用于发动机的平衡轴及具有它的发动的制造方法

文档序号:5663007阅读:222来源:国知局
用于发动机的平衡轴及具有它的发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于发动机的平衡轴及具有它的发动机。所述用于发动机的平衡轴包括:第一轴段,所述第一轴段上设有第一平衡块;第二轴段,所述第二轴段上设有第二平衡块,所述第一轴段和所述第二轴段彼此间隔开;转子平衡块组件,所述转子平衡块组件固定在所述第一轴段与所述第二轴段之间,且所述转子平衡块组件包括:壳体;转子平衡块,所述转子平衡块绕摆动轴线可转动地设在所述壳体内,所述转子平衡块为非中心对称结构,所述摆动轴线、所述第一轴段的中心轴线和所述第二轴段的中心轴线分别重合。根据本发明实施例的用于发动机的平衡轴的不平衡量可变。
【专利说明】用于发动机的平衡轴及具有它的发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆领域,具体而言,涉及一种用于发动机的平衡轴及具有该平衡轴的发动机。
【背景技术】
[0002]发动机振动主要源于曲柄连杆机构运动产生的二阶往复惯性力和倾覆力矩。平衡轴在发动机的曲轴的带动下旋转,且平衡轴上设置的偏心平衡块可以在平衡轴旋转时产生不平衡量,所述不平衡量可以平衡所述二阶往复惯性力和倾覆力矩,从而减少发动机的振动与噪声。不同性能参数的发动机需要的用于平衡所述往复惯性力和所述倾覆力矩的不平衡量不同,且同一发动机在不同转速情况下,需要的不平衡量也不同。相关技术中,平衡轴产生的反向振动力不可改变,从而不能满足不同发动机的不平衡量的需求,也不能满足同一发动机在不同转速下的不同的不平衡量的需求。

【发明内容】

[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种不平衡量可变的用于发动机的平衡轴。
[0004]本发明的另一个目的在于提出一种具有所述平衡轴的发动机。
[0005]为了实现上述目的,根据本发明第一方面的实施例提出一种用于发动机的平衡轴。所述用于发动机的平衡轴包括第一轴段,所述第一轴段上设有第一平衡块;第二轴段,所述第二轴段上设有第二平衡块,所述第一轴段和所述第二轴段彼此间隔开;转子平衡块组件,所述转子平衡块组件固定在所述第一轴段与所述第二轴段之间,且所述转子平衡块组件包括:壳体;转子平衡块,所述转子平衡块绕摆动轴线可转动地设在所述壳体内,所述转子平衡块为非中心对称结构,所述摆动轴线、所述第一轴段的中心轴线和所述第二轴段的中心轴线分别重合。
[0006]根据本发明实施例的平衡轴,通过设置所述转子平衡块组件,其中,所述转子平衡块可绕所述摆动轴线可转动地设在所述壳体内,且通过将所述转子平衡块组件固定在所述第一轴段与所述第二轴段之间,使所述平衡轴的不平衡量可改变,从而发动机在不同的工作状态时,所述平衡轴都能平衡发动机的二阶往复惯性力和倾覆力矩,降低发动机的振动和噪音,提高发动机的可靠性和持久性。此外,所述转子平衡块摆动所需的空间小,所述转子平衡块组件所需的空间小,从而可以降低对布置在所述平衡轴周围的零部件的装配要求。
[0007]另外,根据本发明上述实施例的用于发动机的平衡轴还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]根据本发明的一个实施例,所述壳体内构造有彼此隔离开的第一油腔和第二油腔,所述第一油腔与所述第二油腔中的一个构成进油腔且另一个构成回油腔,以便所述转子平衡块绕所述摆动轴线在所述壳体内转动。[0009]根据本发明的一个实施例,所述壳体内设有定位销,转子平衡块包括定位销套,所述定位销配合在所述定位销套内且所述转子平衡块可绕所述定位销转动,所述定位销的中心轴线与所述摆动轴线重合。
[0010]根据本发明的一个实施例,所述转子平衡块包括:隔挡部和第三平衡块,所述隔挡部设在所述定位销套的一侧,所述第三平衡块设在所述定位销套的另一侧。
[0011]根据本发明的一个实施例,所述壳体包括:壳体本体;和两个支撑部,两个所述支撑部设在所述壳体本体的内壁面上,所述支撑部朝向所述定位销延伸且抵靠在所述定位销套上,所述壳体本体、所述转子平衡块和两个所述支撑部之间限定出第一空腔和第二空腔,其中所述隔挡部进一步将所述第一空腔隔离成所述第一油腔和所述第二油腔,所述第三平衡块设在所述第二空腔内。
