专利名称：一种汽车发动机中的平衡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车发动机技术领域，涉及ー种汽车发动机中的平衡装置。
背景技术：
往复活塞式内燃机中很大的特征是运动的不均匀性。虽然作为内燃机功率输出主轴的曲轴，其转动是基本均匀的，其转动惯性力用平衡块就能轻易平衡掉，但活塞连杆组的运动极不均匀，伴随着很大的加、减速度，产生超重上千倍的惯性负荷，对受カ件的強度和耐久性影响很大，引起的振动和噪声对整车性能和人都有很大的影响。恰恰是活塞连杆组造成的往复惯性力是发动机振动和噪声的根源，尤其是大排量的内燃机，它们的平衡性要求很高。 加装平衡轴往往是提高内燃机平衡性的通用手段，例如中国专利文献公开的用于活塞式发动机的齿轮和平衡轴申请公布号CN102216481A，包括支承部，平衡轴支承在所述支承部上；齿轮段，齿轮段上，齿轮通过压配合或者另ー个轴毂连接扭转止动地与该平衡轴连接，或者具有借助于机器原件或通过另ー个轴毂连接固定在该不平衡段上的不平衡块。在滑动支承的情况下，平衡轴能够可选地由钢材料或铸铁材料組成，并且能够可选地对平衡轴的支承部实施淬火或非淬火。如果平衡轴支承在滚动轴承内，并且滚动体与支承表面直接接触，那么该平衡轴必须以合适的钢构成，并且支承部总是进行淬火。齿轮总是由具有球墨的铸铁组成并且不进行淬火。现有的平衡轴普遍是直接与曲轴上额外加工出来的齿轮相啮合，且安装在曲轴箱上由曲轴带动转动，并且一般都是双平衡轴结构。这样在发动机竖直方向极大増大了发动机的高度，并且曲轴箱上还需要做额外的平衡轴支承的设计，曲轴上也要额外加工出与平衡轴啮合的齿轮，如此不仅增加了加工步骤,增加了生产成本,而且生产出来的发动机体积也额外的庞大笨重，装入整车也困难。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种汽车发动机中的平衡装置，本实用新型所要解决的技术问题是将平衡装置的位置设置在排气凸轮轴正时链轮外端从而降低发动机竖直方向高度，減少体积。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现一种汽车发动机中的平衡装置，发动机包括排气凸轮轴及其组件，该排气凸轮轴的一端设有排气凸轮轴齿轮，其特征在干，本平衡装置包括设置在排气凸轮轴齿轮两侧的平衡轴ー和平衡轴ニ，所述的平衡轴ー和平衡轴二分别与排气凸轮轴齿轮相啮合。本装置的工作原理如下排气凸轮轴转动带动排气凸轮轴齿轮转动，从而带动与排气凸轮轴齿轮相啮合的平衡轴ー和平衡轴ニ转动，平衡轴ー和平衡轴ニ是装有偏心重块的轴，当它们转动时，利用偏心重块所产生的离心力，使发动机获得良好的平衡，降低发动机的振动，其中偏心重块所产生的离心カ在竖直方向上的分力方向相同，正好与活塞连杆机构产生的ニ阶往复惯性カ抵消，同时离心力在水平方向上的分力方向相反，正好相互抵消。本装置通过平衡轴的简化设计，无需在曲轴和曲轴箱处分别加工出平衡轴啮合齿轮和平衡轴支承，縮小了发动机在竖直方向上的高度，減少了发动机的体积，在保证发动机性能的前提下以很小的横向体积为发动机在装车空间上争取到了很大的优势，且极大的满足如今发动机小型化轻量化的设计趋势。在上述一种汽车发动机中的平衡装置中，所述的平衡轴ー和平衡轴二分别相对于排气凸轮轴齿轮的轴线竖直对称布置，且两平衡轴上的平衡块也要对称布置。这样就可以让两个平衡块所产生的水平方向的分力刚好相互抵消，且使整个装置的设置更具有规律性，减小设计难度，增大平衡精确度，使平衡减振效果达到最佳。 在上述一种汽车发动机中的平衡装置中，所述的平衡轴ー包括轴体一、平衡块ー和连接齿轮一，所述的平衡块一、连接齿轮ー均和轴体ー固连，所述的平衡轴ニ包括轴体ニ、平衡块ニ和连接齿轮ニ，所述的平衡块ニ、连接齿轮ニ均和轴体ニ固连。轴体为平衡块和连接齿轮提供载体，且使整个平衡轴位置固定，当平衡轴转动时，平衡块提供偏心惯性カ来平衡活塞连杆机构产生的惯性力，连接齿轮和排气凸轮轴齿轮啮合，使平衡轴能够随发动机转动而转动。在上述一种汽车发动机中的平衡装置中，所述的连接齿轮ー和连接齿轮ニ的齿数和模数相同。在上述一种汽车发动机中的平衡装置中，所述的平衡块ー和平衡块ニ的重量相同。