CN215861526U - 发动机平衡轴系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机平衡轴系统及车辆，包括曲轴、平衡轴托盘、第一平衡轴、第二平衡轴、第一平衡轴齿轮、第二平衡轴齿轮、减震皮带轮、皮带和联接轮；第一、二平衡轴和第二平衡轴可转动地安装于平衡轴托盘上，第一、二平衡轴齿轮分别固定于第一、二平衡轴上；减震皮带轮固定于曲轴上，联接轮固定于第一平衡轴上，皮带套设于减震皮带轮和联接轮上，减震皮带轮与联接轮之间通过皮带传动。减震皮带轮减震后通过皮带输出动力至第一平衡轴、第一平衡轴齿轮、第二平衡轴齿轮和第二平衡轴，传动平稳，第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮的扭振角加速度减小，提高NVH性能，降低对第一、二平衡轴齿轮加工精度的要求，降低成本。

Description

发动机平衡轴系统及车辆

技术领域

本实用新型属于发动机领域，特别是涉及一种发动机平衡轴系统及车辆。

背景技术

现有具有双平衡轴的发动机平衡轴系统，能够通过平衡发动机往复惯性力，改善发动机和整车的NVH性能；两个平衡轴间通过平衡轴齿轮传动，平衡轴的动力源基本都是曲轴，曲轴与平衡轴之间通过齿轮传动或链轮传动，平衡轴齿轮扭振角加速度大，平衡轴齿轮扭振角速度越大，齿轮敲击能量大，NVH表现为齿轮敲击噪音，另外高速阶段齿轮间传递误差大，NVH表现为齿轮啸叫，因此仍存在NVH性能不佳的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有方案NVH性能不佳的问题，提供一种发动机平衡轴系统及车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种发动机平衡轴系统，包括曲轴、平衡轴托盘、第一平衡轴、第二平衡轴、第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮；所述平衡轴托盘用于固定于气缸体底部，并位于油底壳内；所述第一平衡轴和所述第二平衡轴可转动地安装于所述平衡轴托盘上，所述第一平衡轴齿轮固定于所述第一平衡轴上，所述第二平衡轴齿轮固定于所述第二平衡轴上，所述第一平衡轴齿轮与所述第二平衡轴齿轮啮合；

