一种发动机及其平衡轴的制作方法

本发明涉及动力机械技术领域，更具体地说，涉及一种发动机的平衡轴，还涉及一种发动机。

背景技术：

随着工业技术的发展，汽车、摩托车等成为人类生活、休闲娱乐不可或缺的工具，而汽车、摩托车中的发动机起着至关重要的作用，平衡轴又是发动机中的关键部件，因此，平衡轴的高质量才能保证发动机的高效运转，而平衡轴轴颈与轴瓦的磨损情况，对发动机的寿命以及发动机的安全性至关重要。

请参阅图1-图2，图1为现有技术中常规平衡轴的结构示意图；图2为图1中轴颈轮廓放大图。现有技术中平衡轴本体1的轴颈2表面是平直的，在发动机运转过程中，轴颈中间受力，会使轴颈轮廓由平直向内凹，因而使得轴瓦磨损加重，从而导致轴瓦寿命剪短。

综上所述，如何有效地解决平衡轴的轴颈与轴瓦磨损严重造成轴瓦寿命短等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种发动机的平衡轴，该发动机的平衡轴的结构设计可以有效地解决平衡轴的轴颈与轴瓦磨损严重造成轴瓦寿命短的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述平衡轴的发动机。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机的平衡轴，包括平衡轴本体，所述平衡轴本体具有轴颈，其特征在于，所述轴颈的中部向外平滑凸出形成凸起，且所述凸起的高度不大于所述轴颈受力向内形变的变形量。

优选地，上述发动机的平衡轴中，所述凸起的高度不大于0.006mm。

优选地，上述发动机的平衡轴中，所述凸起的高度范围为0.002～0.006mm。

优选地，上述发动机的平衡轴中，所述凸起的表面呈曲面。

优选地，上述发动机的平衡轴中，所述凸起的高度由左右两侧边缘至中间逐渐增大。

优选地，上述发动机的平衡轴中，所述凸起关于所述轴颈的中线左右对称。

本发明提供的发动机的平衡轴包括平衡轴本体，平衡轴本体具有轴颈，轴颈的中部向外平滑凸出形成凸起，且凸起的高度不大于轴颈受力向内形变的变形量。

应用本发明提供的发动机的平衡轴，由于平衡轴本体的轴颈中部具有凸起，故在发动机运转过程中，轴颈中间受力，会使轴颈轮廓向内凹。向内凹的变形量使得轴颈轮廓趋于平直，故能够更好地与轴瓦配合，保证整个轴颈与轴瓦的间隙均匀，从而减轻轴颈与轴瓦的磨损，延长轴瓦及平衡轴的使用寿命。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种发动机，该发动机包括上述任一种平衡轴。由于上述的平衡轴具有上述技术效果，具有该平衡轴的发动机也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中常规平衡轴的结构示意图；

图2为图1中轴颈轮廓放大图；

图3为本发明一个具体实施例的平衡轴的结构示意图；

图4为图3的轴颈轮廓放大图；

图5为轴颈受力后结构示意图。

附图中标记如下：

平衡轴本体1，轴颈2，凸起3，凸起的高度h。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种发动机及其平衡轴，以减轻轴颈与轴瓦的磨损，延长使用寿命。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图3-图4，图3为本发明一个具体实施例的平衡轴的结构示意图；图4为图3的轴颈轮廓放大图。

在一个具体实施例中，本发明提供的发动机的平衡轴包括平衡轴本体1。

当发动机处在工作状态时，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时，其速度为零，但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力，但却只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外，其它惯性力并不能完全达到平衡状态，此时的发动机便产生了振动。

为了消除这种振动，增加平衡轴的设置。平衡轴简言之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。平衡轴本体1即平衡轴的主体结构，其具体结构请参考现有技术中常规平衡轴的设置，此处不再赘述。平衡轴本体1具有轴颈，本申请主要针对的是平衡轴本体1的轴颈2，通过对其结构改进来减轻轴颈2与轴瓦的磨损，因此以下着重以平衡轴本体1的轴颈2结构进行阐述。

