CN106122370A - 一种单缸柴油机的平衡*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机的平衡结构，尤其是一种适用于排量大于0.7L的中高速立式单缸柴油机的平衡***。一种单缸柴油机的平衡***，该平衡***具有主副平衡块的曲轴、左平衡轴、右平衡轴和凸轮轴齿轮，左平衡轴和右平衡轴相对于柴油机缸体中心线成斜下两侧分布，曲轴一侧轴颈上安装有左平衡轴传动齿轮，曲轴另一侧轴颈上安装有曲轴齿轮，左平衡轴传动齿轮与安装在左平衡轴上的左平衡轴齿轮啮合，右平衡轴一端安装有右平衡轴齿轮，右平衡轴齿轮啮合于凸轮轴齿轮的一侧端，凸轮轴齿轮的另一侧端啮合曲轴上的曲轴齿轮，凸轮轴齿轮的转动而同步带动曲轴齿轮和右平衡轴齿轮转动。本发明具有平衡效果好、结构紧凑、简单、成本低的优点。

Description

一种单缸柴油机的平衡***

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种发动机的平衡结构，尤其是一种适用于排量大于0.7L的中高速立式单缸柴油机的平衡***。

背景技术

柴油机工作时，由各种周期性作用力所激发的多种形态的振动。作用在柴油机机体并传给基础的惯性力、惯性力矩和倾倒力矩，其大小和方向是周期性变化的，因而会引起柴油机整机在多个方向(主要是垂向、横向、纵摇和平摇)上的振动。这不单会降低柴油机工作的可靠性和寿命，并且对环境和工作人员产生不良影响，特别对于单缸柴油机而言，随着排量和转速的提高，这种影响更加显著。

柴油机振动具体来源于活塞连杆组的往复运动产生往复惯性力，以及连杆大头的旋转惯性力。降低整机振动的方法和改善柴油机的平衡性能，就是要减少柴油机未被平衡的惯性力和力矩。但对于单缸柴油机而言，其特点是结构简单、成本低，往往在设计上会牺牲一些平衡性能，主要采用方式为有：1)无平衡轴结构，靠曲轴平衡块的旋转力过量转移平衡一阶往复力，2)单平衡轴结构，单平衡轴和曲轴过量共同平衡一阶往复惯性力，3)双平衡结构，以气缸中心线对称布置旋转方向相反的两根平衡轴平衡一阶往复惯性力，此结构效果最好，但结构及传动较为复杂，一般仅在大缸径单缸水冷机上使用。

专利申请号201020627586.1公开了一种立式单缸柴油机平衡装置，凸轮轴齿轮一侧端啮合一曲轴齿轮，另一侧啮合一惰齿轮通过惰齿轮再啮合一平衡轴齿轮，曲轴上设有曲轴齿轮与一主平衡块装置，平衡轴齿轮连接于平衡轴，平衡轴上敷设有一副平衡块装置，通过所述曲轴齿轮的转动而同步带动凸轮轴齿轮、惰齿轮及平衡轴齿轮转动。该专利为单平衡轴结构，让大部分的一级往复惯性力被平衡，但没有100％被平衡，再者，设置惰齿轮等于在缸体内增加零部件数量，加大空间结构。如果能全方面考虑单缸柴油机整机结构和传动方式，实现双轴平衡，将给发动机领域，尤其是单缸柴油机的制造带来前所未有的新突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种实现双轴平衡、100％平衡一阶往复力惯性力的单缸柴油机的平衡***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种单缸柴油机的平衡***，该平衡***具有主副平衡块的曲轴、左平衡轴、右平衡轴和凸轮轴齿轮，所述左平衡轴和右平衡轴相对于柴油机缸体中心线成斜下两侧分布，所述曲轴一侧轴颈上安装有左平衡轴传动齿轮，曲轴另一侧轴颈上安装有曲轴齿轮，所述左平衡轴传动齿轮与安装在左平衡轴上的左平衡轴齿轮啮合，所述右平衡轴一端安装有右平衡轴齿轮，所述右平衡轴齿轮啮合于凸轮轴齿轮的一侧端，所述凸轮轴齿轮的另一侧端啮合曲轴上的曲轴齿轮，曲轴齿轮转动带动凸轮轴齿轮转动，凸轮轴齿轮转动带动右平衡轴齿轮转动。

进一步地，所述曲轴具有主平衡块和副平衡块，所述主、副平衡块位于曲轴同一侧，且平行布置，主平衡块的外圆半径大于副平衡块的外圆半径。

更进一步地，所述曲轴的中部为连杆颈，所述连杆颈上连接有连杆组，连杆组上固定有活塞。

更进一步地，所述连杆组具有与连杆颈连接的连杆瓦及位于连杆瓦上的连杆合件。

进一步地，所述右平衡轴上具有结构相同的平衡块。

进一步地，所述曲轴一侧轴颈上、左平衡轴传动齿轮外侧安装有飞轮，所述飞轮通过连接在该侧轴颈轴端上的飞轮螺母固定。

本发明的有益效果是：本发明具有平衡效果好、结构紧凑、简单、成本低的优点，通过曲轴的主、副平衡块平衡一阶旋转惯性力，左、右平衡轴旋转方向相反，两者的合力100％平衡一阶往复力惯性力，使柴油机工作过程的振动减少至最低，从而明显减少噪声、减轻零件间的磨损以及提高柴油机的经济性，同时，占用空间小，安装方便，生产成本低，有利于新机型开发的调整与改造。

