发动机内置活塞式曲轴平衡机构的制作方法

本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种发动机内置活塞式曲轴平衡机构。

背景技术：

在发动机的工作循环中，由于活塞在气缸内做往复的高速直线运动，会产生很大的惯性力，曲轴配重可以部分平衡这些惯性力，但不能被完全平衡，从而使发动机产生振动。摩托车发动机大多为单缸或双缸，振动都比较大，严重影响乘骑的舒适性。

目前摩托车发动机采用的是平衡轴平衡方式，是通过设计有偏心重块的平衡轴，随曲轴同步反相旋转而产生反向的振动，以此来进行平衡剩惯性力产生的振动，从而降低发动机振动，但平衡轴结构比较复杂、制造要求比较高，另外因平衡轴安装位置的关系，平衡轴与曲轴相位非常重要，如果产生偏差不仅不能削弱发动机的振动，反而会加大发动机的振动。

例如，中国实用新型专利公开了一种摩托车用卧式发动机内置平衡轴机构[申请号：201420123874.1]，该实用新型专利包括沿水平方向设置于发动机壳体内的曲轴，其改进在于：所述发动机壳体内设置有一平衡轴，所述平衡轴的轴向与曲轴的轴向平行；所述曲轴的裸露段上套接有一传动齿轮，所述传动齿轮与曲轴固定连接且能同步转动；所述平衡轴端部套接有一平衡齿轮，所述平衡齿轮与平衡轴固定连接且能同步转动，所述平衡齿轮与传动齿轮相互啮合、传动连接；所述平衡轴中部设置有一配重块，所述配重块的重心与平衡轴的轴心偏心设置。

该实用新型即采用平衡轴与配重块配合的方式降低发动机的振动，故其存在上述结构比较复杂、制造要求比较高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供发动机内置活塞式曲轴平衡机构。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种发动机内置活塞式曲轴平衡机构，包括曲轴和气缸活塞，活塞连杆一端与曲轴转动连接，另一端与气缸活塞转动连接，还包括连接在曲轴上的惯性平衡机构，滑动气缸活塞可使惯性平衡机构沿与气缸活塞滑动方向相反的方向滑动。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述惯性平衡机构包括可沿与气缸活塞滑动方向相反的方向滑动的平衡活塞，平衡连杆一端与曲轴转动连接，另一端与平衡活塞转动连接。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述平衡活塞滑动连接在平衡缸内，所述平衡缸远离曲轴的一端设有排气口。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述排气口具有两个，且对称设置在平衡缸的两侧。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，连接活塞连杆与曲轴的第一铰接点和连接平衡连杆与曲轴的第二铰接点分别位于曲轴轴心线的两侧。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述第一铰接点与第二铰接点的连线与曲轴的轴心线相交。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述第一铰接点与曲轴轴心线之间的距离和第二铰接点与曲轴轴心线之间的距离相等。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述活塞连杆靠近曲轴的一端具有贯通活塞连杆侧面且横截面呈圆形的第一连接孔，所述曲轴上设有贯通过第一连接孔且两端均与曲轴固定连接的第一转动杆，所述第一铰接点位于第一转动杆的轴心线上；所述平衡连杆靠近曲轴的一端具有贯通平衡连杆侧面且横截面呈圆形的第二连接孔，所述曲轴上设有贯通过第二连接孔且两端均与曲轴固定连接的第二转动杆，所述第二铰接点位于第二转动杆的轴心线上。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述第一转动杆的外表面与第一连接孔的内表面相贴合，所述第二转动杆的外表面与第二连接孔的内表面相贴合。

在上述的发动机内置活塞式曲轴平衡机构中，所述曲轴上还固定连接有两块曲轴平衡块，两块曲轴平衡块与活塞连杆之间的最小距离相等。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明利用与气缸活塞始终保持反向运动的惯性平衡机构来平衡气缸活塞的惯性力，结构简单，易于制造、装配和维护，成本较低。

2、本发明的惯性平衡机构主要由平衡活塞和平衡连杆构成，无需使用齿轮或链条，一方面可以减少机械损耗，另一方面没有噪声，更安静。

3、本发明在平衡缸上开有排气口，使得平衡缸为贯通式结构，在往使用过程中，平衡缸内气流会穿过平衡缸，这样不会对平衡缸内气体产生压缩作用，不会使平衡缸内润滑油雾产生很大的压力波动而造成外泄等问题。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的爆炸图；

图中：曲轴1、气缸活塞2、活塞连杆3、惯性平衡机构4、第一铰接点5、第二铰接点6、第一转动杆7、第二转动杆8、曲轴平衡块9、第一连接孔31、平衡活塞41、平衡连杆42、平衡缸43、排气口44、第二连接孔45。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种发动机内置活塞式曲轴平衡机构，包括曲轴1和气缸活塞2，活塞连杆3一端与曲轴1转动连接，另一端与气缸活塞2转动连接，还包括连接在曲轴1上的惯性平衡机构4，滑动气缸活塞2可使惯性平衡机构4沿与气缸活塞2滑动方向相反的方向滑动，其中，这里相反的方向可以是完全相反的方向，也可以是由一个完全相反的方向以及一个垂直的方向矢量叠加后的方向。