轴颈2的中部向外平滑凸出形成凸起3。需要说明的是，此处的中部指轴颈2除两端外的中间部分，并不局限于中心线处。凸起3由轴颈2向外平滑凸出形成，指具有凸起3的轴颈2轮廓整体是平滑的，凸起3的设置并未形成棱角。此处及下文提到的外指轴颈2的径向向外。

凸起3的高度h不大于轴颈2受力向内形变的变形量，由于发动机运转过程中，轴颈2中间受力，会使轴颈2轮廓向内凹。通过设置凸起3的高度h不大于轴颈2受力向内形变的变形量，如发动机运转过程中，轴颈2中间受力使轴颈2轮廓内凹0.003mm，则凸起3的高度h不大于0.003mm，从而在发动机运转过程中，轴颈2轮廓向内凹的高度与凸起3的高度h相抵消，使得轴颈2的轮廓更趋于平直。且凸起3的高度h不大于轴颈2受力向内形变的变形量，避免了在发动机运转过程中，轴颈2仍存在凸起3而加剧与轴瓦的磨损。

如图5所示，图5为轴颈2受力后结构示意图。图5中虚线表示轴颈2变形前的轮廓示意，实线为变形后的轮廓示意，箭头所示为受力方向。可见，通过凸起3的设置，在发动机运转过程中，轴颈2中部发生形变而变直。

综上，应用本发明提供的发动机的平衡轴，由于平衡轴本体1的轴颈2中部具有凸起3，故在发动机运转过程中，轴颈2中间受力，会使轴颈2轮廓由内凹。向内凹的变形量使得轴颈2轮廓趋于平直，故能够更好地与轴瓦配合，保证整个轴颈2与轴瓦的间隙均匀，从而减轻轴颈2与轴瓦的磨损，延长轴瓦及平衡轴的使用寿命。

具体的，凸起3的高度h不大于0.006mm。一般而言，发动机运转过程中，轴颈2中间受力，会使轴颈2轮廓向内凹的高度鱼尾0.006mm，故将凸起3的高度h设置为小于或等于0.006mm，能够很好的抵消发动机运转过程中，轴颈2轴颈2轮廓向内凹的高度。

优选的，凸起3的高度h范围为0.002～0.006mm。当然，对于某一平衡轴而言，其轴颈2凸起3的高度h应为一确定的值，且该值在上述数值范围内。需要说明的是，凸起3的高度h指凸起3的最高点至轴颈2轮廓最低点之间的距离。

在上述各实施例中，凸起3的表面呈曲面。曲面结构保证了凸起3表面不具有棱角，避免了棱角与轴瓦接触造成磨损的加剧。且通过曲面设置，避免了应力集中，发动机运转过程中更好的适应轴颈2的变形。具体曲面的形状可根据需要设置，如采用弧面等。

进一步地，凸起3的高度h由左右两侧边缘至中间逐渐增大。由于轴颈2在发动机运转过程中，中间位置受力，故轴颈2的中间相应变形量大。将凸起3的高度h设置为由左右两侧边缘至中间逐渐增大，能够更好的抵消轴颈2的在发动机运运转过程中的形变，即中间高度较大的位置抵消轴颈2中间较大的向内凹形变，两侧高度较小的位置抵消轴颈2较小的向内凹的形变。

具体的，凸起3关于轴颈2的中线左右对称。也就是凸起3的形状满足关于轴颈2的中线左右对称。发动机运转过程中，轴颈2中间受力，其向内凹的形变大小一般是关于中线左右对称的，因而将凸起3相应的设置为左右对称结构，以便于使轴颈2在发动机运转过程中中间受力而变直，进而保证整个轴颈与轴瓦的间隙均匀，减轻轴颈与轴瓦的磨损，延长轴颈2和轴瓦的使用寿命。

基于上述实施例中提供的平衡轴，本发明还提供了一种发动机，该发动机包括上述实施例中任意一种平衡轴。由于该发动机采用了上述实施例中的平衡轴，所以该发动机的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。