CN204804958U - 用于内燃发动机的摇锤曲轴组件和摇锤组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于内燃发动机的摇锤曲轴组件和摇锤组件。用于内燃发动机的摇锤曲轴组件包括：曲轴；附接至曲轴的摇锤支架；附件至摇锤支架的摇锤；支架和摇锤中的至少一个中形成有肾形轨道，肾形轨道具有壁；设置肾形轨道中的滚动销；以及成在滚动销和壁之间的小于0.5mm的间隙。摇锤组件用于附接至内燃发动机的曲轴。本实用新型能够在滚动销与支架壁和摇锤轨道壁之间提供小于0.5mm的最大的“下降”间隙，当发动机关闭且曲轴的旋转运动连同作用在摇锤上的离心力停止时，由摇锤停止在它的“向上”的位置时经历的下降减少，从而导致了NVH的减少。

Description

用于内燃发动机的摇锤曲轴组件和摇锤组件

技术领域

本公开的发明构思总的来说涉及用于内燃发动机的摇锤曲轴。更具体地，本公开的发明构思涉及形成在摇锤支架组件中的肾形滚动销轨道。

背景技术

关于改进燃油经济性的需求，具有相对少量的汽缸的内燃发动机为汽车制造商提供了诱人的解决方案。为了补偿立方容积的减少，车辆制造者发展技术来提高发动机功率，例如直接燃油喷射、涡轮增压和用于进气和排气凸轮轴的可变正时。通过这种方法，六缸和八缸发动机可以按比例缩小而不损失可用马力。

具有少量汽缸的发动机的令人不满意的后果是高曲轴扭转振动和由外力引起的高发动机缸体振动，该外力诸如不可消除的发动机一阶力和二阶力。这些振动通过发动机架最终传递至车辆结构上。

工程师通过多种方法将这些振动控制在一个范围或另一个范围内，这些方法中的许多增加了制造成本并减小了燃油经济性。一个用于克服过分振动的公认的方案是在曲轴上提供一个或多个摇锤以降低曲轴的扭转振动和随之产生的车辆噪音及刺耳声。这种安装在曲轴上的摇锤当它们调整到位时起到减振器的作用并因此减少由振荡扭矩产生的振动，因此平复曲轴的扭矩输出。这种方法也被一些飞机活塞发动机的设计者所采用，其中摇锤平复扭矩输出并减少曲轴自身内部的应力。

摇锤减振器结合在发动机曲轴上的例子在授权给该申请的申请人的第4,739,679号美国专利中被提出。根据在该专利中提出的布置，摇锤包括内曲线凸轮从动件表面，该内曲线凸轮从动件表面可选择地接合和脱离固定在摇锤支架上的销式凸轮。

曲轴摇锤通过几对可在相配合的曲线轨道上移动的滚轮与摇锤支架互连。虽然在摇锤与曲轴之间具有多个移动关系的变型，但是在这两个部件之间包含滚动销作为接触点是常见的。

每个滚动销需要滚轴可在其中滚动的摇锤滚动销轨道。公知地，滚动销轨道具有位于轨道壁和滚动销之间的很大的间距。当发动机运转并且曲轴旋转时，离心力将摇锤保持在向外的位置。然而，当发动机关闭并且曲轴停止转动时，离心运动也停止，而且摇锤不再保持在完全向外的位置，如果摇锤的停止位置是“向上”或是大***于曲轴中线上方时，摇锤可能会经历由重力引起的下降。如果摇锤在该位置停止，在金属对金属的撞击之前，它的下降距离将超过3.0mm，因此，增加了在发动机以及因此在车辆中的不期望的噪音、振动和不平顺性(NVH)。

为了补偿这种下降，橡胶缓冲器策略性地位于摇锤支架上以抑制金属对金属的接触。这种纠正措施的使用不仅增加制造和材料成本，而且还产生堵塞油路的危险，因为橡胶随时间产生的退化会产生橡胶颗粒。

因此，需要采用应用在摇锤曲轴上的新的方法来解决与已知布置相关的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，采用一种用于摇锤曲轴的措施来减少摇锤下降引起的金属撞击声音。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，包括：