[0012]根据本发明的一个实施例,所述壳体本体的底壁上构造有第一油孔和第二油孔,所述第一油孔与所述第一油腔常连通,第二油孔与所述第二油腔常连通,所述第一轴段上设有与所述第一油孔连通的第一油路以及与所述第二油孔连通的第二油路。
[0013]可选地,所述第三平衡块的横截面为扇形。
[0014]根据本发明的一个实施例,所述转子平衡块组件、所述第一轴段与所述第二轴段通过螺栓固定在一起,从而组装方便,且便于拆卸和维修。
[0015]根据本发明第二方面的实施例提出一种发动机。所述发动机包括第一方面所述的平衡轴,从而具有振动小、噪音小、可靠性高且持久性好的优点。
[0016]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0018]图1是根据本发明实施例的平衡轴的爆炸图;
[0019]图2是根据本发明实施例的转子平衡块组件的壳体与转子平衡块的连接关系的结构示意图;
[0020]图3是根据本发明实施例的平衡轴的第一轴段的结构示意图。
[0021]【专利附图】

【附图说明】:
[0022]平衡轴100、第一轴段1、第一平衡块11、第一油路12、第一油路12的一个端口121、第二油路13、第二油路13的一个端口 131、第二螺栓安装过孔14、第二轴段2、第二平衡块21、凸缘22、转子平衡块组件3、壳体31、定位销311、壳体本体312、第一油孔3121、第二油孔3122、支撑部313、第一螺栓安装过孔3131、转子平衡块32、定位销套321、定位孔3211、隔挡部322、第三平衡块323、第一油腔33、第二油腔34、第一空腔35、第二空腔36、螺栓37
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制。
[0025]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。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0026]在本发明中,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;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发明中的具体含义。
[0027]在本发明中,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下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0028]下面参照图1-图3描述根据本发明实施例的平衡轴100。如图1-图3所示,根据本发明实施例的平衡轴100包括第一轴段1、第二轴段2和转子平衡块组件3。
[0029]第一轴段I上设有第一平衡块11,第二轴段2上设有第二平衡块21,第一轴段I和第二轴段2彼此间隔开。转子平衡块组件3固定在第一轴段I与第二轴段2之间。转子平衡块组件3包括壳体31和转子平衡块32。转子平衡块32绕摆动轴线可转动地设在壳体31内,转子平衡块32为非中心对称结构。也就是说,转子平衡块32的重心所在直线与所述摆动轴线不重合。换言之,转子平衡块32是偏心结构。
[0030]所述摆动轴线、第一轴段I的中心轴线和第二轴段2的中心轴线分别重合。换言之,所述摆动轴线与第一轴段I的中心轴线重合,且所述摆动轴线与第二轴段2的中心线也重合。也就是说,所述摆动轴线、第一轴段I的中心轴线和第二轴段2的中心线位于同一直线上。
[0031]因此,转子平衡块32绕所述摆动轴线摆动时,平衡轴100的不平衡量是变化的。转子平衡块32摆动到不同位置时,平衡轴100可以得到不同的不平衡量。这样,平衡轴100的不平衡量可以变化,从而平衡轴100可以与不同性能参数的发动机匹配,还可以满足不同转速下的同一款发动机对不平衡量的需求。
[0032]综上所述,根据本发明实施例的平衡轴100,通过设置转子平衡块组件3,其中,转子平衡块32可绕所述摆动轴线可转动地设在壳体31内,且通过将转子平衡块组件3固定在第一轴段I与第二轴段2之间,使平衡轴100的不平衡量可改变,从而发动机在不同的工作状态时,平衡轴100都能平衡发动机的二阶往复惯性力和倾覆力矩,降低发动机的振动和噪音,提高发动机的可靠性和持久性。此外,转子平衡块32摆动所需的空间小,转子平衡块组件3所需的空间小,从而可以降低对布置在平衡轴100周围的零部件的装配要求。