发动机平衡轴系统还包括减震皮带轮、皮带和联接轮；

所述减震皮带轮固定于所述曲轴上，所述联接轮固定于所述第一平衡轴上，所述皮带套设于所述减震皮带轮和所述联接轮上，所述减震皮带轮与所述联接轮之间通过所述皮带传动。

可选地，所述减震皮带轮包括轮毂、第一橡胶圈、惯性环、滑动轴承、外环和第二橡胶圈；

所述轮毂固定于所述曲轴上；

所述惯性环套设于所述轮毂上；所述第一橡胶圈设于所述轮毂的外周和所述惯性环的内周之间，并分别连接于所述轮毂和所述惯性环；

所述外环包括第一环段和第二环段；

所述第一环段套设于所述惯性环上，所述滑动轴承连接于所述第一环段的内周，并与所述惯性环的外周间隙配合；

所述第二环段套设于所述轮毂上；所述第二橡胶圈设于所述轮毂的外周和所述第二环段的内周之间，并分别连接于所述轮毂和所述第二环段；

所述皮带套设于所述外环上。

可选地，所述第一橡胶圈分别与所述轮毂和所述惯性环过盈连接；

所述第二橡胶圈分别与所述轮毂和所述第二环段硫化连接。

可选地，所述轮毂包括第一轮毂体和第二轮毂体；

所述第一轮毂体和所述第二轮毂体均固定于所述曲轴上；

所述第一橡胶圈连接于所述第一轮毂体的外周；

所述第二橡胶圈连接于所述第二轮毂体的外周。

可选地，所述第一环段的内周尺寸大于所述第二环段的内周尺寸，所述外环在所述第一环段内壁与所述第二环段内壁之间形成有台阶；

所述惯性环的端面、所述第一橡胶圈的端面和所述第一轮毂体的端面，均与所述台阶间隔设置；

所述滑动轴承的一端位于所述惯性环的端面与所述台阶之间。

可选地，所述第一轮毂体和所述第二轮毂体套设于所述曲轴上，所述第一轮毂体的第一端与所述第二轮毂体的第一端抵接；

所述发动机平衡轴系统还包括固定螺栓；所述第二轮毂体的第二端用于与所述固定螺栓抵接，所述第一轮毂体的第二端用于与发动机的正时链轮抵接；所述固定螺栓固定于所述曲轴上，并用于将所述第二轮毂体和所述第一轮毂体压紧于所述正时链轮上。

可选地，所述减震皮带轮还包括挡环，所述挡环的内圈与所述惯性环的远离所述第二环段的一端过盈连接，所述挡环的外圈盖合于所述滑动轴承或所述第一环段中的至少一个上。

可选地，所述第一平衡轴和所述第二平衡轴直接支撑于所述平衡轴托盘的平衡轴安装孔内。

可选地，所述平衡轴托盘为铝合金托盘，所述第一平衡轴和所述第二平衡轴为球墨铸铁轴，所述第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮为球墨铸铁齿轮。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括前述发动机平衡轴系统。

本实用新型实施例提供的发动机平衡轴系统及车辆，与现有技术相比，通过减震皮带轮、皮带和联接轮实现曲轴与第一平衡轴之间的传动连接，减震皮带轮减震后通过皮带输出动力至第一平衡轴，第一平衡轴转动平稳，第一平衡轴齿轮随第一平衡轴平稳转动，第一平衡轴齿轮带动第二平衡轴齿轮和第二平衡轴平稳转动，第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮的扭振角加速度减小，减小齿轮敲击噪音和齿轮啸叫，提高NVH性能；

第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮的扭振角加速度减小，使得第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮承受的载荷和扭振激励降低，降低对第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮加工精度的要求，降低第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮加工成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的发动机平衡轴系统的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的发动机平衡轴系统的局部剖视图。

说明书中的附图标记如下：

1、曲轴；2、平衡轴托盘；21、上托盘；22、下托盘；23、平衡轴安装孔；

3、第一平衡轴；4、第二平衡轴；5、第一平衡轴齿轮；6、第二平衡轴齿轮；

7、减震皮带轮；711、第一轮毂体；712、第二轮毂体；72、第一橡胶圈；73、惯性环；74、滑动轴承；751、第一环段、752、第二环段；753、台阶；76、第二橡胶圈；

8、皮带；9、联接轮；10、固定螺栓；11、挡环。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的发动机平衡轴系统，包括曲轴1、平衡轴托盘2、第一平衡轴3、第二平衡轴4、第一平衡轴齿轮5、第二平衡轴齿轮6、减震皮带轮7、皮带8和联接轮9；

平衡轴托盘2用于固定于气缸体底部，并位于油底壳内；

第一平衡轴3和第二平衡轴4可转动地安装于平衡轴托盘2上，第一平衡轴齿轮5固定于第一平衡轴3上，第二平衡轴齿轮6固定于第二平衡轴4上，第一平衡轴齿轮5与第二平衡轴齿轮6啮合；

减震皮带轮7固定于曲轴1上，联接轮9固定于第一平衡轴3上，皮带8套设于减震皮带轮7和联接轮9上，减震皮带轮7与联接轮9之间通过皮带8传动。

本实用新型实施例提供的发动机平衡轴系统，与现有技术相比，通过减震皮带轮7、皮带8和联接轮9实现曲轴1与第一平衡轴3之间的传动连接，减震皮带轮7减震后通过皮带8输出动力至第一平衡轴3，第一平衡轴3转动平稳，第一平衡轴齿轮5随第一平衡轴3平稳转动，第一平衡轴齿轮5带动第二平衡轴齿轮6和第二平衡轴4平稳转动，第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6的扭振角加速度减小，减小齿轮敲击噪音和齿轮啸叫，提高NVH性能；

