发动机用平衡轴总成的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种发动机用平衡轴总成，包括第一平衡轴组件和第二平衡轴组件；第一平衡轴组件包括第一平衡轴、第一驱动齿轮、平衡齿轮和第一偏心重块；第二平衡轴组件包括第二平衡轴、第二驱动齿轮和第二偏心重块；两个平衡轴与气缸中心线呈对称布置，旋转方向相反，转速是曲轴转速的2倍，用以平衡发动机的一阶往复惯性力和二阶振动，从而达到更加理想的减振效果。
【专利说明】发动机用平衡轴总成
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机减振【技术领域】，具体为一种发动机用平衡轴总成。
【背景技术】
[0002]平衡轴技术是一项结构简单并且非常实用的发动机技术，简单说平衡轴其实就是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴，利用偏心重块所产生的反向振动力，使发动机获得良好的平衡效果，降低发动机振动，多应用于直列式发动机。
[0003]在发动机的工作循环中，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。在上下止点位置，活塞的速度为零，而在上下止点中间的位置速度达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，必然在活塞、活塞销和连杆上产生很大的惯性力。在连杆上配置的配重可以有效地平衡这些惯性力.但连杆上的配重只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与旋转。除了上下止点位置外，各种惯性力不能被完全平衡，使发动机产生了振动。
[0004]当活塞每上下运动一次，将使发动机产生一上一下两次振动，所以发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上，常使用多个谐波振动来描述发动机的振动，其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动，频率是发动机转速2倍的叫二阶振动，依次类推，还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高，振幅就越小，2阶以上可以忽略不计。由于单平衡轴结构简单，占用空间小，因而在单缸和小排量发动机中应用较为广泛。但单平衡轴只可以平衡一阶振动，在中高排量的发动机还不足以消除主要振动。而现有的双对平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动，其中一根平衡轴与发动机的转速相同，可以消除发动机的一阶振动；另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍，这样可以消除发动机的二阶振动，但由于两个轴转速不一致，导致耦合干扰，振动消除效果仍不理想。
【发明内容】
[0005]为克服现有单平衡轴系统存在的问题，本发明提出了一种发动机用平衡轴总成，采用两个平衡轴，相向旋转布置方式，就是两个平衡轴与气缸中心线呈对称布置，旋转方向相反，转速是曲轴转速的2倍，用以平衡发动机的一阶往复惯性力和二阶振动，从而达到更加理想的减振效果。
[0006]本发明的技术方案为:
[0007]所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:包括第一平衡轴组件和第二平衡轴组件；
[0008]第一平衡轴组件包括第一平衡轴、第一驱动齿轮、平衡齿轮和第一偏心重块；第一驱动齿轮和平衡齿轮装配在第一平衡轴上，其中第一驱动齿轮与第一平衡轴过渡配合；第一驱动齿轮与平衡齿轮通过凸台配合实现动力传递；第一偏心重块固定装配在第一平衡轴上；
[0009]第二平衡轴组件包括第二平衡轴、第二驱动齿轮和第二偏心重块；第二驱动齿轮装配在第二平衡轴上，且第二驱动齿轮与第二平衡轴过渡配合；第二偏心重块固定装配在第二平衡轴上；
