专利名称：使用往复式平衡重的平衡装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种内燃机，特别是一种用于平衡这种发动机的往复式平衡重。
背景技术：
本发明涉及一种平衡重装置，用于降低因活塞往复运动而引起的发动机振动力。
发动机中的振动的主要成因是活塞的往复运动。曲轴每旋转一圈，活塞启动、停止各两次，使活塞加速和减速所需的力的反作用力以振动的形式沿着大致平行于活塞轴线的方向施加在发动机机体上，在诸如草坪和花园护理器械等设备中，发动机产生的振动会通过机器传递到操作者身上。振动让人感到不舒服，并且导致操作着疲劳。即使是在没有元件会导致操作着疲劳的设备例如油池泵或便携式发电机中，也不希望发动机振动，因为振动会导致保养问题，并且可能会减少机器的使用寿命。
通过在发动机中设置固定在曲轴上的配重，并且使配重位于曲柄销上的与活塞正相反的一侧，可在一定程度上减轻这种振动，其中活塞通过连杆经所述曲柄销连接着曲轴。更常见的是，分别设在活塞轴线两侧的两个配重被用在曲轴上。在上述任何一种情况下，曲轴配重结构均会产生一个与曲柄销径向相反的最终力矢。
还已知可以使用额外的平衡重来进一步平衡活塞往复运动中产生的力。这样的平衡重的各种结构是公知的，包括使用转动和往复移动的平衡重。
发明内容
本发明公开了一种发动机平衡装置，其中平衡重沿着与往复运动活塞相反的方向直线移动。
在一个优选实施例中，平衡装置包含一个平衡重，其安置在曲轴的第二侧，该第二侧与设有活塞的第一侧大致相反。平衡重响应于曲轴的旋转而往复移动。本发明还包括一个形成在曲轴的上偏心轮以及用于将平衡重连接到曲轴上的至少一个连接杆。在一个优选实施例中，使用了两个彼此相隔的连接臂。
本发明还包含至少一个导轨，其与曲轴箱箱体相连，以引导平衡重沿导轨滑动。还可以设置一个或两个附加导轨。凹槽或狭槽可以设置在平衡重上，以接收一个或多个导轨。在一个替代性实施例中，除了用于保持平衡重正确对正的导轨以外，还可以设置一个或多个导轨，但它们不容纳在平衡重的狭槽中。
本发明的优点是平衡重沿着与活塞的往复移动相反的方向直线移动，以提高平衡能力。
本领域的普通技术人员可以从本发明详细描述和附图中清楚地得知本发明的其他特征和优点。
图1是根据本发明的平衡装置的透视图。
图2是图1中的平衡装置的局部侧视图。
图3是发动机曲轴箱箱体的俯视图，示出了用在本发明中的导轨和导向件的细节。
图4是沿着图6中的线4-4所作的剖视图，示出了导轨与平衡重上的狭槽嵌接时的情形。
图5是在活塞接近下止点位置时的发动机侧视图。
图6是在活塞位于上止点位置时的发动机侧视图。
图7是平衡装置的替代性实施例的局部侧视图；图8是发动机曲轴箱箱体的俯视图，示出了用在该替代性实施例中的导轨和导向件的细节。
图9是侧向剖视图，示出了在该替代性实施例中导轨与平衡重上的狭槽嵌接时的情形。
在详细解释本发明的实施例之前，需要理解，本发明的应用并不局限于下面的描述和附图中所示的结构和布置的细节。本发明还可以具有其他实施例，并且能够以各式各样的方式实施，此外，可以理解，这里所用的措辞和术语是为了解释的目的，而不能认为是限制性的。这里使用的“包含”、“包括”指的是具有随后列出的项目、它们的等效物以及其他项目。
具体实施例方式
图1是应用在发动机中的本发明的透视图。在图1中，曲轴10装于曲轴箱箱体12中。曲轴10具有曲拐14，曲轴通过曲拐连接着连杆16(图5)。曲轴具有两个偏心轮18和20，它们分别布置在曲拐14的相反侧。连接臂22和24分别连接在相应的偏心轮与平衡重26之间。连接臂22和24优选由铝合金制成，这样可以使得左右方向的作用力低于连接臂由铁制成时的情况。平衡重26具有两个相反设置的销28，用于连接在连接臂22和24上。
平衡重26可以具有任何形状，只要它的质量基本上均等地分布在气缸31的气缸轴线30(图2)的相反两侧即可。
如图3和4中最佳所示，平衡重26具有对中布置在其与曲轴箱面对着的表面26a中的狭槽32，用于容纳与曲轴箱箱体12相连的导轨34。平衡重26还具有两个狭槽或凹槽36和38，它们上分别骑跨着相应的导轨40和42。导轨40和42也与曲轴箱箱体12相连或形成一体。
在替代性实施例中，凹槽36和38可以取消并且替换为只在平衡重的往复移动中引导平衡重的平坦表面。在另一替代性实施例中，凹槽36和38可以替换为类似于狭槽32的狭槽，而狭槽32和导轨34则被取消。
简而言之，只需要设置单一的导轨和相应的狭槽或凹槽来引导平衡重26，尽管在使用单一导轨的情况下优选在平衡重26和曲轴箱箱体上分别包含一个或多个平坦导向表面。
当然，导轨可以替代性地形成在平衡重26上，狭槽或凹槽与壳轴箱箱体形成一体或相连。
