发动机平衡轴装置及发动机的制作方法

本实用新型涉及汽车领域，特别是涉及一种发动机平衡结构及发动机。

背景技术：

当今汽车越来越注重舒适性，发动机是车辆的噪声与振动的最主要来源，对于三缸发动机而言，由于其结构特点，不能靠自身的平衡来消除连杆往复运动的惯性力矩的影响。因此，通常使用加装平衡轴装置来抵消发动机的一阶往复惯性力矩，从而降低振动与噪音。

目前，三缸发动机的平衡轴结构公认为单平衡轴结构，即与发动机同速转动，而方向相反的单根平衡轴的布局，平衡轴旋转所产生的惯性力矩可以抵消发动机的大部分不平衡惯性力矩。

现有的单平衡轴结构没有利用平衡轴本身及传动齿轮作为平衡重的一部分，而是在平衡轴上单外设置平衡重，导致单平衡轴结构的轴向及径向占用空间较大，并且导致单平衡轴结构较为复杂，可靠性较低，对其周边的零件影响较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种利用平衡轴自身及传动件作为平衡重的一部分的发动机平衡轴装置，以简化发动机平衡轴装置的结构，缩减其轴向及径向的占用空间。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种发动机平衡轴装置，包括平衡轴、平衡轴托盘及传动件，所述平衡轴可转动地设于所述平衡轴托盘内，所述传动件套接固定于所述平衡轴的一端；所述平衡轴包括依次连接的若干个偏心段，若干个所述偏心段的质心偏离所述平衡轴的回转轴线设置，其中有一偏心段与其余的偏心段相向设置。

作为优选方案，若干个所述偏心段各自的质心位于同一平面内。

作为优选方案，所述平衡轴包括第一偏心段和第二偏心段，所述第一偏心段通过连接颈与所述第二偏心段连接，所述第一偏心段和第二偏心段相向设置且各自的质心位于同一平面内。

作为优选方案，所述传动件上的一个扇形区内设有若干个第一去重孔，所述传动件的所述扇形区的质心与所述偏心段的质心位于同一平面内。

作为优选方案，所述平衡轴托盘内间隔地设置有若干个支撑座，所述支撑座上开设有安装孔，所述平衡轴分别穿过所述支撑座的安装孔与所述平衡轴托盘转动连接。

作为优选方案，所述平衡轴的前端设有前轴颈，所述平衡轴后端的偏心段上设有后轴颈，在所述平衡轴托盘上与所述前轴颈及后轴颈相对应的支撑座上设有轴承，所述平衡轴的前轴颈及后轴颈分别对应地安装至所述轴承的内圈上。

作为优选方案，所述后轴颈的一个扇形区内还设有若干个第二去重孔，所述后轴颈的所述扇形区的质心与所述偏心段的质心位于同一平面内。

作为优选方案，所述前轴颈的后端设有轴肩，所述轴肩位于所述平衡轴托盘上与所述前轴颈连接的支撑座的内表面的一侧，所述传动件位于所述平衡轴托盘上与所述前轴颈连接的支撑座的外表面的一侧。

作为优选方案，所述平衡轴托盘为半壳体结构，所述平衡轴可转动地设于该半壳体内，在所述平衡轴托盘的开口的端面上设有与发动机缸体连接的连接件。

为了解决相同的问题，本实用新型还提供了一种发动机，包括上述任一方案的发动机平衡轴装置，所述发动机平衡轴装置通过连接件与发动机缸体连接，所述发动机通过所述传动件驱动所述平衡轴反向转动。

本实用新型的发动机平衡轴装置，将平衡轴本身设置成若干个偏心段依次连接的结构，这些偏心段可以充当平衡重的作用，当平衡轴旋转时，这些偏心段所产生的惯性力矩可以抵消发动机的不平衡惯性力矩，从而摒弃在平衡轴上单外设置平衡重的方案，从而简化发动机平衡轴装置的结构，缩减其轴向及径向的占用空间，并可提高发动机平衡轴装置运转的可靠性；此外，传动件也可充当平衡重的作用，可进一步缩减其轴向及径向的占用空间。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的发动机平衡轴装置的分解结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的发动机平衡轴装置的平衡轴结构示意图。