这样使两个平衡块的转速能够ー样，形成的惯性カ也一祥，有利于水平方向的分力彻底抵消。在上述一种汽车发动机中的平衡装置中，所述的排气凸轮轴齿轮和所述的连接齿轮一、连接齿轮ニ的传动比为4 1，且排气凸轮轴齿轮和发动机曲轴的传动比为I : 2。如此当两者转动时产生的竖直方向上的分力方向相同，就会正好一起与活塞连杆机构产生的ニ阶往复惯性カ抵消，由于连接齿轮一、连接齿轮ニ与排气凸轮轴齿轮传动比为4 1，平衡轴ー和平衡轴ニ就可以做的较小，那么在保证平衡发动机性能的前提下节省了发动机横向的体积。与现有技术相比，本实用新型通过平衡轴的简化设计和平衡轴的位置变更，縮小了发动机在竖直方向上的高度，減少了发动机的体积，在保证发动机性能的前提下以很小的横向体积为发动机在装车空间上争取到了很大的优势，且极大满足了如今发动机小型化轻量化的设计趋势，且装车后整车底盘的高度也得到降低，则高速时整车向下的压カ就会变大，増大了轮胎的摩擦力，提高了抓地性能，大大改善了整车的操控性，同时高速转弯不容易发生侧翻，那么整车的稳定性就更好了，且制造成本低、加工简单。
图I是平衡轴安装位置正视图。图2是平衡轴安装位置右视图。图3是平衡轴一等轴侧视图。图4是平衡轴一正视图。[0019]图5是平衡轴ー仰视图。图6是平衡轴ー左视图。图7是平衡轴ー右视图。图8是平衡轴二等轴侧视图。图中，I、排气凸轮轴；2、排气凸轮轴齿轮；3、平衡轴ー ；3a、轴体ー ；3b、平衡块ー；3c、连接齿轮；4、平衡轴ニ ；4a、轴体ニ ；4b、平衡块ニ ；4c、连接齿轮ニ ；5、曲轴；6、进气凸轮轴；7、正时链条；8、活塞；9、连杆。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进ー步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图I、图2所示，一种汽车发动机中的平衡装置，包括排气凸轮轴I、排气凸轮轴齿轮2、平衡轴ー 3、平衡轴ニ 4、曲轴5、进气凸轮轴6、正时链条7、活塞8、连杆9。如图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本装置具有两个平衡轴，分别为平衡轴ー3、平衡轴ニ 4，平衡轴ー 3包括轴体ー 3a、平衡块ー 3b和连接齿轮ー 3c，平衡轴ニ 4包括轴体ニ 4a、平衡块ニ 4b和连接齿轮ニ 4c，平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4具备同样的重量、体积、外形以及材料，也就是说平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4是ー样的，具备同样的性能。现拿平衡轴一 3来说，平衡块ー 3b偏心固连于轴体一 3a上，平衡块ー 3b通过轴体一 3a连接在本装置上，并且通过连接齿轮ー 3c与排气凸轮轴齿轮2相啮合。平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4相对于排气凸轮轴齿轮2对称布置，平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4上的平衡块ー 3b和平衡块ニ 4b同时也对称布置，即图2中的al =a2。这样就可以让两个平衡块11所产生的水平方向的分カ刚好相互抵消，且使整个装置的设置更具有规律性，减小设计难度，増大平衡精确度，使平衡减振效果达到最佳。并且使两个平衡块ー 3b和平衡块ニ 4b的转速能够ー样，形成的旋转惯性力也一祥，有利于水平方向的分力彻底抵消。排气凸轮轴齿轮2铸在排气凸轮轴I上，是ー个整体，排气凸轮轴I、进气凸轮轴6以及曲轴5通过正时链条7相连，当活塞8、连杆9往复运动带动曲轴5做旋转运动时，曲轴5通过与之配合的正时链条7将运动传递到排气凸轮轴I和进气凸轮轴6上，使其转动，排气凸轮轴齿轮2也就随着排气凸轮轴I的转动而转动，排气凸轮轴齿轮2又带动与之相啮合的平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4做旋转运动。