本发明，使用时，气缸(图中未画出)驱动气缸活塞2滑动，通过活塞连杆3带动曲轴1转动，此时转轴1带动惯性平衡机构4沿与气缸活塞2滑动方向相反的方向滑动，故本发明利用与气缸活塞2始终保持反向运动的惯性平衡机构4来平衡气缸活塞2的惯性力，结构简单，易于制造、装配和维护，成本较低。

如图3所示，所述曲轴1上还固定连接有两块曲轴平衡块9，两块曲轴平衡块9与活塞连杆3之间的最小距离相等，曲轴平衡块9可初步减少气缸活塞2滑动产生的惯性力，剩余惯性力再由惯性平衡机构4滑动抵消。

结合图2和图3所示，所述惯性平衡机构4包括可沿与气缸活塞2滑动方向相反的方向滑动的平衡活塞41，平衡连杆42一端与曲轴1转动连接，另一端与平衡活塞41转动连接，所述平衡活塞41滑动连接在平衡缸43内，转轴1转动后，通过平衡连杆42将运动传递给平衡活塞41，使得平衡活塞41在平衡缸43内滑动，故本发明的惯性平衡机构4主要由平衡活塞41和平衡连杆42构成，无需使用齿轮或链条，一方面可以减少机械损耗，另一方面没有噪声，更安静。

优选地，所述平衡缸43远离曲轴1的一端设有排气口44，本发明在平衡缸43上开有排气口44，使得平衡缸43为贯通式结构，在往使用过程中，平衡缸43内气流会穿过平衡缸43，这样不会对平衡缸43内气体产生压缩作用，不会使平衡缸43内润滑油雾产生很大的压力波动而造成外泄等问题。

进一步优选地，所述排气口44具有两个，且对称设置在平衡缸43的两侧，这样气体对称的从两个出气口44排出，产生的惯性力正好可互相抵消。

结合图1和图3所示，连接活塞连杆3与曲轴1的第一铰接点5和连接平衡连杆42与曲轴1的第二铰接点6分别位于曲轴1轴心线的两侧，所述第一铰接点5与第二铰接点6的连线与曲轴1的轴心线相交，即第一铰接点5与第二铰接点6的转动相位差正好为180度，这样平衡活塞41在抵消原有的惯性力后不会产生别的方向的惯性力，从而能将发动机的振动程度降至最低。

优选地，所述第一铰接点5与曲轴1轴心线之间的距离和第二铰接点6与曲轴1轴心线之间的距离相等，这样便于计算确定平衡活塞41所需的质量，使得制造加工、装配维修都更加方便、简单、容易。

结合图1和图3所示，所述活塞连杆3靠近曲轴1的一端具有贯通活塞连杆3侧面且横截面呈圆形的第一连接孔31，所述曲轴1上设有贯通过第一连接孔31且两端均与曲轴1固定连接的第一转动杆7，所述第一铰接点5位于第一转动杆7的轴心线上，即活塞连杆3通过第一连接孔31套设在第一转动杆7上，实现气缸活塞2与曲轴1之间的传动；所述平衡连杆42靠近曲轴1的一端具有贯通平衡连杆42侧面且横截面呈圆形的第二连接孔45，所述曲轴1上设有贯通过第二连接孔45且两端均与曲轴1固定连接的第二转动杆8，所述第二铰接点6位于第二转动杆8的轴心线上，即平衡连杆42通过第二连接孔45套设在第二转动杆8上，实现曲轴1与平衡活塞41之间的传动。

优选地，所述第一转动杆7的外表面与第一连接孔31的内表面相贴合，所述第二转动杆8的外表面与第二连接孔45的内表面相贴合，这样能保证相对转动过程中的稳定性，不会产生径向的位移扰动。

本发明的工作原理是：使用时，气缸驱动气缸活塞2滑动，气缸活塞2推动活塞连杆3，活塞连杆3通过第一连接孔31推动第一转动杆7，从而带动曲轴1转动，此时转轴1通过第二转动杆8带动第二连接孔45，从而带动平衡连杆42，平衡连杆42推动平衡活塞41在平衡缸43内沿与气缸活塞2滑动方向相反的方向滑动，由于气缸驱动气缸活塞2做往复运动，故平衡活塞41在相反方向上做往复运动，平衡活塞41在往复运动中产生的气流从排气口44排出，故本发明利用与气缸活塞2始终保持反向运动的惯性平衡机构4来平衡气缸活塞2的惯性力，结构简单，易于制造、装配和维护，成本较低。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了曲轴1、气缸活塞2、活塞连杆3、惯性平衡机构4、第一铰接点5、第二铰接点6、第一转动杆7、第二转动杆8、曲轴平衡块9、第一连接孔31、平衡活塞41、平衡连杆42、平衡缸43、排气口44、第二连接孔45等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。