专利名称：平衡轴及发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备在轴颈部形成了润滑油供给用的沟槽的平衡轴及具备平衡轴的发动机。
背景技术：
活塞式发动机为了消除因活塞的往返运动产生的振动，会有具备平衡轴的情况。平衡轴的重心与其旋转中心轴偏离。在保持平衡轴的滑轴承部设有用于供给润滑油的润滑油吐出口。且在被该滑轴承部支撑的平衡轴的轴颈部形成了圆周方向的沟槽，因此可保持供给到与滑轴承部之间的润滑油。作为现有技术，例如有实公平7-24691号公报。
随着平衡轴的重心偏离中心，易导致轴颈部与滑轴承部的接触压力成为最大的最大负载点的油膜间断。为防止这种情况发生，圆周方向的沟槽长度的中心位置设在与平衡轴的旋转轴正交的截面中比重心所偏向的方向相反侧位置偏向平衡轴的逆旋转方向的位置上。
但若是上述构成，旋转平衡轴，而沟槽与润滑油吐出口相通时，平衡轴被流入沟槽的润滑油推向重心所偏向侧。此时，会有轴颈部破坏润滑油的油膜，而与滑轴承部冲突的情况。
在发动机上设有爆振传感器。爆振传感器在发动机引起爆振时检测爆振的振动。若爆振的振动被检测，则发动机被控制为延迟了点火时序的延迟点火状态。发动机通过被控制成延迟点火状态，可解除爆振现象。在这种情况下，爆振传感器安装到气缸体侧面且平衡轴附近时较多。因此，当平衡轴设在气缸体侧面时，若平衡轴的轴颈部与气缸体的滑轴承部发生冲突，则爆振传感器便将因冲突而发生的周期性振动噪声误当作爆振的振动而检测。其结果，虽然未发生爆振，发动机也被控制成延迟点火状态，从而降低输出功率。
发明内容
因此，本发明提供一种具有轴颈部与其轴承部不与旋转中心冲突的形状的平衡轴。且，还提供一种通过具备该平衡轴，防止发生启动延迟点火控制的水平的振动噪声的发动机。
本发明的平衡轴与发动机的曲柄轴平行地进行配置。该平衡轴具有，重心从旋转轴偏离的配重部、和形成于该配重部的被轴承部支撑的轴颈部。在轴颈部的外圆周面与配重部重心侧相反侧的范围内，沿着圆周方向形成至少半圆周长的沟槽。沟槽的深度从旋转方向的上游端经过至少4分之1的圆周长的范围内，随着接近下游而逐渐增大。
此外，本发明的发动机具备与曲柄轴平行地配置的平衡轴。平衡轴具有，重心从旋转轴偏离的配重部、和形成于该配重部的被轴承部支撑的轴颈部。轴承部通过润滑油供给路径供给润滑油。在轴颈部的外圆周面与配重部的重心侧相反侧的范围内，沿着周方向形成至少半圆周长的沟槽。沟槽深度从旋转方向的上游端经过至少4分之1的圆周长，随着接近下游而逐渐增大。
图1为透过周边部件表示本发明的一实施方式的发动机中的平衡轴配置的透视图。
图2为图1所示的平衡轴与托架部的剖面图。
图3为沿着图2中所示的F3-F3的剖面图。
图4为图1所示的发动机的油压路径的示意图。
图5为表示发动机的转数、和安装于图1所示的发动机的爆振传感器及安装于现有发动机的爆振传感器的最大输出功率值之间关系的图。
具体实施例方式
参照图1至图4对本发明的一实施方式的发动机1进行说明。图所示的发动机1具备气缸体2、活塞3、曲柄轴4、以及平衡轴5a，5b。气缸体2上形成了并列成一列的气缸6。活塞3嵌插在各气缸6中，并通过连杆连接在曲柄轴4上。
平衡轴5a，5b，如图2所示，被存放在设置于气缸体2的托架部7。在托架部7上设有滑轴承部8，作为支撑平衡轴5a，5b的轴承部。平衡轴5a，5b夹住沿着活塞3移动方向的面而分别在两侧各设置1个。平衡轴5a，5b的旋转轴A1，A2与曲柄轴4的旋转轴B平行地进行配置。平衡轴5a，5b具备配重部9、轴部10、以及轴颈部11。
配重部9为将以旋转轴A1，A2为中心的圆柱的一部分切除的形状。在图3中以点划线示出具体的配重部9的剖面形状。因此，配重部9的重心M的位置偏离了平衡轴5a，5b的旋转轴A1，A2。轴部10以平衡轴5a，5b的旋转轴A1，A2为中心安装在配重部9一侧的端9a上，并沿着旋转轴A1，A2向气缸体2的外部突出。
此外，如图1所示，在由气缸体2突出的轴部10的端部10a上安装了带齿的皮带轮12或齿轮13。带齿皮带轮12通过第1带齿带15与第1曲柄皮带轮14连接。第1曲柄皮带轮14被安装于从气缸体2突出的曲柄轴4上。
齿轮13与连接在从动带齿皮带轮18的从动齿轮19啮合。从动带齿皮带轮18通过第2带齿带17与第2曲柄皮带轮16连动。第2曲柄皮带轮16沿着旋转轴B的方向与第1曲柄皮带轮14并列地安装在曲柄轴4上。
由此，平衡轴5a，5b与曲柄轴4的转数同步旋转。在本实施方式的发动机1中，各皮带轮12，14，16，18的齿数、以及齿轮13，19的齿数设定成平衡轴5a，5b的转数为曲柄轴4的转数的2倍。而且，因平衡轴5a，5b应与曲柄轴4同步旋转，所以除了如上述地通过带齿带与带齿皮带轮和齿轮连接以外，还可通过链条和连轮等连接。