导轨的位置保持至少局部浸没在曲轴箱油中，从而保持导轨和相应的狭槽被良好地润滑。
如图5和6中最佳显示，平衡重26沿着与活塞的往复移动相反的方向直线移动，从而平衡往复运动的活塞产生的力。
图5中示出了当活塞27接近其下止点(BDC)位置时的平衡重26。在图5中，随着活塞向下移向BDC，曲轴沿着箭头44所示的方向旋转。与此同时，平衡重26沿着导轨34、40和42在指向曲轴10的方向上往复移动，图6中示出了位于上止点位置时的活塞27。在该位置，平衡重26位于其距离曲轴10最远且最接近于壳轴箱12的内壁12a的位置。
图7和9中涉及本发明的第二个实施例，其具有单一导轨。在这些图中，相同的元件以相同的附图标记表示。
在图7中，平衡重46如第一个实施例中那样被两个连接臂22和24引导。然而，在这里连接臂24位于平衡重部分46a的径向向内位置上，从而可以使用更长的单一导轨。通过比较可以看出，图2中所示的实施例中的连接臂被安置得比第二个实施例更接近于曲轴箱。
在图7-9中，平衡重46具有延长段57，该延伸段中形成了狭槽58。与曲轴箱48形成一体的对中布置的细长导轨50骑跨在狭槽58中。对中导轨51被分隔为两段50和50a，二者之间具有间隙51。该间隙可以确保润滑油自由地从导轨一侧流向另一侧。
还如图8和9所示，曲轴箱48具有两个彼此相隔但整体形成的导向件54和56，它们布置再导轨50、50a的相反两侧。导向件54和56分别具有平坦上表面55、59，用于贴合在平衡重46的相应平坦接触表面60和62上。
整个平衡装置在组装时不需要使用形成在曲轴箱箱体中的额外的孔，因此消除了这些孔的加工步骤，以保持零件的成本较低，并且取消了用于密封额外孔的密封垫。其结果是，成本以及泄漏的可能性均可降低。
这种平衡装置可以用于各式各样的发动机，其中包括但不局限于草坪和花园护理器械中所用的单缸直轴顶置气门发动机。
权利要求
1.一种内燃机平衡装置，所述内燃机具有曲轴箱箱体和限定出气缸轴线的缸膛，所述平衡装置包括曲轴，其基本上位于曲轴箱箱体中，所述缸膛设在曲轴的第一侧；活塞，安置在缸膛中，用于响应于曲轴的旋转而在缸膛内大致沿气缸轴线往复移动；平衡重，其安置在与所述第一侧大致相反的曲轴第二侧，所述平衡重响应于曲轴的旋转而往复移动；导轨，其与所述平衡重和所述曲轴箱箱体中的至少一个相连，以使所述导轨在所述平衡重的往复移动过程中引导所述平衡重。
2.如权利要求1所述的装置，还包括用于将平衡重连接到曲轴上的连接臂。
3.如权利要求2所述的装置，还包括曲轴的曲拐部分，其中连接臂嵌接在曲拐部分上。
4.如权利要求2所述的装置，还包括曲轴的偏心轮部分，其中连接臂嵌接在偏心轮部分上。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，连接臂由铝合金制成。
6.如权利要求1所述的装置，还包括用于将平衡重连接到曲轴上的两个彼此相隔的连接臂。
7.如权利要求1所述的装置，还包括第二导轨，其与所述平衡重和所述曲轴箱箱体中的至少一个相连，以引导所述平衡重。
8.如权利要求7所述的装置，还包括第二导轨，其与所述平衡重和所述曲轴箱箱体中的至少一个相连，以引导所述平衡重。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，导轨基本上平行于气缸轴线。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平衡重和所述曲轴箱箱体中的另一个具有用于容纳所述导轨的狭槽。
11.如权利要求1所述的装置，还包括与所述平衡重贴合的导向表面。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平衡重沿着与活塞的往复移动相反的方向直线移动。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平衡重的质量均等地分布在所述气缸轴线的相反两侧。
全文摘要
一种发动机平衡装置，具有沿着与活塞的移动相反的方向往复直线移动的平衡重。该平衡重(26)优选通过两个彼此相隔的连接臂(22，24)而连接在曲轴上，所述连接臂嵌接在曲轴的两个偏心轮(18，20)上。平衡重被整体形成在曲轴箱箱体内表面(26a)上的一个或多个导轨(40，42)引导。
文档编号F16F15/22GK1489677SQ02804259
公开日2004年4月14日 申请日期2002年1月8日 优先权日2001年1月30日
发明者丹尼尔·L·克利卡, 约翰·H·蒂尔曼, H 蒂尔曼, 丹尼尔 L 克利卡 申请人:布里格斯·斯特拉顿公司, 布里格斯 斯特拉顿公司