CN219119715U - 一种带有减震机构的平衡装置及其发动机、飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型技术方案公开了一种带有减震机构的平衡装置及其发动机、飞行器，包括平衡套筒、平衡配重块、平衡块驱动齿轮，平衡套筒设置第一隔离块，平衡块驱动齿轮设置第二隔离块，第一隔离块与第二隔离块之间分隔呈多个减震空间，每个减震空间内安装减震橡胶块。本实用新型的平衡装置可完全抵消四缸直列式活塞发动机由曲轴‑连杆‑活塞系统产生的二阶振动，为飞行器搭载四缸（但不限于）直列式活塞发动机提供基本技术保障。减震橡胶块可以吸收发动机启动及停止时平衡装置齿轮与平衡块之间的冲击，降低发动机启动及停止时的振动和噪声，为双轴二阶平衡装置在四缸直列式活塞航空发动机的具体应用提供切实可行的实施方案。

Description

一种带有减震机构的平衡装置及其发动机、飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器减震机构技术领域，尤其是涉及一种带有减震机构的平衡装置及其发动机、飞行器。

背景技术

近年，采用小型载人飞机用4缸活塞式发动机直接驱动螺旋桨的无人机出现在市场上。但是，小型载人飞机用4缸活塞式发动机绝大部分均采用水平对置排列的方式，搭载直列式4缸活塞发动机的无人机还尚未得到广泛应用。而现有的具有平衡装置的直列式活塞发动机、航空发动机和飞行器的双轴二阶平衡装置，在减震降噪方面还存在一些显著的问题未得到有效的解决。比如现有的平衡装置无法完全抵消发动机正常运转时曲轴-连杆-活塞系统产生的二阶振动，同时无法完全吸收发动机启动或停止时平衡装置齿轮与平衡块之间的冲击。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是现有的平衡装置无法完全抵消发动机正常运转时曲轴-连杆-活塞系统产生的二阶振动，同时无法完全吸收发动机启动或停止时平衡装置齿轮与平衡块之间的冲击。

为解决上述的技术问题，本实用新型技术方案提供一种带有减震机构的平衡装置，其中，包括平衡套筒，所述平衡套筒的一端安装平衡配重块，所述平衡套筒的另一端套设有平衡块驱动齿轮，且所述平衡套筒的另一端在靠近端面处的圆周方向上均匀设置第一隔离块，所述平衡块驱动齿轮的内壁圆周方向上配合所述第一隔离块均匀设置第二隔离块，所述第一隔离块与所述第二隔离块之间不接触且将所述平衡套筒与所述平衡块驱动齿轮之间的空间分隔呈多个减震安装空间，每个所述减震安装空间内安装减震橡胶块。

可选地，所述平衡套筒的筒内由外向内依次安装有滚针轴承和平衡轴。

可选地，所述滚针轴承至少为一对两个式，且分布在所述平衡套筒的筒内的轴向前后两个位置处。

可选地，两个所述滚针轴承之间设置有调整垫。

可选地，所述平衡轴露出所述平衡套筒的前后两端处分别套设垫片。

可选地，所述垫片呈环形结构，且环面至少将所述平衡套筒的横截面以及所述平衡块驱动齿轮的横截面覆盖。

为解决上述的技术问题，本实用新型技术方案还提供一种发动机，包括上述任意一项所述的带有减震机构的平衡装置，所述平衡装置至少成对地啮合设置于发动机曲轴左右两侧，且任意一个所述平衡装置与所述发动机曲轴之间共同啮合设置有惰轮装置。

为解决上述的技术问题，本实用新型技术方案还提供一种飞行器，包括上述的发动机。

本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过采用平衡块驱动齿轮和左右平衡块为分体式装配结构。平衡装置齿轮与平衡块装配之后形成6个(但不限于)独立空间，每个独立空间内配置一个减震橡胶块。平衡装置的平衡块与平衡装置中心轴之间采用两个滚针轴承实现转动连接。惰轮装置的惰轮与惰轮装置中心轴之间采用两个滚针轴承实现转动连接。可以完全抵消四缸直列式活塞发动机由曲轴-连杆-活塞系统产生的二阶振动，为飞行器搭载四缸(但不限于)直列式活塞发动机提供基本技术保障。减震橡胶块可以吸收发动机启动及停止时平衡装置齿轮与平衡块之间的冲击，降低发动机启动及停止时的振动和噪声，为双轴二阶平衡装置在四缸直列式活塞航空发动机的具体应用提供切实可行的实施方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例中平衡装置与曲轴装配俯视图；

