TWI593877B - engine - Google Patents

Description

引擎

本發明是有關於一種動力裝置，特別是指一種引擎。

引擎的活塞透過壓縮、點火、爆炸的行程上下移動，並帶動一曲軸旋轉而產生動力，而為了加強曲軸旋轉的慣性讓旋轉動力更平順、減少震動，在曲軸上多會形成有偏心配重塊而增加慣性，但隨著大排氣量的引擎，特別是單缸式的機車引擎，愈需要較重的配重塊增加慣性，但直接加大曲軸讓配重塊增大的方式，不僅讓需要的配置空間加大，也讓曲軸的形狀變為非簡單的幾何形狀，且當尺寸加大時在製造精度的控管更困難，所以不僅是增加製造上困難，同時也會使得平衡角平衡率的誤差值變大。

所以相關業者也有採用另一種方式增加曲軸的慣性，就是在曲軸的長度方向上額外增設與該曲軸同軸旋轉的一發電機、一單向離合器、一皮帶輪等，以增加旋轉慣量，甚至在所述皮帶輪、單向離合器上更設有至少一個輔助配重塊，如中華民國專利公開第201242805號、公告第M430526號等，但該輔助配重塊的位置遠離曲軸的偏心 配重塊，較長的力臂使該曲軸會受到較大的彎矩的作用，讓該曲軸容易變形或偏擺，使該曲軸的耐用性降低。

因此，本發明之目的，即在提供一種提高轉動慣量的引擎。

於是本發明引擎，包含一曲軸箱、一可轉動地樞設在該曲軸箱的曲軸、一套設在該曲軸上並在該曲軸箱外的啟動齒輪，及一配重塊。

該曲軸箱包括一第一半體，及一與該第一半體相接合的第二半體，該第一半體與第二半體相配合圍繞出一曲軸室。該曲軸包括一穿設過該第一半體、第二半體的軸部，及一由該軸部延伸且在該曲軸室內的偏心配重部。

該配重塊套設在該曲軸的軸部上並在該曲軸箱外，且在該曲軸箱的曲軸室與該啟動齒輪之間。

本發明之功效在於：該配重塊設置在原本引擎中未有效利用的空間中，且該配重塊設置在該曲軸室與該啟動齒輪之間，所以相對地縮短懸臂的長度，讓彎矩的影響減少而讓該曲軸的偏擺量降低，但有提高轉動慣量的效果，也不會造成該曲軸的尺寸增加。

2‧‧‧曲軸箱

21‧‧‧第一半體

211‧‧‧底壁

213‧‧‧凸出部

212‧‧‧肋壁

22‧‧‧第二半體

221‧‧‧底壁

222‧‧‧肋壁

23‧‧‧曲軸室

31‧‧‧第一蓋體

32‧‧‧第二蓋體

4‧‧‧曲軸

41‧‧‧軸部

42‧‧‧偏心配重部

5‧‧‧啟動齒輪

61‧‧‧發電機

611‧‧‧內定子

612‧‧‧外轉子

62‧‧‧單向離合器

63‧‧‧正時齒輪

7‧‧‧配重裝置

71‧‧‧第一配重件

711‧‧‧大端部

713‧‧‧缺槽

712‧‧‧小端部

72‧‧‧第二配重件

721‧‧‧內環部

722‧‧‧外環部

723‧‧‧穿孔

73‧‧‧固接件

731‧‧‧第一端部

732‧‧‧第二端部

91‧‧‧軸承

92‧‧‧曲柄

93‧‧‧正時鏈條

94‧‧‧活塞

95‧‧‧驅動齒輪

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視圖，說明本發明引擎的一較佳實施例； 圖2是一立體分解圖，說明該較佳實施例中一配重裝置、一啟動齒輪、一發電機與一曲軸的連結關係；圖3是一局部放大剖視圖，輔助說明該配重裝置；圖4是一側視圖，說明該配重裝置的多個缺槽的態樣；及圖5是一側視圖，說明該較佳實施例中的一第一半體的態樣，且為了方便說明省略部分元件。

參閱圖1與圖2，本發明引擎之一較佳實施例，包含一曲軸箱2、分別蓋設在該曲軸箱2兩側的一第一蓋體31與一第二蓋體32、一可轉動地樞設在該曲軸箱2的曲軸4、一套設在該曲軸4上並在該曲軸箱2外的啟動齒輪5、一套設在該曲軸4上的發電機61、一套設在該曲軸4上的單向離合器62、一套設在該曲軸4的正時齒輪63，及一配重裝置7。

該曲軸箱2包括一第一半體21，及一與該第一半體21相接合的第二半體22，該第一半體21與第二半體22相配合圍繞出一曲軸室23。該第一半體21、第二半體22皆具有一底壁211、221，及一由該底壁211、221延伸的肋壁212、222，其中該曲軸室23是指第一半體21的底壁211、肋壁212、第二半體22的底壁221、肋壁222相配合圍繞界定出的空間。參閱圖1、5，該曲軸箱2的第一半體21上有一朝該曲軸4凸伸的凸出部213。