第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6的扭振角加速度减小，使得第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6承受的载荷和扭振激励降低，降低对第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6加工精度的要求，降低第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6加工成本。

本申请中，为方便说明，将第一平衡轴3和第二平衡轴4统称为平衡轴，第一平衡轴齿轮5和第二平衡轴齿轮6统称为平衡轴齿轮。

在一实施例中，如图1和图2所示，减震皮带轮7包括轮毂、第一橡胶圈72、惯性环73、滑动轴承74、外环和第二橡胶圈76；轮毂固定于曲轴1上；

惯性环73套设于轮毂上；第一橡胶圈72设于轮毂的外周和惯性环73的内周之间，并分别连接于轮毂和惯性环73；

外环包括第一环段751和第二环段752；第一环段751套设于惯性环73上，滑动轴承74连接于第一环段751的内周，并与惯性环73的外周间隙配合，优选间隙宽度为30～40μm；

第二环段752套设于轮毂上；第二橡胶圈76设于轮毂的外周和第二环段752的内周之间，并分别连接于轮毂和第二环段752；

皮带8套设于外环上。

曲轴1的动力从轮毂进入减震皮带轮7，再从外环输出至皮带8，进而皮带8带动联接轮9转动的过程中，第一橡胶圈72产生扭转变形，第二橡胶圈76产生扭转变形，滑动轴承74相对于惯性环73转动，从而大幅吸收和衰减来自曲轴1的扭振，更利于减小平衡轴齿轮的扭振角加速度，提高NVH性能，降低对平衡轴齿轮加工精度的要求。

具体地，轮毂和惯性环73的材质均为灰铸铁，如HT250；第一橡胶圈72的材质为EPDM橡胶；通过调整第一橡胶圈72的刚度，调节减震皮带轮7初始输出的扭振加速度。

具体地，由于工作状态的第二橡胶圈76会产生大量热量，因此第二橡胶圈76的材质为允许工作温度大于200℃的高温硅橡胶；

第二橡胶圈76的刚度越低减震性能越好，但疲劳强度变差，因此优选第二橡胶圈76的刚度为3～4NM/°。

具体地，滑动轴承74与第一环段751过盈连接，便于装配；优选地，滑动轴承74采用PTFE自润滑轴承，减小滑动轴承74与惯性环73之间的摩擦，提高滑动轴承74的使用寿命。

在一实施例中，第二橡胶圈76分别与轮毂和第二环段752硫化连接，增加第二橡胶圈76连接轮毂和第二环段752的可靠性，保证曲轴1动力能够通过轮毂传递至第二橡胶圈76，再从第二橡胶圈76传递至外环，进而由外环带动带轮，保证曲轴1与平衡轴间动力的可靠传递。

在一实施例中，第一橡胶圈72分别与轮毂和惯性环73过盈连接，简化轮毂、第一橡胶圈72和惯性环73的装配，保证第一橡胶圈72能够产生扭转变形，以吸收和衰减来自曲轴1的扭振。

在一实施例中，如图2所示，轮毂包括第一轮毂体711和第二轮毂体712；

第一轮毂体711和第二轮毂体712均固定于曲轴1上；

第一橡胶圈72连接于第一轮毂体711的外周；

第二橡胶圈76连接于第二轮毂体712的外周。

可先将第一轮毂、第一橡胶圈72和惯性环73组装成一个组件，将第二轮毂、第二橡胶圈76、外环和滑动轴承74组装成另一个组件，再将第一轮毂体711和第二轮毂体712固定于曲轴1上，即可实现减震皮带轮7在曲轴1上的装配，结构简单，便于加工和装配。