其中，1、平衡轴托盘；11、支撑座；2、平衡轴；21、第一偏心段；22、第二偏心段；23、连接颈；24、前轴颈；25、传动件安装颈；26、轴肩；27、后轴颈；28、第二去重孔；3、传动件；31、第一去重孔；4、轴承；5、定位销；6、连接件；7、螺栓轴；8、垫片；9、壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1及图2所示，示意性地显示了本实用新型一实施例的发动机平衡轴装置，其包括平衡轴托盘1、平衡轴2及传动件3，平衡轴2可转动地设于平衡轴托盘1内，传动件3套接固定于平衡轴2的一端；该平衡轴2包括依次连接的若干个偏心段，其中有一偏心段与其余的偏心段相向设置。

本实用新型实施例的发动机平衡轴装置可以安装在三缸发动机上，三缸发动机通过传动件3驱动平衡轴2在平衡轴托盘1内反向转动，平衡轴2的这些偏心段可以充当平衡重的作用；由于平衡轴2的有一部分偏心段与其余的偏心段相向设置，使若干个偏心段各自的质心位于同一平面内，当平衡轴2旋转时，这些偏心段所产生惯性力矩可与发动机曲柄连杆机构的一阶往复惯性力矩大小相等、方向相反，这样两者的惯性力矩将互相抵消，从而达到使发动机整体的振动降低，噪音减小的效果；此外，平衡轴2的这种一体式结构还可以提高发动机平衡轴装置结构的稳定性，从而可以提高发动机平衡轴装置运转的可靠性。

需要指出的是，本实用新型实施例中，将平衡轴2上的具有平衡重功能的结构定义为偏心段的目的是出于这些具有平衡重功能的结构的质心均是偏离平衡轴2的回转轴线设置的；可进一步将单个偏心段的几乎所有的体积偏离地设置在平衡轴2的回转轴线一侧，以充分发挥偏心段的平衡重的功能。

结合图2所示，平衡轴2可以包括第一偏心段21和第二偏心段22，第一偏心段21通过连接颈23与第二偏心段22连接，第一偏心段21和第二偏心段22相向设置且各自的质心位于同一平面内，这样第一偏心段21及第二偏心段22的整段长度都可以充当平衡重的作用，从而充分利用了平衡轴2自身的重量来作为产生惯性力矩的配重件，最大限度地缩减发动机平衡轴装置的轴向及径向的占用空间。

如图1所述，还可以在传动件3上的一个扇形区内设置若干个第一去重孔31，传动件3的该扇形区的质心与平衡轴2的偏心段的质心位于同一平面内，最好将扇形区内的第一去重孔31设置成围绕平衡轴2的回转轴线均匀分布的形式；从而可以使得传动件3本身也可以充当平衡重的作用，以充分利用发动机平衡轴装置本身的零件来充当平衡重的作用，以简化发动机平衡轴装置的结构；可以在平衡轴2的前端设置定位销5，并在传动件3上设置定位孔(未图示)，当传动件3套接在平衡轴2上时，定位销5对应插接在定位孔中；设置定位销5的作用是保证传动件3装配到平衡轴2上后，使设有第一去重孔31的扇形区的质心与平衡轴2的偏心段的质心位于同一平面内，以便协同偏心段同步地产生惯性力矩来抵消发动机的不平衡惯性力矩。

结合图1及图2所示，平衡轴2是这样可转动地设于平衡轴托盘1内的，即在平衡轴托盘1内间隔地设置有若干个支撑座11，并在支撑座11上开设有安装孔(未标号)，平衡轴2分别穿过支撑座11的安装孔与平衡轴托盘1转动连接；可以在平衡轴2的前端，也即第一偏心段21的前端设置前轴颈24，并在平衡轴2后端的偏心段(第二偏心段22)上设置后轴颈27，在平衡轴托盘1上与前轴颈24及后轴颈27位置相对应的支撑座11的安装孔内设置轴承4，平衡轴1的前轴颈24及后轴颈27分别对应地安装至轴承4的内圈上。