參閱圖1與圖2，該曲軸4包括一穿設過該第一 半體21、第二半體22的軸部41，及二由該軸部41相間隔延伸且在該曲軸室23內的偏心配重部42，該曲軸4的軸部41是穿設過二分別在該第一半體21的底壁211、第二半體22的底壁221的軸承91，並是受到一活塞94、一曲柄92的帶動而能夠相對該曲軸箱2轉動，產生動力。

該啟動齒輪5套設在該曲軸4的軸部41上並在該曲軸箱2外，在本實施例中，該啟動齒輪5是在該曲軸4的第一半體21與該第一蓋體31之間，且與一啟動馬達(圖未示)相嚙合，而用於當引擎未啟動時，使用者能用電發讓該啟動馬達帶動該啟動齒輪5轉動，使該曲軸4被帶動旋轉，之後即能夠啟動引擎。

該發電機61包括一固設在該第一蓋體31的內定子611，及一環繞該內定子611且與該曲軸4的軸部41同軸轉動的外轉子612，同樣地，該發電機61是在該曲軸4的第一半體21與該第一蓋體31之間，且透過該外轉子612與該曲軸4的軸部41同軸轉動能夠增加該曲軸4的轉動慣量，並相對該內定子611轉動時能夠產生電力供車輛使用。

該單向離合器62設置在該曲軸4的軸部41上，並與該啟動齒輪5相連接，該單向離合器62有避免該曲軸4反向旋轉的功效，其結構為該發明所屬技術領域中具有通常知識者能容易了解，因此不多作贅述。

該正時齒輪63套設在該曲軸4的軸部41上，且用於帶動一正時鏈條93，該正時鏈條93並繞設在引擎的 一凸輪軸上(圖未示)，透過該正時齒輪63與正時鏈條93能夠將該曲軸4的轉動量帶到該凸輪軸上而用於控制汽門的運作。

參閱圖1、3、4，該配重裝置7套設在該曲軸4的軸部41上並在該曲軸箱2的第一半體21外，且在該曲軸箱2的曲軸室23與該啟動齒輪5之間。較佳地，該配重裝置7是在該正時齒輪63與啟動齒輪5之間。

該配重裝置7包括一套設在該曲軸4上並與該曲軸4的軸部41緊配合的第一配重件71、一穿設過該曲軸4的軸部41且與該第一配重件71可分離地相固接的第二配重件72，及多個將該第一配重件71與第二配重件72相固接的固接件73。

參閱圖2、3、4，該第一配重件71具有一圍繞該曲軸4的軸部41的大端部711、一圍繞該曲軸4的軸部41且由該大端部711朝遠離該曲軸4之偏心配重部42的方向延伸的小端部712，該小端部712的直徑小於該大端部711。該第一配重件71的大端部711具有多個等角度相間隔且環繞該曲軸4的軸部41的缺槽713，該等缺槽713能夠避免與該第一半體21的凸出部213(見圖5)在組裝上產生干涉，且為了控制該等缺槽713在轉動上的不平衡，特別是採用等角度間隔的配置方式，另外說明的是，若在設計上，在組裝上沒有該凸出部213的干涉問題，該第一配重件71的大端部711也可以不需形成該等缺槽713，在增加慣性的效果更佳。

該第二配重件72具有一固接在該第一配重件71的大端部711的內環部721、一由該內環部721向外延伸的外環部722，及一貫穿過該內環部721且與該第一配重件71相嵌合的穿孔723。在本實施例中，該等固接件73是螺栓，而每一固接件73具有分別朝向該偏心配重部42與啟動齒輪5的一第一端部731與一第二端部732，且該等第一端部731與該等第二端部732不會凸出於相對應之該第一配重件71的端面或第二配重件72的端面，但該等固接件73也可以是如花鍵、方栓槽等固接方式。並且，在空間足夠的條件下，也可以選擇所述第一端部731或所述第二端部732的其中之一不會凸出於該第一配重件71的端面或第二配重件72的端面的方式固接。

參閱圖1、2、3，在裝配上，是將該正時齒輪63、該第一配重件71套設在該曲軸4的軸部41並用緊配合的方式結合後，再將該曲軸箱2的第一半體21、第二半體22與該曲軸4相組立，特別是因為該第一配重件71上的該等缺槽713，所以在該曲軸箱2的第一半體21的凸出部213可以穿過其中一缺槽713，而能夠順利組立，接著在該曲軸箱2的第一半體21外再將該第二配重件72、啟動齒輪5、單向離合器62、發電機61等元件裝配在該軸部41上，而該曲軸4的軸部41在該曲軸箱2的第二半體22之外側則是裝配一驅動齒輪95，並與打擋車式的傳動機構相配合，但也可以是與無段變速的傳動機構(CVT)相配合組裝。最後，再將該第一蓋體31、第二蓋體32分別蓋設並鎖設 在該曲軸箱2的第一半體21、第二半體22上，完成組裝。另外說明的是，依引擎所需的特性，該第二配重件72可也不需安裝，而不同的引擎特性容後再詳述。