轴颈部11在沿着平衡轴5a，5b的旋转轴A1，A2的方向上设置在配重部9的大致中央部。且，如图2所示，通过带齿皮带轮12旋转的平衡轴5a在与气缸体2交叉的部分上也形成了轴颈部11。轴颈部11被滑轴承部8支撑。在轴颈部11的外圆周面上形成了沟槽20，21。设置于配重部9的轴颈部11的沟槽20，相对平衡轴5a，5b的旋转轴A1，A2，在与配重部9的重心M偏离中心的方向的相反侧的范围内沿着圆周方向经过半圆周长形成了圆弧形状。设置于轴部10的轴颈部11的沟槽21经过全圆周设置成圆环形状。
润滑油向轴颈部11与滑轴承部8之间供给。在平衡轴5a，5b旋转期间，轴颈部11被润滑油置为浮离滑轴承部8的状态。润滑油根据2种方法供给。在第1种方法中，润滑油如图2所示，从设置于气缸体2的壁2a内部的润滑油供给路径22通过在滑轴承部8开口的润滑油吐出口23供给。在第2种方法中，润滑油如图4所示，从设置于平衡轴5b内部的润滑油供给路径24通过在轴颈部11的沟槽20开口的润滑油吐出口25供给。
如图3所示，当润滑油从滑轴承部8侧供给时，设置于配重部9的轴颈部11的沟槽20的深度从旋转方向的上游端20a经过至少4分之1圆周长范围内，随着接近下游而逐渐增大。
此外，检测当发动机1引起爆振时的振动的爆振传感器26安装在气缸体2的外表面上。在发动机1中，振动通过爆振传感器26被检测，则进行火花塞点火的时序的延迟点火控制，从而消除爆振现象。
如上设置的发动机1的平衡轴5a，5b因重心M偏离了中心，所以设置于配重部9的轴颈部11在滑轴承部8中以偏向重心M方向的状态旋转。平衡轴5a，5b如图1所示的箭头，互向反方向旋转。且，平衡轴5a，5b旋转为重心M分别在活塞3上顶点侧及下顶点侧一致到相同方向。当润滑油从滑轴承部8侧供给的平衡轴5a时，平衡轴5a旋转，且沟槽20的上游端到达润滑油吐出口23的位置时，润滑油从润滑油吐出口23流入沟槽2。
本实施方式的设置于平衡轴5a的沟槽20的深度经过至少4分之1的圆周长而从上游端20a随着接近下游而逐渐增大。因此，润滑油流入沟槽20的量逐渐增多。其结果，沟槽20也小幅地变化，以便逐渐升高内部压力。因流入沟槽20的润滑油的压力不会急剧变化，所以轴颈部11不会接触到滑轴承部8的内壁。即，不会产生如爆振传感器26误检为爆振的振动的周期性振动噪声。因不会从平衡轴5a产生周期性振动噪声，所以发动机1不会被控制成延迟点火状态，可防止发动机输出功率降低。
在图5中示出了将在不引起爆振现象的条件下运转发动机时的爆振传感器的检测信号的最大输出值根据发动机转数绘制图表的一例。在图5中S为安装于具备沟槽20的深度在上游端20a急剧变化的现有平衡轴的发动机的气缸体的外表面的爆振传感器输出的值。且，T为安装于具备沟槽20的深度如图3所示逐渐增大的本实施方式的平衡轴5a的发动机1的气缸体2外表面的爆振传感器26输出的值。
如图5所示，本实施方式的平衡轴5a在发动机转数很低的领域不产生可检测为爆振信号的水平的振动。即，可充分发挥在不引起爆振现象的条件下运转的发动机固有性能。
以上，本发明以直列4气筒的发动机的气缸体上配置了平衡轴的情况为例进行了说明，但平衡轴也可以设置在油盘等上。且，对气筒数和发动机的形式，在不脱离本发明的主旨的范围内可适当进行变更。
权利要求
1.一种平衡轴，与曲柄轴平行地配置，并具备重心从旋转轴偏离的配重部、和形成于所述配重部的被轴承部支撑的轴颈部，其特征在于，在所述轴颈部的外圆周面的与所述配重部的重心侧相反侧的范围内，沿着周方向形成至少半圆周长的沟槽，所述沟槽的深度从旋转方向的上游端经过至少4分之1的圆周长，随着接近下游而逐渐增大。
2.一种发动机，具备与曲柄轴平行地配置的平衡轴，且平衡轴具有，重心从旋转轴偏离的配重部、和形成于所述配重部的被轴承部支撑的轴颈部，其特征在于，所述轴承部通过润滑油供给路径供给润滑油，所述平衡轴在所述轴颈部的外圆周面与所述配重部的重心侧相反侧的范围内，沿着周方向形成至少半圆周长的沟槽，所述沟槽的深度从旋转方向的上游端经过至少4分之1的圆周长，随着接近下游而逐渐增大。
全文摘要
发动机(1)具备与曲柄轴(4)平行地配置的平衡轴(5a，5b)。平衡轴(5a，5b)具有，重心(M)偏离旋转轴的配重部(9)、和被形成于该配重部(9)的滑轴承部(8)支撑的轴颈部(11)。轴承部(8)在通过润滑油供给路径(22)供给润滑油。在轴颈部(11)的外圆周面的配重部(9)的重心(M)侧相反侧的范围内，沿着周方向形成至少半圆周长的沟槽(20)。沟槽(20)深度在旋转方向上从上游端(20a)经过至少4分之1的圆周长随着接近下游而逐渐增大。
文档编号F16F15/22GK1576641SQ20041006372
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月7日 优先权日2003年7月7日
发明者金井敏和, 土居照幸, 大沼光彦 申请人:三菱自动车工业株式会社