应当指出的是，由于第二偏心段22是偏离平衡轴2的回转轴线设置的，即第二偏心段22有可能完全地位于平衡轴2的回转轴线的一侧，因此，后轴颈27的大部分体积则位于平衡轴2的回转轴线的另一侧，即后轴颈27也是偏离平衡轴2的回转轴线设置的，因此，后轴颈27同样也具有平衡重的功能；作为优选，可以在后轴颈27的一个扇形区内还设有若干个第二去重孔28，后轴颈27的该扇形区的质心与第二偏心段22的质心位于同一平面内，第二去重孔28可以在平衡轴2满足平衡重功能要求的前提下减轻平衡轴2的重量。

可以在平衡轴2的前轴颈24的前端设置传动件安装轴颈25，该传动件安装轴颈25伸出平衡轴安装托盘1，传动件3套接安装在传动件安装轴颈25上，可以通过螺柱7依次穿过垫片7及传动件3将传动件3锁紧在传动件安装轴颈25上；在前轴颈24的后端设有轴肩26，装配后，该轴肩26位于平衡轴托盘1上与前轴颈24连接的支撑座11的内表面的一侧，而传动件3则位于平衡轴托盘1上与前轴颈24连接的支撑座11的外表面的一侧，也即支撑座11位于轴肩26和传动件3之间，这样设置的目的是防止平衡轴2样轴向发生较大的轴向移动。

如图1所示，平衡轴托盘1为半壳体结构，平衡轴1可转动地设于该半壳体内，支撑座11可以采用铸造工艺与平衡轴托架1一体成型，以提高平衡轴托盘1的整体结构强度，在平衡轴托盘1的开口的端面上设有与发动机缸体连接的连接件6(例如螺栓)，从而保证发动机平衡轴装置与发动机缸体可靠连接；此外，在平衡轴托盘1的外侧与传动件3对应的位置处设有保护壳9，传动件3设于该保护壳9内，保护壳9可以防止传动件3受到外界干扰，影响其传动功能，例如，当传动件3为传动齿轮时，需要与其它齿轮啮合传动，若有碎屑进入啮合区则会影响齿轮正常传动。

此外，在平衡轴托盘1的底部还可设置多个去油孔(未图示)，此种方案适用于将发动机平衡轴装置安装在油底壳内的布置方案中，油底壳内的润滑油通过去油孔进入发动机平衡轴装置中，以对平衡轴1进行润滑；此外，去油孔可以达到减轻平衡轴托盘1的重量及保证平衡轴2不搅油的作用。

为了解决相同的问题，本实用新型实施例还提供了一种发动机，包括上述任一方案的发动机平衡轴装置，发动机平衡轴装置通过事先布置好的位置关系与发动机实现连接，例如，发动机平衡轴装置通过连接件6与发动机缸体连接，发动机通过传动件3驱动平衡轴2反向转动，此时平衡轴2与传动件3产生的惯性力矩与发动机曲柄连杆机构的一阶往复惯性力矩大小相等、方向相反，这样两者的惯性力矩将互相抵消，由此达到使发动机整体振动降低，噪音减小的效果。

综上所述，本实用新型实施例的发动机平衡轴装置的平衡轴2的偏心段可以充当平衡重的作用，当平衡轴2旋转时，这些偏心段所产生的惯性力矩可以抵消三缸发动机的不平衡惯性力矩；此外，平衡轴2的这种一体式结构还可以提高发动机平衡轴装置结构的稳定性，从而可以提高发动机平衡轴装置运转的可靠性；由此，达到使发动机整体振动降低，噪音减小的效果。

此外，在传动件3上的一个扇形区内设置若干个第一去重孔31，传动件3的该扇形区的质心与平衡轴2的偏心段的质心位于同一平面内，从而可以使得传动件3本身也可以充当平衡重的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。