轴Ⅱ伸出平衡轴座左侧，其伸出端分别设置有齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ两者齿数和模数相同且相互啮合，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ外侧设置有盖板，所述平衡轴座底部设置有回油孔。

优选地，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ均为斜齿。这样有利于二者相互抵消作用力。

优选地，所述平衡块Ⅰ通过紧固销Ⅰ固定在平衡轴上，所述平衡块Ⅱ通过紧固销Ⅱ固定在平衡轴Ⅱ上。这样的设置可以方便平衡块Ⅰ、平衡块Ⅱ的安装和拆卸。

优选地，所述盖板通过紧固螺栓安装于平衡轴座上。这样设计可以方便盖板的安装和维修。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，具有布置紧凑，采用两档轴承座支撑，满足减振要求情况下，提高平衡轴可靠性，平衡轴室底部开孔，形成了开式结构，方便机油回流。

附图说明

图1为本实用新型的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构的结构示意图；

图2为本实用新型的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构示意图A-A向剖视图；

图3为本实用新型的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构示意图B-B向剖视图；

图4为本实用新型的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构在发动机中的安装位置图；

图中，1-齿轮Ⅰ、2-齿轮Ⅱ、3-盖板、4-紧固螺栓、5-平衡块Ⅰ、6-平衡轴Ⅰ、7-平衡轴座、8-紧固销Ⅰ、9-紧固销Ⅱ、10-平衡轴Ⅱ、11-平衡块Ⅱ、12-回油孔、13-发动机气缸第三缸、14-曲轴、15-本机构。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。

实施例

如图1-4所示，本实用新型提供了一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，应用于四缸发动机，其布置在发动机气缸第三缸13下方，包括平衡轴座7，所述平衡轴座7内水平并排设有平衡轴Ⅰ6、平衡轴Ⅱ10，所述平衡轴Ⅰ6、平衡轴Ⅱ10长度分别仅横跨发动机气缸第三缸，在所述平衡轴座7内平衡轴Ⅰ6、平衡轴Ⅱ10上分别设置有平衡块Ⅰ5和平衡块Ⅱ11，所述平衡轴Ⅰ6和平衡轴Ⅱ10伸出平衡轴座7左侧，其伸出端分别设置有齿轮Ⅰ1和齿轮Ⅱ2，所述齿轮Ⅰ1与齿轮Ⅱ2两者齿数和模数相同且相互啮合，所述齿轮Ⅰ1与齿轮Ⅱ2外侧设置有盖板3，所述平衡轴座7底部设置有回油孔12。

本机构布置在发动机第三缸13下方，安装位置在曲轴14第三曲拐或第四个曲拐，通过螺栓固定安装在发动机上，采用了短的平衡轴布置，即由于平衡轴座7横跨气缸一缸的宽度，因而平衡轴布置只横跨一缸，两端支撑的轴承座跨距短，平衡轴的刚性大；而在平衡轴座底部开设回油孔12，形成开式结构，方便机油回流，避免从机体散落的机油积累在平衡轴座内，旋转部件运动时打到机油，提高机油耐久，延长换机油周期。平衡轴齿圈安装在曲轴驱动盘上，通过过盈压装在曲轴14上，同时平衡轴齿圈和齿轮Ⅰ1相啮合，通过曲轴14转动直接驱动齿轮Ⅰ1，动力通过齿轮Ⅰ1传递到齿轮Ⅱ2，两者齿数和模数相同，而由于平衡块Ⅰ5和平衡块Ⅱ11转速相同方向相反，运转过程中偏心轴旋转产生惯性力与发动机二阶往复惯性力抵消，从而达到减振效果。

如下表中对采用长跨度的平衡轴(横跨两缸及两缸以上)与本机构短平衡轴，在相同压力下的变形量对比数据：

由上表可看出，长平衡轴的变形量为0.052mm，而本机构的短轴变形量为0.0095mm，远小于长平衡轴，其刚度有较大提升，且本机构短轴的平衡率达到100％。可见本机构具有布置紧凑，采用两档轴承座支撑，满足减振要求情况下，提高平衡轴可靠性。而且平衡轴室底部开孔，形成了开式结构，方便机油回流。

进一步的，所述齿轮Ⅰ1与齿轮Ⅱ2均为斜齿。这样有利于减少二者啮合时对平衡轴径向压力。

进一步的，所述平衡块Ⅰ5通过紧固销Ⅰ8固定在平衡轴Ⅰ6上，所述平衡块Ⅱ11通过下紧固销Ⅱ9固定在平衡轴Ⅱ10上。这样的设置可以方便机构的安装和拆卸。

进一步的，所述盖板3通过紧固螺栓4安装于平衡轴座7上。这样设计可以方便盖板3的安装和维修。

虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，应用于四缸发动机，其布置在发动机气缸第三缸下方，包括平衡轴座，其特征在于，所述平衡轴座内水平并排设有平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ长度分别仅横跨发动机气缸第三缸，在所述平衡轴座内平衡轴Ⅰ、平衡轴Ⅱ上分别设置有平衡块Ⅰ和平衡块Ⅱ，所述平衡轴Ⅰ和平衡轴Ⅱ伸出平衡轴座左侧，其伸出端分别设置有齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ两者齿数和模数相同且相互啮合，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ外侧设置有盖板，所述平衡轴座底部设置有回油孔。

2.根据权利要求1或所述的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，其特征在于，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ均为斜齿。

3.根据权利要求1所述的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，其特征在于，所述平衡块Ⅰ通过紧固销Ⅰ固定在平衡轴上，所述平衡块Ⅱ通过紧固销Ⅱ固定在平衡轴Ⅱ上。

4.根据权利要求1所述的一种高刚度短轴开式结构平衡轴机构，其特征在于，所述盖板通过紧固螺栓安装于平衡轴座上。

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