具体地，第一轮毂体711、第一橡胶圈72和惯性环73之间，通过橡胶膨胀过盈连接。

具体地，第二橡胶圈76的内周面与第二轮毂体712硫化连接，第二橡胶圈76的外周面与第二环段752硫化连接。

在一实施例中，如图2所示，第一环段751的内周尺寸大于第二环段752的内周尺寸，外环在第一环段751内壁与第二环段752内壁之间形成有台阶753；

惯性环73的端面、第一橡胶圈72的端面和第一轮毂体711的端面，均与台阶753间隔设置；

滑动轴承74的一端位于惯性环73的端面与台阶753之间。

有利于第一橡胶圈72、第二橡胶圈76分别衰减来自曲轴1的扭振，且惯性环73能够通过滑动轴承74对外环进行轴向限位，避免外环产生轴向位移，增加传动平稳性。

在一实施例中，如图2所示，第一轮毂体711和第二轮毂体712套设于曲轴1上，第一轮毂体711的第一端与第二轮毂体712的第一端抵接；

发动机平衡轴系统还包括固定螺栓10；第二轮毂体712的第二端用于与固定螺栓10抵接，第一轮毂体711的第二端用于与发动机的正时链轮抵接；固定螺栓10固定于曲轴1上，并用于将第二轮毂体712和第一轮毂体711压紧于正时链轮上。结构简单，便于装配。

具体地，如图2所示，固定螺栓10与曲轴1同轴或平行设置，减少固定螺栓10在曲轴1转动时承受的载荷，有利于增加结构稳定性。

在一实施例中，如图2所示，减震皮带轮7还包括挡环11，挡环11的内圈与惯性环73的远离第二环段752的一端过盈连接，挡环11的外圈盖合于滑动轴承74或第一环段751中的至少一个上。方便装配，同时挡环11起到防止异物进入滑动轴承74与惯性环73之间的作用。

具体地，如图2所示，第一环段751的远离第二环段752的一端与惯性环73的远离第二环段752的一端上均设有凹槽，挡环11位于外环与惯性环73之间，并设于凹槽内。便于挡环11的装配，结构更为紧凑，还能避免挡环11突出影响凸轴上其它结构的安装。

在一实施例中，如图1所示，第一平衡轴3和第二平衡轴4直接支撑于平衡轴托盘2的平衡轴安装孔23内，由于减震皮带轮7对来自曲轴1的扭振进行了大幅衰减，因此平衡轴通过平衡轴托盘2支撑和机油润滑即可，无需在平衡轴安装孔23内设置用于支撑平衡轴的平衡轴轴瓦，有利于降低成本。

具体地，平衡轴托盘2上对应第一平衡轴3设有两个平衡轴安装孔23，对应第二平衡轴4设有两个平衡轴安装孔23，平衡轴安装孔23的圆柱度保证达到0.006，对应于第一平衡轴3的两个平衡轴安装孔23的同轴度保证达到0.01，对应于第二平衡轴4的两个平衡轴安装孔23的同轴度保证达到0.01，避免第一平衡轴3与平衡轴安装孔23的孔壁撞击，或平衡轴安装孔23的孔壁干涉第一平衡轴3的转动。

具体地，第一平衡轴3和第二平衡轴4的材质为球墨铸铁(简称球铁)，如球铁450，可直接铸造成型，加工余量小，且易加工；平衡轴托盘2的材质为铝合金，如牌号为ADC12的铝合金材料，轻质，成本低；而且球墨铸铁和铝合金的包容性好，取消平衡轴轴瓦，也不影响平衡轴与平衡轴托盘2的转动配合。

第一平衡轴齿轮5、第二平衡轴齿轮6的材质为球墨铸铁，如球铁450，可直接铸造成型，加工余量小，且易加工；球铁450制成的第一平衡轴齿轮5、第二平衡轴齿轮6，含有大量石墨，相对常用钢齿轮阻尼更高，NVH性能更佳。通过减震皮带轮7衰减扭振后，传动非常平衡，第一平衡轴齿轮5、第二平衡轴齿轮6的加工精度只需达到8～9级即可，相对目前大量使用的6级精度的平衡轴齿轮的成本降低约50％。