[0033]如图2所示,在本发明的一个实施例中,壳体31内可以构造有彼此隔离开的第一油腔33和第二油腔34,第一油腔33与第二油腔34中的一个可以构成进油腔,第一油腔33与第二油腔34中的另一个可以构成回油腔,以便转子平衡块32可以绕所述摆动轴线在壳体31内转动。
[0034]第一油腔33和第二油腔34可以与发动机的润滑油路相连,润滑油路上可以设有用于控制进入第一油腔33的油压以及进入第二油腔34的油压的控制阀。控制阀可以根据发动机的转速,控制进入第一油腔33的油压和第二油腔34的油压,使转子平衡块32摆动到与发动机的转速匹配的位置上,在该位置上,平衡轴100的不平衡量可以抵消该转速下发动机的承受的二阶往复惯性力和倾覆力矩。
[0035]当第一油腔33的压力大于第二油腔34的压力时,第一油腔33为进油腔,第二油腔34为回油腔,转子平衡块32在第一油腔33与第二油腔34的压力差的作用下朝第二油腔34旋转。当第一油腔33的压力小于第二油腔34的压力时,第一油腔33为回油腔,第二油腔34为进油腔,转子平衡块32在第一油腔33与第二油腔34的压力差的作用下朝第一油腔33旋转。
[0036]如图1和图2所示,壳体31内可以设有定位销311。转子平衡块32可以包括定位销套321,定位销311可以配合在定位销套321内,且转子平衡块32可绕定位销311转动,定位销311的中心轴线与摆动轴线重合。这样,转子平衡块32的转动可以更顺畅、更稳定。具体地,如图1所示,定位销套321的中部可以设有与定位销311配合的定位孔3211。
[0037]如图2所示,在本发明的一个实施例中,转子平衡块32可以包括隔挡部322和第三平衡块323,隔挡部322可以设在定位销套321的一侧,第三平衡块323可以设在定位销套321的另一侧。可选地,第三平衡块323的横截面可以为扇形。
[0038]进一步地,壳体31可以包括壳体本体312和两个支撑部313,两个支撑部313可以设在壳体本体312的内壁面上,支撑部313可以朝向定位销311延伸且抵靠在定位销套321 上。
[0039]这样,壳体本体312、转子平衡块32和两个支撑部313之间可以限定出第一空腔35和第二空腔36。其中,隔挡部322可以进一步将第一空腔35隔离成第一油腔33和第二油腔34,第三平衡块323可以设在第二空腔36内。也就是说,当转子平衡块32绕定位销311转动时,隔挡部322可以改变第一油腔33和第二油腔34的体积,第三平衡块323可以在第二空腔36内摆动。隔挡部322摆动的方向与第三平衡块323摆动的方向相反。
[0040]在本发明的一个实施例中,如图1所示,转子平衡块组件3、第一轴段I与第二轴段2可以通过螺栓37固定在一起,从而组装方便,且便于拆卸和维修。第二轴段2的靠近转子平衡块组件3的一端上可以设有凸缘22,壳体31的一端抵靠在凸缘22上,支撑部313上可以设有第一螺栓安装过孔3131,第一轴段I上可以设有与第一螺栓安装过孔3131对应的第二螺栓安装过孔14,螺栓37可以依次穿过凸缘22、第一螺栓安装过孔3131和第二螺栓安装过孔14将转子平衡块组件3、第一轴段I与第二轴段2固定在一起。
[0041]如图2所示,壳体本体312的底壁上可以构造有第一油孔3121和第二油孔3122,第一油孔3121可以与第一油腔33常连通,第二油孔3122可以与第二油腔34常连通。也就是说,在转子平衡块32摆动的范围内,第一油孔3121与第一油腔33 —直都处于连通状态,第二油孔3122与第二油腔34 —直都处于连通状态。第一轴段I上可以设有与第一油孔3121连通的第一油路12,第一轴段I上还可以设有与第二油孔3122连通的第二油路13。可以理解的是,如图1所示,第一油路12可以具有两个端口。第一油路12的一个端口 121可以与发动机的润滑油路连通,第一油路12的另一个端口可以与第一油孔3121连通。第二油路13可以具有两个端口,第二油路13的一个端口 131可以与发动机的润滑油路连通,第二油路13的另一个端口可以与第二油孔3122连通。
[0042]下面结合平衡轴100的上述结构,参考图1和图2,以第一油腔33为进油腔,第二油腔34为回油腔为例,详细描述平衡轴100的工作原理:
[0043]控制阀根据发动机的转速,调节进入第一油路12的油量和进入第二油路13的油量。具体而言,从第一油路12进入的油通过第一油孔3121进入第一油腔33,从第二油路13进入的油通过第二油孔3122进入第二油腔34,控制阀控制第一油腔33的油压大于第二油腔34的油压,从而推动转子平衡块32绕定位销311向第二油腔34 —侧转动,第二油腔34内的油通过第二油孔3122回到第二油路13最后返回发动机的润滑油路的油腔(例如,曲轴箱内),这样通过调节转子平衡块32的转动来使平衡轴100的不平衡量可以改变。
[0044]通过控制阀控制油压来控制转子平衡块32的转动,可以使平衡轴100的不平衡量连续可调,且控制方式稳定可靠。
[0045]本发明还提供了一种发动机,所述发动机包括上述实施例所述的平衡轴100,从而具有振动小、噪音小、可靠性高且持久性好的优点。
[0046]根据本发明实施例的发动机的其他构成例如曲轴箱和曲轴等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
[0047]在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于发动机的平衡轴,其特征在于,包括: 第一轴段,所述第一轴段上设有第一平衡块; 第二轴段,所述第二轴段上设有第二平衡块,所述第一轴段和所述第二轴段彼此间隔开; 转子平衡块组件,所述转子平衡块组件固定在所述第一轴段与所述第二轴段之间,且所述转子平衡块组件包括: 壳体; 转子平衡块,所述转子平衡块绕摆动轴线可转动地设在所述壳体内,所述转子平衡块为非中心对称结构,所述摆动轴线、所述第一轴段的中心轴线和所述第二轴段的中心轴线分别重合。
2.根据权利要求1所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述壳体内构造有彼此隔离开的第一油腔和第二油腔,所述第一油腔与所述第二油腔中的一个构成进油腔且另一个构成回油腔,以便所述转子平衡块绕所述摆动轴线在所述壳体内转动。
3.根据权利要求2所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述壳体内设有定位销,转子平衡块包括定位销套,所述定位销配合在所述定位销套内且所述转子平衡块可绕所述定位销转动,所述定位销的中心轴线与所述摆动轴线重合。
4.根据权利要求3所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述转子平衡块包括:隔挡部和第三平衡块,所述隔挡部设在所述定位销套的一侧,所述第三平衡块设在所述定位销套的另一侧。
5.根据权利要求4所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述壳体包括: 壳体本体;和 两个支撑部,两个所述支撑部设在所述壳体本体的内壁面上,所述支撑部朝向所述定位销延伸且抵靠在所述定位销套上,所述壳体本体、所述转子平衡块和两个所述支撑部之间限定出第一空腔和第二空腔,其中所述隔挡部进一步将所述第一空腔隔离成所述第一油腔和所述第二油腔,所述第三平衡块设在所述第二空腔内。
6.根据权利要求5所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述壳体本体的底壁上构造有第一油孔和第二油孔,所述第一油孔与所述第一油腔常连通,第二油孔与所述第二油腔常连通, 所述第一轴段上设有与所述第一油孔连通的第一油路以及与所述第二油孔连通的第二油路。
7.根据权利要求4所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述第三平衡块的横截面为扇形。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于发动机的平衡轴,其特征在于, 所述转子平衡块组件、所述第一轴段与所述第二轴段通过螺栓固定在一起。
9.一种发动机,其特征在于,包括: 根据权利要求1-8中任一项所述的平衡轴。
【文档编号】F16F15/22GK103527710SQ201310518660
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】梁永龙, 贺巍, 甄帅, 邱继虎, 白国栋 申请人:长城汽车股份有限公司
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