[0010]第一平衡轴和第二平衡轴平行，且第一平衡轴和第二平衡轴沿发动机气缸中心线对称布置；发动机曲轴齿轮与第一驱动齿轮哨合，平衡齿轮与第二驱动齿轮哨合；第一驱动齿轮与发动机曲轴齿轮传动比为2:1,平衡齿轮与第二驱动齿轮传动比为1:1 ;在第一平衡轴组件和第二平衡轴组件上分别加工有第一偏心重块和第二偏心重块的装配标记，实现第一平衡轴组件和第二平衡轴组件同步旋转时，第一偏心重块和第二偏心重块方向一致。
[0011]进一步的优选方案，所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一平衡轴上设置有装配第一驱动齿轮和平衡齿轮的靠肩；第二平衡轴上设置有装配第二驱动齿轮的靠肩。
[0012]进一步的优选方案，所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一驱动齿轮的凸台与平衡齿轮的凸台之间装配有减震结构。
[0013]进一步的优选方案，所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一平衡轴上设置有进油孔和出油孔；第一驱动齿轮上还装配有骨架油封结构，骨架油封结构将第一平衡轴出油孔中油封闭。
[0014]进一步的优选方案，所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和平衡齿轮材质采用改性增强尼龙材料；第一平衡轴和第二平衡轴采用球墨铸铁。
[0015]有益效果
[0016]本发明通过使用双平衡轴，且两个平衡轴与气缸中心线呈对称布置，旋转方向相反，转速是曲轴转速的两倍，其减震和降噪效果更好，从而延长发动机使用寿命，提升驾乘者的舒适度。此外，曲轴和平衡轴的传动、平衡轴之间的传动都是通过高强度树脂齿轮实现的，达到了轻量化和低噪音的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1:第一平衡轴组件示意图；
[0018]图2:图1的C-C视图；
[0019]图3:图2的B向视图；
[0020]图4:图1的左视图；
[0021]图5:图1的右视图；
[0022]其中:1、第一平衡轴；2、平衡齿轮；3、第一驱动齿轮；4、骨架油封；5、减震件；6、钢珠。
[0023]图6:第二平衡轴组件示意图；
[0024]图7:图6的B-B视图；
[0025]图8:图7的A向视图；
[0026]图9:图6的左视图；
[0027]其中:7、第二驱动齿轮；8、第二平衡轴。
[0028]图10:平衡齿轮示意图；
[0029]图11:图10的A剖视图；
[0030]图12:图11的左视图；
[0031]图13:第一驱动齿轮示意图；
[0032]图14:图13的A-A剖视图；
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例描述本发明:
[0034]本实施例中的发动机用平衡轴总成在设计时，考虑工作方式是:采用两个平衡轴，相向旋转布置方式，就是两个平衡轴与气缸中心线呈对称布置，旋转方向相反，转速是曲轴转速的2倍，用以平衡发动机的一阶往复惯性力和二阶振动。因此，本实施例中的发动机用平衡轴总成安装在曲轴旁，包括第一平衡轴组件和第二平衡轴组件。
[0035]第一平衡轴组件包括第一平衡轴1、第一驱动齿轮3、平衡齿轮2和第一偏心重块。第一驱动齿轮和平衡齿轮装配在第一平衡轴上，其中第一驱动齿轮与第一平衡轴过渡配合。第一驱动齿轮与平衡齿轮通过凸台配合实现动力传递。第一偏心重块固定装配在第一平衡轴上。
[0036]第二平衡轴组件包括第二平衡轴8、第二驱动齿轮7和第二偏心重块。第二驱动齿轮装配在第二平衡轴上，且第二驱动齿轮与第二平衡轴过渡配合。第二偏心重块固定装配在第二平衡轴上。
[0037]第一平衡轴和第二平衡轴平行，且第一平衡轴和第二平衡轴沿发动机气缸中心线对称布置。发动机曲轴齿轮与第一驱动齿轮哨合，曲轴旋转时通过第一驱动齿轮带动第一平衡轴组件旋转。平衡齿轮与第二驱动齿轮啮合；当第一平衡轴组件旋转时，通过平衡齿轮带动第二驱动齿轮，使第二平衡轴组件旋转。
[0038]第一驱动齿轮与发动机曲轴齿轮传动比为2:1，平衡齿轮与第二驱动齿轮传动比为1:1 ;因此第一平衡轴组件与第二平衡轴组件转速相同，其转速是曲轴转速的2倍。
[0039]在平衡轴的选材上考虑到轴的转速高，需要耐磨。另外在旋转时有一定的冲击力存在，因此要求轴能耐一定的冲击力，因此选择的材料为QT450-10球墨铸铁。而驱动齿轮和平衡齿轮采用改性增强尼龙材料，实现曲轴和平衡轴的传动、平衡轴之间的传动，达到了轻量化和低噪音的目的