图2为本实用新型实施例中平衡装置与曲轴装配的右侧立体图；

图3为本实用新型实施例中平衡装置与曲轴装配的左侧立体图；

图4为本实用新型实施例中右平衡装置的爆炸图；

图5为本实用新型实施例中左平衡装置的爆炸图；

图6为本实用新型实施例中惰轮装置的爆炸图；

图7为图4中A-A向剖视图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1、图2和图3所示，示出了一种实施例的带有减震机构的平衡装置，其中，包括平衡套筒112，平衡套筒112的一端安装平衡配重块111，平衡套筒112的另一端套设有平衡块驱动齿轮13，且平衡套筒112的另一端在靠近端面处的圆周方向上均匀设置第一隔离块113，平衡块驱动齿轮13的内壁圆周方向上配合第一隔离块113均匀设置第二隔离块131，第一隔离块113与第二隔离块131之间不接触且将平衡套筒113与平衡块驱动齿轮13之间的空间分隔呈多个减震安装空间300，每个减震安装空间300内安装减震橡胶块12。

本实施例中，平衡套筒112的筒内由外向内依次安装有滚针轴承14和平衡轴17。

本实施例中，滚针轴14承至少为一对两个式，且分布在平衡套筒112的筒内的轴向前后两个位置处。

本实施例中，两个滚针轴承14之间设置有调整垫15。

本实施例中，平衡轴17露出平衡套筒112的前后两端处分别套设垫片16。

本实施例中，垫片16呈环形结构，且环面至少将平衡套筒112的横截面以及平衡块驱动齿轮14的横截面覆盖。

本实施例技术方案还提供一种发动机，包括上述任意一项的带有减震机构的平衡装置，平衡装置至少成对地啮合设置于发动机曲轴左右两侧，且任意一个平衡装置与发动机曲轴之间共同啮合设置有惰轮装置230。

本实施例技术方案还提供一种飞行器，包括上述的发动机。

通过以下说明进一步地认识本实用新型的特性及功能。

图1为本实施例的平衡装置200与曲轴-连杆-活塞机构100的俯视图，图2和图3分别是平衡装置200与曲轴-连杆-活塞机构100的右侧立体视图和左侧立体视图。平衡装置200主要由右平衡装置210，左平衡装置220组成和惰轮装置230组成，其中惰轮装置230是为了修正左平衡装置的旋转方向，使得左右两个平衡装置呈相反方向旋转运动。

图4是右平衡装置210的实施案例结构分解爆炸图。右平衡装置210主要由以下零件组成：右平衡块11，减震橡胶块12(共六块，但不限于六块)，平衡块驱动齿轮13，滚针轴承14(两个)，调整垫15，垫片16(两个)，右平衡轴17。其中，右平衡块11由三个部位构成：平衡配重块111，平衡套筒112，第一隔离块113。

图5是左平衡装置220的实施案例结构分解爆炸图。左平衡装置220主要由以下零件组成：左平衡块21(左平衡块也包括平衡配重块、平衡套筒和第一隔离块，未示出)，左平衡轴17(与右平衡轴同编号，以免混淆)，减震橡胶块12(共六块，但不限于六块)，平衡块驱动齿轮13，滚针轴承14(两个)，垫片16(两个)。其中减震橡胶块12，平衡块驱动齿轮13，滚针轴承14，垫片16均与右平衡装置相关零件通用。

图6是惰轮装置230的实施案例结构分解爆炸图。惰轮装置230主要由以下零件组成：惰轮31，惰轮轴17(与右平衡轴同编号，以免混淆)，惰轮轴调整垫15(与调整垫同编号，以免混淆)，滚针轴承14(两个)，垫片16(两个)。其中滚针轴承14，垫片16均与左右平衡装置相关零件通用。

图7是图4(包括图5)的A-A截面剖视图，显示了左右平衡装置的减震橡胶块12与平衡块驱动齿轮13和平衡配重块111，以及滚针轴承14和平衡轴17的相对关系。

以下为每个零部件做具体功能介绍。

左右平衡装置220/210：以两倍于曲轴的转速做逆向旋转，抵消由曲轴-连杆-活塞机构产生的偏心力矩，达到消除二阶振动的减振效果。

左右平衡块21/11平衡块由三个部分构成(见图4):平衡配重块111,平衡套筒112，第一隔离块113。平衡配重块111起到平衡配重的作用，左右平衡配重的偏心力矩等于曲轴-连杆-活塞机构产生的偏心力矩的50％。平衡套筒112主要用于安装滚针轴承，并将平衡配重块111和第一隔离块113连接成一个整体。第一隔离块113共有三个，均匀设置在平衡套筒与平衡块驱动齿轮的连接部，与平衡块驱动齿轮13装配后形成减震橡胶块的六个独立安装空间。

平衡块驱动齿轮13：平衡装置齿轮的外面设有直齿，其齿数为曲轴平衡装置驱动齿轮齿数的1/2，其作用是将曲轴或惰轮的转动传递给左右平衡块，同时使得平衡块以2倍于曲轴的速度做旋转运动。平衡装置齿轮的内圈上均匀设有三个减震的第二隔离块131，与平衡块11/21装配后形成减震橡胶块的六个独立的减震安装空间300。