由于平衡块ー 3b和平衡块ニ 4b的偏心设置，当平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4转动时就会产生旋转惯性力，当该惯性カ竖直方向上分力与活塞连杆机构产生的惯性カ大小相等，方向相反时，就达到了平衡惯性カ的目的，从而减小发动机工作的振动以及噪音。排气凸轮轴齿轮2的齿数是平衡轴连接齿轮ー 3c和连接齿轮ニ 4c齿数的4倍，即传动比为4 I且排气凸轮轴齿轮2与曲轴5的传动比为I : 2，那么平衡轴ー 3、平衡轴ニ 4和曲轴5的角速度比是2 I。如此当两者转动时产生的竖直方向上的分力方向相同，就会正好一起与活塞连杆机构产生的ニ阶往复惯性カ抵消。同时产生的水平方向的分力方向相反，也正好相互抵消。那么就达到了平衡活塞连杆机构的ニ阶往复惯性カ的作用。其中角度al和a2与平衡轴ー 3、平衡轴ニ 4的平衡块ー 3b和平衡块ニ 4b的质量需要通过与活塞连杆机构联合计算来确定它们的取值。[0029]另外由于平衡轴ー 3、平衡轴ニ 4与排气凸轮轴齿轮2传动比为4 1，平衡轴ー 3和平衡轴ニ 4就可以做的较小，那么在保证平衡发动机性能的前提下节省了发动机横向的体积。本装置通过平衡轴的简化设计，无需在曲轴和曲轴箱处分别加工出平衡轴啮合齿轮和平衡轴支承，縮小了发动机在竖直方向上的高度，減少了发动机的体积，在保证发动机性能的前提下，以很小的横向体积为发动机在装车空间上争取到了很大的优势，且极大的满足如今发动机小型化轻量化的设计趋势。通过平衡轴的重新设计布局设计，減少了发动机在竖直方向上的尺寸，降低了装车后整车底盘的高度，则高速时整车向下的压カ就会变大，増大了轮胎的摩擦力，提高了抓地性能，大大改善了整车的操控性。同时整车重心降低了，减少了整车运行时速度变化对抓地性能的影响，高速转弯不容易发生侧翻，那么整车的稳定性就更好了。 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种汽车发动机中的平衡装置，发动机有排气凸轮轴及其组件，该排气凸轮轴的一端设有排气凸轮轴齿轮(2)，其特征在于，本平衡装置包括设置在排气凸轮轴齿轮(2)两侧的平衡轴ー(3)和平衡轴ニ(4)，所述的平衡轴ー(3)和平衡轴ニ(4)分别与排气凸轮轴齿轮⑴相哨合。
2.根据权利要求I所述的ー种汽车发动机中的平衡装置，其特征在于，所述的平衡轴一 (3)和平衡轴ニ(4)分别相对于排气凸轮轴齿轮(2)的轴线竖直对称布置，且两平衡轴上的平衡块也要对称布置。
3.根据权利要求I或2所述的ー种汽车发动机中的平衡装置，其特征在于，所述的平衡轴ー(3)包括轴体ー(3a)、平衡块ー(3b)和连接齿轮ー(3c)，所述的平衡块ー(3b)、连接齿轮ー(3c)均和轴体ー(3a)固连，所述的平衡轴ニ(4)包括轴体ニ(4a)、平衡块ニ(4b)和连接齿轮ニ(4c)，所述的平衡块ニ(4b)、连接齿轮ニ(4c)均和轴体ニ(4a)固连。
4.根据权利要求3所述的ー种汽车发动机中的平衡装置，其特征在于，所述的连接齿轮ー(3c)和连接齿轮ニ(4c)的齿数和模数相同。
5.根据权利要求3所述的ー种汽车发动机中的平衡装置，其特征在于，所述的平衡块一 (3b)和平衡块ニ(4b)的重量相同。
6.根据权利要求3所述的ー种汽车发动机中的平衡装置，其特征在于，所述的排气凸轮轴齿轮(2)和所述的连接齿轮ー(3c)、连接齿轮ニ(4c)的传动比为4 1，且排气凸轮轴齿轮⑵和发动机曲轴(5)的传动比为1:2。
专利摘要本实用新型提供了一种汽车发动机中的平衡装置，属于汽车发动机技术领域。它解决了现有汽车发动机中的平衡装置存在的生产步骤多、生产成本高等技术问题。本汽车发动机中的平衡装置，发动机包括排气凸轮轴及其组件，该排气凸轮轴的一端设有排气凸轮轴齿轮，平衡装置包括设置在排气凸轮轴齿轮两侧的平衡轴一和平衡轴二，平衡轴一和平衡轴二分别与排气凸轮轴齿轮相啮合。本实用新型具有加工步骤少、生产成本较低、发动机体积减小等优点。
文档编号F16F15/26GK202451700SQ20122001768
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者佟宇, 张杨, 李涛, 沈源, 由毅, 袁爽, 赵福全 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司