[0040]本实施例中，在第一平衡轴上设置有装配第一驱动齿轮和平衡齿轮的靠肩；第二平衡轴上设置有装配第二驱动齿轮的靠肩。实现驱动齿轮和平衡齿轮装配时的准确定位。
[0041]在第一平衡轴上还设置有进油孔和出油孔，目的在于实现齿轮啮合过程中的润滑。第一驱动齿轮上还装配有骨架油封结构，目的在于平衡轴I上的出油孔中的油在此处得到封闭。
[0042]本实施例中，第一驱动齿轮与平衡齿轮通过凸台配合实现动力传递，其中第一驱动齿轮上设计有4个凸台，目的在于第一平衡轴组件旋转时，依靠4个凸台实现与平衡轴齿轮的同步旋转，而在平衡齿轮上，为与第一驱动齿轮配合，也设计有4个凸台，同时为了降低平衡齿轮与第一驱动齿轮旋转过程中的硬性冲击，在两个产品的凸台中间设计有减震件。
[0043]在第一平衡轴和第二平衡轴上都装配有偏心重块，平衡轴总成的偏心重块主要用于平衡活塞往复运动产生的不平衡动量的。因此偏心重块的质量计算依据:(I)活塞、活塞销、活塞环、组合油环、活塞销卡簧、连杆组件运动过程动量的矢量和，与其到产品矢量中心长度的乘积计算值；(2)通过往复运动的部件质量计算二次惯性力，得到平衡率。通过上述计算确定偏心重块的平衡率在90%至115%之间即满足设计要求。
[0044]而为了实现装配过程中，第一平衡轴组件与第二平衡轴组件之间啮合时，两个轴上的偏心重块方向一致，在设计时考虑了一定的装配方向标记，该标记包括偏心重块中心位置在轴上的标记，齿轮的第一齿与标记凸台之间的角向关系要求的标记，如平衡齿轮标记孔位置为4.86° ,而树脂齿轮I的齿轮标记孔位置为12.86° ,从而确保装配后满足偏心重块方向一致的要求。
【权利要求】
1.一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:包括第一平衡轴组件和第二平衡轴组件； 第一平衡轴组件包括第一平衡轴、第一驱动齿轮、平衡齿轮和第一偏心重块；第一驱动齿轮和平衡齿轮装配在第一平衡轴上，其中第一驱动齿轮与第一平衡轴过渡配合；第一驱动齿轮与平衡齿轮通过凸台配合实现动力传递；第一偏心重块固定装配在第一平衡轴上； 第二平衡轴组件包括第二平衡轴、第二驱动齿轮和第二偏心重块；第二驱动齿轮装配在第二平衡轴上，且第二驱动齿轮与第二平衡轴过渡配合；第二偏心重块固定装配在第二平衡轴上； 第一平衡轴和第二平衡轴平行，且第一平衡轴和第二平衡轴沿发动机气缸中心线对称布置；发动机曲轴齿轮与第一驱动齿轮啮合，平衡齿轮与第二驱动齿轮啮合；第一驱动齿轮与发动机曲轴齿轮传动比为2:1，平衡齿轮与第二驱动齿轮传动比为1:1 ;在第一平衡轴组件和第二平衡轴组件上分别加工有第一偏心重块和第二偏心重块的装配标记，实现第一平衡轴组件和第二平衡轴组件同步旋转时，第一偏心重块和第二偏心重块方向一致。
2.根据权利要求1所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一平衡轴上设置有装配第一驱动齿轮和平衡齿轮的靠肩；第二平衡轴上设置有装配第二驱动齿轮的靠肩。
3.根据权利要求1所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一驱动齿轮的凸台与平衡齿轮的凸台之间装配有减震结构。
4.根据权利要求1所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一平衡轴上设置有进油孔和出油孔；第一驱动齿轮上还装配有骨架油封结构，骨架油封结构将第一平衡轴出油孔中油封闭。
5.根据权利要求1所述一种发动机用平衡轴总成，其特征在于:第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和平衡齿轮材质采用改性增强尼龙材料；第一平衡轴和第二平衡轴采用球墨铸铁。
【文档编号】F16F15/26GK104265833SQ201410493720
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】薛树青, 赵小薇, 赵红华, 韦亮亮, 孙峰 申请人:陕西航空电气有限责任公司, 陕西秦航机电有限责任公司