平衡轴17：支撑左右平衡装置，固定在曲轴下箱体上。

减震橡胶块12：减震橡胶块安放在由平衡块驱动齿轮13内部的第二隔离块131和左右平衡块21/11连接部的第一隔离块113所形成的6个减震安装空间300内。其作用是吸收平衡块驱动齿轮13和平衡块11/21之间的冲击，避免直接刚性接触，起到发动机启动或停止时产生初始振动，达到减震和降低噪声的效果。

滚针轴承14：支撑平衡块或惰轮，形成平衡块或惰轮与其中心轴之间的传动连接，实现平衡装置的小型化设计。

调整垫15：安装于右平衡轴上的两个滚针轴承之间，用于调整长度。

垫片16：安装与左右平衡装置中心轴或惰轮中心轴的两端，用于防止左右平衡块或惰轮以及滚针轴承的轴向窜动，同时防止中心轴内的润滑油外漏。

惰轮装置230：修正左平衡装置220的旋转方向，使得左平衡装置220与右平衡装置210做相反方向旋转运动。惰轮与平衡块驱动齿轮具有相同的齿数和模数。

惰轮31：由前后两个相同的齿轮构成，其齿数和模数与平衡块驱动齿轮相同。后面的齿轮与曲轴啮合，前面的齿轮与平衡块驱动齿轮啮合。

惰轮轴32：支撑惰轮，将惰轮装置230固定安装在上箱体上。

调整垫33：安装于惰轮轴上的两个滚针轴承之间，用于调整长度。

综上所述，本实施例针对用于驱动无人机或小型飞机的直列式活塞航空发动机平衡装置，通过采用平衡块驱动齿轮和左右平衡块为分体式装配结构。平衡装置齿轮与平衡块装配之后形成6个(但不限于)独立空间，每个独立空间内配置一个减震橡胶块。平衡装置的平衡块与平衡装置中心轴之间采用两个滚针轴承实现转动连接。惰轮装置的惰轮与惰轮装置中心轴之间采用两个滚针轴承实现转动连接。

可以完全抵消四缸直列式活塞发动机由曲轴-连杆-活塞系统产生的二阶振动，为飞行器搭载四缸(但不限于)直列式活塞发动机提供基本技术保障。减震橡胶块可以吸收发动机启动及停止时平衡装置齿轮与平衡块之间的冲击，降低发动机启动及停止时的振动和噪声，为双轴二阶平衡装置在四缸直列式活塞航空发动机的具体应用提供切实可行的实施方案。

平衡装置的平衡块与平衡装置中心轴之间采用滚针轴承，可以减小平衡装置的径向尺寸，实现平衡装置的小型化设计。惰轮装置的惰轮与惰轮装置中心轴之间采用滚针轴承可以减小惰轮装置的径向尺寸，实现整个平衡装置的小型化设计。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带有减震机构的平衡装置，其特征在于，包括平衡套筒，所述平衡套筒的一端安装平衡配重块，所述平衡套筒的另一端套设有平衡块驱动齿轮，且所述平衡套筒的另一端在靠近端面处的圆周方向上均匀设置第一隔离块，所述平衡块驱动齿轮的内壁圆周方向上配合所述第一隔离块均匀设置第二隔离块，所述第一隔离块与所述第二隔离块之间不接触且将所述平衡套筒与所述平衡块驱动齿轮之间的空间分隔呈多个减震安装空间，每个所述减震安装空间内安装减震橡胶块。

2.根据权利要求1所述的带有减震机构的平衡装置，其特征在于，所述平衡套筒的筒内由外向内依次安装有滚针轴承和平衡轴。

3.根据权利要求2所述的带有减震机构的平衡装置，其特征在于，所述滚针轴承至少为一对两个式，且分布在所述平衡套筒的筒内的轴向前后两个位置处。

4.根据权利要求3所述的带有减震机构的平衡装置，其特征在于，两个所述滚针轴承之间设置有调整垫。

5.根据权利要求2所述的带有减震机构的平衡装置，其特征在于，所述平衡轴露出所述平衡套筒的前后两端处分别套设垫片。

6.根据权利要求5所述的带有减震机构的平衡装置，其特征在于，所述垫片呈环形结构，且环面至少将所述平衡套筒的横截面以及所述平衡块驱动齿轮的横截面覆盖。

7.一种发动机，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任意一项所述的带有减震机构的平衡装置，所述平衡装置至少成对地啮合设置于发动机曲轴左右两侧，且任意一个所述平衡装置与所述发动机曲轴之间共同啮合设置有惰轮装置。

8.一种飞行器，其特征在于，包括根据权利要求7所述的发动机。

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