曲轴；

附接至曲轴的摇锤支架；

附件至摇锤支架的摇锤；

支架和摇锤中的至少一个中形成有肾形轨道，肾形轨道具有壁；

设置肾形轨道中的滚动销；以及

形成在滚动销和壁之间的小于0.5mm的间隙。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架中形成有肾形轨道并且摇锤中形成有肾形轨道。

根据本实用新型的一个实施例，形成在摇锤支架中的肾形轨道相对于形成在摇锤中的肾形轨道是颠倒的。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架包括凸缘，并且其中，肾形轨道形成在凸缘中。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤的肾形轨道形成在第一半摇锤和第二半摇锤中的每个中。

根据本实用新型的一个实施例，还包括两个滚动销，并且其中，摇锤支架包括两个肾形轨道，摇锤包括两个肾形轨道。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种摇锤组件，摇锤组件用于附接至内燃发动机的曲轴，摇锤组件包括：

可附接至曲轴的摇锤支架；

可移动地附接至摇锤支架的摇锤；

形成在摇锤支架和摇锤中的至少一个中的肾形轨道，肾形轨道具有壁；

配合在肾形轨道中的滚动销；以及

限定在滚动销和壁之间的小于0.5mm的间隙。

根据本实用新型的一个实施例，肾形轨道形成在摇锤支架和摇锤中。

根据本实用新型的一个实施例，形成在摇锤支架中的肾形轨道相对于形成在摇锤中的肾形轨道是颠倒的。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架具有支架凸缘，并且其中，肾形轨道形成在支架凸缘中。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

根据本实用新型的一个实施例，形成在摇锤中的肾形轨道形成在第一半摇锤和第二半摇锤中。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架通过两个相反的紧固件附接至曲轴。

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种摇锤组件，摇锤组件用于附接至内燃发动机的曲轴，摇锤组件包括：

可附接至曲轴的摇锤支架；

附接至摇锤支架的摇锤，摇锤支架和摇锤各自具有由相反的弯曲的侧壁和相反的端壁限定的滚动销轨道；

可移动地设置在滚动销轨道中的滚动销；以及

限定在滚动销和壁之间的小于0.5mm的间隙。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架中的滚动销轨道相对于摇锤中的滚动销轨道是颠倒的。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架具有支架凸缘，并且其中，滚动销轨道形成在支架凸缘中。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

根据本实用新型的一个实施例，形成在摇锤中的滚动销轨道形成在第一半摇锤和第二半摇锤中。

根据本实用新型的一个实施例，摇锤支架通过两个相反的紧固件附接至曲轴。

本实用新型的有益效果在于，本公开的发明构思通过在滚动销与支架壁和摇锤轨道壁之间提供小于0.5mm的最大的“下降”间隙而克服了用于内燃发动机的已知的摇锤曲轴布置所面临的挑战。当发动机关闭且曲轴的旋转运动连同作用在摇锤上的离心力停止时，由摇锤停止在它的“向上”的位置时经历的更少量下降导致了NVH的减少。

本公开的发明构思的用于附接至内燃发动机的曲轴的摇锤组件包括可附接至曲轴的摇锤支架、可移动附接至支架的摇锤、以及滚动销。摇锤支架和摇锤各自具有形成在其中的滚动销轨道，滚动销可移动地配合在滚动销轨道中。

滚动销轨道是肾形的并且因此由相反的弯曲侧壁和相反的端壁限定。在运行中的任何给定时间，滚动销和滚动销轨道的相反的壁之间的间隙决不会大于0.5mm。如果曲轴停止同时摇锤位于它的“向上”位置，导致的结果是摇锤的下降距离限制在0.5mm或者小于0.5mm直到它撞击到滚动轨道的凹陷并滚动到它的静止位置。

摇锤支架具有由其延伸出的凸缘，摇锤附接至该凸缘。摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤，凸缘的两侧各设有一个半摇锤。