由於該正時齒輪63、啟動齒輪5、單向離合器62、發電機61的作用已概述如上，且為該發明領域中所屬的通常知識者能容易了解，不再贅述，因此當引擎啟動後，該曲軸4持續不停轉動後，該等偏心配重部42、該單向離合器62、發電機61的外轉子612會與該曲軸4同軸轉動而增加旋轉的慣性，另外該配重裝置7也會隨該曲軸4的軸部41同軸轉動，也增加該旋轉的慣性。若著重在減少引擎的震動、運轉聲音，該配重裝置7適合同時使用該第一配重件71、第二配重件72增加慣性，透過多個配重提高穩定性，若著重在高加速性能，則該配重裝置7可僅使用該第一配重件71，在配重與加速性之間取得一平衡協調性。

而該配重裝置7不管是僅使用該第一配重件71，或同時使用該第一配重件71、第二配重件72，皆是在該曲軸室23與該啟動齒輪5之間，所以相較於該發電機61、單向離合器62的力臂較短，產生的彎矩也較小，因此對於該曲軸4的軸部41造成偏擺的影響較小，提升該曲軸4的耐久性。

綜上所述，本發明引擎中，該配重裝置7設置在該曲軸室23與該啟動齒輪5之間，除了將原本未有效利用的空間用於增加配重外，且也儘可能地靠近該曲軸室23而能降低彎矩對該曲軸4造成的偏擺效應，此外，可相分 離固接的第一配重件71與第二配重件72，可依需求適時調配使用，提高配重的變化性，而能滿足不同地區、國情的使用習慣，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧曲軸箱

21‧‧‧第一半體

211‧‧‧底壁

212‧‧‧肋壁

213‧‧‧凸出部

22‧‧‧第二半體

221‧‧‧底壁

222‧‧‧肋壁

23‧‧‧曲軸室

31‧‧‧第一蓋體

32‧‧‧第二蓋體

4‧‧‧曲軸

41‧‧‧軸部

42‧‧‧偏心配重部

5‧‧‧啟動齒輪

61‧‧‧發電機

611‧‧‧內定子

612‧‧‧外轉子

62‧‧‧單向離合器

63‧‧‧正時齒輪

7‧‧‧配重裝置

71‧‧‧第一配重件

72‧‧‧第二配重件

73‧‧‧固接件

731‧‧‧第一端部

732‧‧‧第二端部

91‧‧‧軸承

92‧‧‧曲柄

93‧‧‧正時鏈條

95‧‧‧驅動齒輪

Claims (10)

1. 一種引擎，包含一曲軸箱，包括一第一半體，及一與該第一半體相接合的第二半體，該第一半體與第二半體相配合圍繞出一曲軸室；一曲軸，可轉動地樞設在該曲軸箱，該曲軸包括一穿設過該第一半體、第二半體的軸部，及一由該軸部延伸且在該曲軸室內的偏心配重部；一啟動齒輪，套設在該曲軸上並在該曲軸箱外；及一配重裝置，是同軸的套設在該曲軸的軸部上並在該曲軸箱外，且在該曲軸箱的曲軸室與該啟動齒輪之間。
2. 如請求項1所述的引擎，其中，該配重裝置包括一套設在該曲軸上並與該曲軸的軸部緊配合的第一配重件。
3. 如請求項2所述的引擎，其中，該第一配重件具有一圍繞該曲軸的軸部的大端部、一圍繞該曲軸的軸部且由該大端部朝遠離該曲軸之偏心配重部的方向延伸的小端部，該小端部的外徑小於該大端部的外徑。
4. 如請求項3所述的引擎，其中，該配重裝置還包括一穿設過該曲軸的軸部且與該第一配重件可分離地相固接的第二配重件。
5. 如請求項4所述的引擎，其中，該第二配重件具有一固接在該第一配重件的大端部的內環部、一由該內環部向外延伸的外環部，及一貫穿過該內環部且與該第一配重 件相嵌合的穿孔。
6. 如請求項1所述的引擎，還包括一蓋設在該曲軸箱的第一半體外側的第一蓋體，及一蓋設在該曲軸箱的第二半體外側的第二蓋體，其中，該配重裝置設置在該曲軸的第一半體與該第一蓋體之間。
7. 如請求項6所述的引擎，還包括一套設在該曲軸的軸部上且在該曲軸的第一半體與該第一蓋體之間的發電機，其中，該發電機包括一固設在該第一蓋體的內定子，及一環繞該內定子且與該曲軸的軸部同軸轉動的外轉子。
8. 如請求項1所述的引擎，該引擎還包括一套設在該曲軸的軸部上且用於帶動一正時鏈條的正時齒輪，其中，該配重裝置是在該正時齒輪與啟動齒輪之間。
9. 如請求項3所述的引擎，其中，該第一配重件的大端部具有多個等角度相間隔且環繞該曲軸的軸部的缺槽。
10. 如請求項4所述的引擎，其中，該配重裝置還包括多個將該第一配重件與第二配重件相固接的固接件，每一固接件具有二分別朝向該啟動齒輪與朝向該偏心配重部的端部，且至少一端部不凸出於該第一配重件的端面或第二配重件的端面。