具体地，平衡轴托盘2包括上托盘21和下托盘22，平衡轴安装孔23形成于上托盘21和下托盘22之间，结构简单，方便装配平衡轴。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括前述任一实施例述及的发动机平衡轴系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机平衡轴系统，包括曲轴、平衡轴托盘、第一平衡轴、第二平衡轴、第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮；所述平衡轴托盘用于固定于气缸体底部，并位于油底壳内；所述第一平衡轴和所述第二平衡轴可转动地安装于所述平衡轴托盘上，所述第一平衡轴齿轮固定于所述第一平衡轴上，所述第二平衡轴齿轮固定于所述第二平衡轴上，所述第一平衡轴齿轮与所述第二平衡轴齿轮啮合；其特征在于，还包括减震皮带轮、皮带和联接轮；

所述减震皮带轮固定于所述曲轴上，所述联接轮固定于所述第一平衡轴上，所述皮带套设于所述减震皮带轮和所述联接轮上，所述减震皮带轮与所述联接轮之间通过所述皮带传动。

2.根据权利要求1所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述减震皮带轮包括轮毂、第一橡胶圈、惯性环、滑动轴承、外环和第二橡胶圈；

所述轮毂固定于所述曲轴上；

所述惯性环套设于所述轮毂上；所述第一橡胶圈设于所述轮毂的外周和所述惯性环的内周之间，并分别连接于所述轮毂和所述惯性环；

所述外环包括第一环段和第二环段；

所述第一环段套设于所述惯性环上，所述滑动轴承连接于所述第一环段的内周，并与所述惯性环的外周间隙配合；

所述第二环段套设于所述轮毂上；所述第二橡胶圈设于所述轮毂的外周和所述第二环段的内周之间，并分别连接于所述轮毂和所述第二环段；

所述皮带套设于所述外环上。

3.根据权利要求2所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述第一橡胶圈分别与所述轮毂和所述惯性环过盈连接；

所述第二橡胶圈分别与所述轮毂和所述第二环段硫化连接。

4.根据权利要求2所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述轮毂包括第一轮毂体和第二轮毂体；

所述第一轮毂体和所述第二轮毂体均固定于所述曲轴上；

所述第一橡胶圈连接于所述第一轮毂体的外周；

所述第二橡胶圈连接于所述第二轮毂体的外周。

5.根据权利要求4所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述第一环段的内周尺寸大于所述第二环段的内周尺寸，所述外环在所述第一环段内壁与所述第二环段内壁之间形成有台阶；

所述惯性环的端面、所述第一橡胶圈的端面和所述第一轮毂体的端面，均与所述台阶间隔设置；

所述滑动轴承的一端位于所述惯性环的端面与所述台阶之间。

6.根据权利要求4所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述第一轮毂体和所述第二轮毂体套设于所述曲轴上，所述第一轮毂体的第一端与所述第二轮毂体的第一端抵接；

所述发动机平衡轴系统还包括固定螺栓；所述第二轮毂体的第二端用于与所述固定螺栓抵接，所述第一轮毂体的第二端用于与发动机的正时链轮抵接；所述固定螺栓固定于所述曲轴上，并用于将所述第二轮毂体和所述第一轮毂体压紧于所述正时链轮上。

7.根据权利要求2所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述减震皮带轮还包括挡环，所述挡环的内圈与所述惯性环的远离所述第二环段的一端过盈连接，所述挡环的外圈盖合于所述滑动轴承或所述第一环段中的至少一个上。

8.根据权利要求1所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述第一平衡轴和所述第二平衡轴直接支撑于所述平衡轴托盘的平衡轴安装孔内。

9.根据权利要求8所述的发动机平衡轴系统，其特征在于，所述平衡轴托盘为铝合金托盘，所述第一平衡轴和所述第二平衡轴为球墨铸铁轴，所述第一平衡轴齿轮和第二平衡轴齿轮为球墨铸铁齿轮。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发动机平衡轴系统。

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