摇锤支架通过一对相反的紧固件附接至曲轴的颊板上。

当结合附图考虑时，上述优势和其他优势和特征将容易从如下对优选实施例的详细描述中显现出来。

附图说明

为了更全面地理解本实用新型，现在应当参照在附图中更详细地示出的和通过本实用新型的实例如下描述的实施例，其中：

图1是根据公开的发明构思的具有形成在支架中的肾形滚动销轨道和摇锤的曲轴的立体图；

图2是图1的曲轴的曲轴颊板的一部分的侧视图，该曲轴附设有支架和摇锤，在该摇锤中形成有肾形滚动销轨道；

图3是沿图2的线3-3截取的曲轴颊板的一部分及附接的支架和摇锤的截面图；

图4是示出了支架中的肾形滚动销轨道和摇锤中以一部分虚线示出的肾形滚动销轨道的特写侧视图，其中摇锤处于它的居中位置；以及

图5是类似于图4的视图，其中摇锤处于它的完全向外的中心位置。

具体实施方式

在如下图中，相同的标号用来指代相同的部件。在如下描述中，针对构造不同的实施例描述了各种操作参数和部件。这些具体参数和部件是作为实例被包括进来而不意味着限制。

参照图1，用于内燃发动机的曲轴组件被示出。应当理解，在图1中总体由10示出的曲轴组件的整个配置仅作为提示性的目的而被陈述，因为整个配置可能从示出的实例上修改。

曲轴组件10包括曲轴12。曲轴12具有旋转轴线14。曲轴12绕它的旋转轴线14的旋转通过提供主轴颈16、16’、16”、16″′和16″″而成为可能。轴颈16、16’、16”、16″′和16″″整体形成为曲轴10的一部分并且由曲轴轴承(未示出)限制在发动机缸体(未示出)中。

在本领域公知的是连杆(未示出)通过连杆轴承附接至连杆轴颈18、18’、18”和18″′。再如本领域所公知的，连杆轴颈18、18’、18”和18″′整个形成在曲轴12上。

曲轴12包括第一端20和第二端22。柱24常规地从一端(在这种情况下第一端20)延伸出。柱24用于安装任意数量的发动机部件，例如阻尼器、风扇皮带轮和用于凸轮轴的传动机构。这些部件都未示出但是这些部件及其连接方法对于本领域技术人员都是已知的。

飞轮(未示出)常规地附接在曲轴12的另一端，在这种情况下，是第二端22。辅助减小曲轴12的扭转波动的飞轮可操作地接合至车辆的驱动轴或变速驱动桥。

配重26、26’、26”和26″′形成为曲轴12的一部分部件。应当理解，常规的现代内燃发动机包括一个或多个这种配重从而为连杆、活塞和曲轴12提供平衡，因此减少主轴颈上的负载。

在连杆轴颈18的两侧提供一对间隔开的曲柄臂28和28’。从曲柄臂28延伸出来的是配重26。从曲柄臂28’延伸出来的是曲轴颊板30。

在连杆轴颈18’的两侧提供一对间隔开的曲柄臂32和32’。从曲柄臂32延伸出来的是曲轴颊板34。从曲柄臂32’延伸出来的是配重26’。

在连杆轴颈18”的两侧提供一对间隔开的曲柄臂36和36’。从曲柄臂36延伸出来的是配重26”。从曲柄臂36’延伸出来的是曲轴颊板38。

在连杆轴颈18″′的两侧提供一对间隔开的曲柄臂40和40’。从曲柄臂40延伸出来的是曲轴颊板42。从曲柄臂40’延伸出来的是配重26″′。

摇锤支架组件44附接至曲轴颊板30。摇锤支架44’附接至曲轴颊板34。摇锤支架44”附接至曲轴颊板38。摇锤支架44″′附接至曲轴颊板42。

图2是图1中的曲轴10的曲轴颊板30的一部分的侧视图。图3是沿图2中线3-3截取的曲轴颊板30的一部分的截面图，连接支架46具有支架凸缘47和半摇锤48和48’。摇锤支架组件44通过摇锤支架46附接至曲轴颊板30。半摇锤48附接至摇锤支架46的支架凸缘47。另一个半摇锤48’(参见图3)在组装时附接至半摇锤48。摇锤支架46通过一对间隔开的并相对的带肩螺栓50和50’直接附接至曲轴颊板30。