附图说明

下面结合附图实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的工作原理图。

图3是图2中连杆与活塞的具体结构示意图。

图4是本发明中曲轴上安装飞轮的结构示意图。

图中：1.曲轴，2.左平衡轴，3.右平衡轴，4.凸轮轴齿轮，5.左平衡传动齿轮，6.曲轴齿轮，7.左平衡轴齿轮，8.右平衡轴齿轮，9.飞轮，10.飞轮螺母，11.主平衡块，12.副平衡块，13.连杆颈，14.连杆组，15.活塞，16.连杆瓦，17.连杆合件。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

如图1～2所示，一种单缸柴油机的平衡***，该平衡***具有主副平衡块的曲轴1、左平衡轴2、右平衡轴3和凸轮轴齿轮4，左平衡轴2和右平衡轴3相对于柴油机缸体中心线成斜下两侧分布，曲轴1一侧轴颈上安装有左平衡轴传动齿轮5，曲轴1另一侧轴颈上安装有曲轴齿轮6，左平衡轴传动齿轮5与安装在左平衡轴2上的左平衡轴齿轮7啮合，右平衡轴3一端安装有右平衡轴齿轮8，右平衡轴齿轮8啮合于凸轮轴齿轮4的一侧端，凸轮轴齿轮4的另一侧端啮合曲轴1上的曲轴齿轮6，曲轴齿轮6转动带动凸轮轴齿轮4转动，凸轮轴齿轮转动4带动右平衡轴齿轮8转动。

如图1所示，曲轴1具有主平衡块11和副平衡块12，主、副平衡块11、12位于曲轴1同一侧，且平行布置，主平衡块11的外圆半径大于副平衡块12的外圆半径，曲轴1的中部为连杆颈13，如图3所示，连杆颈13上连接有连杆组14，连杆组14上固定有活塞15。连杆组14具有与连杆颈13连接的连杆瓦16及位于连杆瓦16上的连杆合件17。连杆组14与曲轴1连接部的旋转力矩，通过曲轴的主、副平衡块11、12力矩来100％平衡。

如图1所示，右平衡轴3上具有结构相同的平衡块31。

如图4所示，具体安装时，曲轴1一侧轴颈上、左平衡轴传动齿轮5外侧安装有飞轮9，飞轮9通过连接在该侧轴颈轴端上的飞轮螺母10固定。

传动方式：该平衡***是在现有风冷机L系列平衡***的基础上发展而来的全新双轴平衡***，在其基础上仅增加一个右平衡轴3和一个右平衡轴正时齿轮8，形成左、右平衡轴2、3相对于柴油机缸体中心线成斜下两侧分布，具有平衡效果好、结构紧凑、简单、成本低的优点。

其中，左平衡轴2直接通过曲轴1来传动，具体由装在曲轴1上的左平衡轴传动齿轮5与装在左平衡轴2上左平衡轴齿轮7啮合传动。右平衡轴3利用凸轮轴齿轮4传动，左、右平衡轴2、3旋转方向相反，在曲轴1旋转90°和270°时，两平衡轴旋转力矩相互抵消，在曲轴1处在0°和180°时，平衡活塞15往复力矩，均匀的将主、副平衡块11、12的旋转力矩分散在曲轴1两侧，整机运行更加稳定。连杆组14与曲轴1连接部的旋转力矩，通过曲轴的主、副平衡块11、12力矩来100％平衡，最终实现一阶旋转力矩和一阶往复力矩完全平衡。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：该平衡***具有主副双平衡块的曲轴(1)、左平衡轴(2)、右平衡轴(3)和凸轮轴齿轮(4)，所述左平衡轴(2)和右平衡轴(3)相对于柴油机缸体中心线成斜下两侧分布，所述曲轴(1)一侧轴颈上安装有左平衡轴传动齿轮(5)，曲轴(1)另一侧轴颈上安装有曲轴齿轮(6)，所述左平衡轴传动齿轮(5)与安装在左平衡轴(2)上的左平衡轴齿轮(7)啮合，所述右平衡轴(3)一端安装有右平衡轴齿轮(8)，所述右平衡轴齿轮(8)啮合于凸轮轴齿轮(4)的一侧端，所述凸轮轴齿轮(4)的另一侧端啮合曲轴(1)上的曲轴齿轮(6)，曲轴齿轮(6)转动带动凸轮轴齿轮(4)转动，凸轮轴齿轮转动(4)带动右平衡轴齿轮(8)转动。

2.根据权利要求1所述的一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：所述曲轴(1)具有主平衡块(11)和副平衡块(12)，所述主、副平衡块(11、12)位于曲轴(1)同一侧，且平行布置，主平衡块(11)的外圆半径大于副平衡块(12)的外圆半径。

3.根据权利要求2所述的一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：所述曲轴(1)的中部为连杆颈(13)，所述连杆颈(13)上连接有连杆组(14)，连杆组(14)上固定有活塞(15)。

4.根据权利要求3所述的一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：所述连杆组(14)具有与连杆颈(13)连接的连杆瓦(16)及位于连杆瓦(16)上的连杆合件(17)。

5.根据权利要求1所述的一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：所述右平衡轴(3)上具有结构相同的平衡块。

6.根据权利要求1所述的一种单缸柴油机的平衡***，其特征在于：所述曲轴(1)一侧轴颈上、左平衡轴传动齿轮(5)外侧安装有飞轮(9)，所述飞轮(9)通过连接在该侧轴颈轴端上的飞轮螺母(10)固定。