CN105697651A - 单缸低速柴油机离心平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种单缸低速柴油机离心平衡装置，包括曲轴、曲臂、套装在曲轴上的齿轮和与曲轴一端固定连接的飞轮，其特征在于：在所述飞轮的轮缘上固连飞轮端平衡块，在曲轴的另一端固连自由端飞轮，且自由端飞轮的轮缘上固连自由端平衡块。本发明结构简单，通过将平衡块与飞轮设计为一体化结构使单缸柴油机的结构紧凑、体积小，同时解决平衡问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心平衡装置，尤其涉及一种单缸低速柴油机离心平衡装置。
背景技术
柴油机平衡是指其在稳定工况运转时，如果传给机座的作用力的大小和方向均不随时间而变化，就称柴油机是平衡的。但是往复式内燃机由于工作过程的周期性和机件运动的周期性，运转中所产生的旋转惯性力和往复惯性力都是周期性变化的。这些力如果在机内不能互相抵消，传给机座的力也会不断变化。再者，由于输出扭矩的波动，也会造成支反力的变化，这些就是往复式内燃机不平衡的原因。不平衡的柴油机对其机座产生的周期性作用力和力矩将传给基础或动力装置，并引起振动。这样，不仅使柴油机的零件磨损增加、寿命降低；噪声升高，恶化工作条件，以至影响与其匹配的动力装置和有关仪表的正常工作；而且还可能发生共振现象，导致更为严重的破坏性事故。同时，这种振动还消耗一定的能量，降低柴油机的经济性能。
中国专利(公开号CN1037762A)一种多缸柴油机的平衡装置中提出了一种适用于双缸和四缸冲程柴油机往复力偶的平衡装置，主要是在曲轴两端附加适当的偏心质量，使曲轴形成一组附加力偶，再设置一条与凸轮轴平行的平衡轴，保证平衡；中国专利(公告号CN201884555U)一种立式单缸柴油机平衡装置，在原有的主平衡装置基础上增设有一个副平衡装置，虽然可解决柴油机的平衡问题，但结构相对复杂，体积也相对较大。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构简单、体积小的单缸低速柴油机离心平衡装置。
本发明的目的是这样实现的：包括曲轴、曲臂、套装在曲轴上的齿轮和与曲轴一端固定连接的飞轮，在所述飞轮的轮缘上固连飞轮端平衡块，在曲轴的另一端固连自由端飞轮，且自由端飞轮的轮缘上固连自由端平衡块。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.以曲臂与曲轴相交的中心点为坐标原点、以曲轴的轴线为X轴且沿着自由端飞轮方向为X轴正方向、以曲臂的对称线为Z轴且沿着曲臂的方向为Z轴正方向建立坐标系，所述飞轮端平衡块和自由端平衡块设置在Z轴的反方向的相应位置，且飞轮端平衡块和自由端平衡块的对称线与曲臂的对称线平行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用特殊结构的离心平衡块，实现了低速单缸柴油机离心惯性力的平衡，以此来解决低速单缸柴油机离心平衡块的结构设计问题和空间布置问题；同时将离心平衡装置的传动***与飞轮端和自由端传动***实现共用，简化了平衡***的传动机构，提高了传动效率，并降低整机的质量；并且本发明采用了两端式布置方案，将飞轮与平衡块设计成一体化的结构，减少了柴油机零部件的数量，降低了柴油机的整机高度，也提高了柴油机整机的可靠性和稳定性，本发明装置还利用柴油机自由端和飞轮端现有的传动***实现了平衡装置的动力传动；对柴油机曲柄连杆机构和动力传动机构改变较小，充分体现了柴油机现代设计的准则。
附图说明
图1是本发明飞轮端的结构示意图；
图2是本发明自由端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1和图2，本发明提供的单缸低速柴油机离心平衡装置包括曲轴7、曲臂6、套装在曲轴7上的齿轮3和与曲轴7一端固定连接的飞轮1，在所述飞轮1的轮缘上固连飞轮端平衡块2，在曲轴7的另一端固连自由端飞轮4，且自由端飞轮4的轮缘上固连自由端平衡块5；以曲臂6与曲轴7相交的中心点为坐标原点、以曲轴7的轴线为X轴且沿着自由端飞轮4方向为X轴正方向、以曲臂6的对称线为Z轴且沿着曲臂6的方向为Z轴正方向建立坐标系，所述飞轮端平衡块2和自由端平衡块5设置在Z轴的反方向的相应位置，且飞轮端平衡块2和自由端平衡块5的对称线与曲臂6的对称线平行。
具体的说，是曲轴7的自由端固连一个自由端飞轮4，其结构是采用直径为Φ的偏心质量体，在其轮缘处设置自由端平衡块5，其所产生的离心惯性力等于柴油机离心惯性力的一半，方向与之相反，则曲轴7能带动自由端飞轮4一起转动。柴油机运行过程中，飞轮端平衡块2与自由端平衡块5与曲轴7同转速转动，因此附加的两个平衡块所产生的离心惯性力大小等于曲柄销、连杆大端和曲柄臂所产生的离心惯性力(也即柴油机的的离心惯性力)，方向与其相反。
现有技术一般将平衡质量加在曲臂位置，本发明将平衡质量加在曲轴7上套装的齿轮3的外侧的飞轮1上，飞轮端平衡块2通过螺栓连接固定在飞轮1的轮缘上，而在曲轴7在自由端设计了自由端飞轮4，自由端平衡块5通过螺栓连接固定在自由端飞轮4的轮缘上。当曲轴7转动时，飞轮端平衡块1或自由端飞轮4的质量所产生的离心惯性力大小分别等于柴油机离心惯性力的一半，方向与之相反。因此本发明所增加的两个平衡块所产生的总的离心惯性力大小等于柴油机离心惯性力，方向与其相反。无论柴油机转速如何变化此平衡装置所产生的离心惯性力始终与柴油机的离心惯性力相平衡，保证单缸低速柴油机工作过程中的稳定性，减少其振动与噪声。
本发明实现了两个平衡块与飞轮的是一体化结构，使单缸柴油机结构更加简单和紧凑，体积小。
Claims (2)
1.一种单缸低速柴油机离心平衡装置，包括曲轴、曲臂、套装在曲轴上的齿轮和与曲轴一端固定连接的飞轮，其特征在于：在所述飞轮的轮缘上固连飞轮端平衡块，在曲轴的另一端固连自由端飞轮，且自由端飞轮的轮缘上固连自由端平衡块。
2.根据权利要求1所述的一种单缸低速柴油机离心平衡装置，其特征在于：以曲臂与曲轴相交的中心点为坐标原点、以曲轴的轴线为X轴且沿着自由端飞轮方向为X轴正方向、以曲臂的对称线为Z轴且沿着曲臂的方向为Z轴正方向建立坐标系，所述飞轮端平衡块和自由端平衡块设置在Z轴的反方向的相应位置，且飞轮端平衡块和自由端平衡块的对称线与曲臂的对称线平行。
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