垂直配合在每个半摇锤48和48’之间的是滚动销52和52’。滚动销52和52’在支架46的支架凸缘47中形成的肾形滚动销轨道54和54’以及半摇锤48中形成的肾形滚动销轨道56和56’中移动。一对相同的肾形滚动销轨道形成在半摇锤48’中，其中的一个在图3中以肾形滚动销轨道58示出。半摇锤48的肾形滚动销轨道56和56’相对于形成在支架46的支架凸缘47中的肾形滚动销轨道54和54’是颠倒的，因此，允许半摇锤48和半摇锤48’相对于支架46的单摆运动。

图4示出了肾形滚动轨道54和肾形滚动轨道56的特写侧视图，其中滚动销52位于它们的中心位置。在该位置并且在例如发动机关闭期间离心力减小的情况下，半摇锤48和48’将经历“下降”的过程，从而半摇锤48和48’被拉动远离支架46。在该位置，形成在滚动销52与肾形滚动轨道54和肾形滚动轨道56的壁之间的间隙60小于0.5mm，从而减小了NVH并消除了对缓冲器或其他撞击抑制元件的需求。

虽然图4示出滚动销52相对于肾形滚动轨道54和肾形滚动轨道56位于其中心位置，应当理解，滚动销52可在肾形滚动轨道54和56中移动。图5示出了半摇锤48相对于支架46移动到它的完全向外的中心位置，滚动销52定位在肾形轨道54的一端和肾形轨道56的一端。

如前所述的本公开的发明构思通过在滚动销与摇锤轨道之间提供最大的“下降”间隙而克服了对于内燃发动机的已知的摇锤曲轴布置所面临的挑战。因此，本领域技术人员将会从该论述和所附的附图以及权利要求中容易地意识到能够从中作出的各种改变、修改和变型，而不背离由所附权利要求限定出的真实精神和合理范围。

Claims (20)

1.一种用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，包括：

曲轴；

附接至所述曲轴的摇锤支架；

附件至所述摇锤支架的摇锤；

所述支架和所述摇锤中的至少一个中形成有肾形轨道，所述肾形轨道具有壁；

设置所述肾形轨道中的滚动销；以及

形成在所述滚动销和所述壁之间的小于0.5mm的间隙。

2.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，所述摇锤支架中形成有肾形轨道并且所述摇锤中形成有肾形轨道。

3.根据权利要求2所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，形成在所述摇锤支架中的所述肾形轨道相对于形成在所述摇锤中的所述肾形轨道是颠倒的。

4.根据权利要求3所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，所述摇锤支架包括凸缘，并且其中，所述肾形轨道形成在所述凸缘中。

5.根据权利要求4所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，所述摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

6.根据权利要求5所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，所述摇锤的所述肾形轨道形成在所述第一半摇锤和所述第二半摇锤中的每个中。

7.根据权利要求6所述的用于内燃发动机的摇锤曲轴组件，其特征在于，还包括两个滚动销，并且其中，所述摇锤支架包括两个肾形轨道，所述摇锤包括两个肾形轨道。

8.一种摇锤组件，所述摇锤组件用于附接至内燃发动机的曲轴，其特征在于，所述摇锤组件包括：

可附接至所述曲轴的摇锤支架；

可移动地附接至所述摇锤支架的摇锤；

形成在所述摇锤支架和所述摇锤中的至少一个中的肾形轨道，所述肾形轨道具有壁；

配合在所述肾形轨道中的滚动销；以及

限定在所述滚动销和所述壁之间的小于0.5mm的间隙。

9.根据权利要求8所述的摇锤组件，其特征在于，所述肾形轨道形成在所述摇锤支架和所述摇锤中。

10.根据权利要求9所述的摇锤组件，其特征在于，形成在所述摇锤支架中的所述肾形轨道相对于形成在所述摇锤中的所述肾形轨道是颠倒的。

11.根据权利要求10所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤支架具有支架凸缘，并且其中，所述肾形轨道形成在所述支架凸缘中。

12.根据权利要求11所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

13.根据权利要求12所述的摇锤组件，其特征在于，形成在所述摇锤中的所述肾形轨道形成在所述第一半摇锤和所述第二半摇锤中。

14.根据权利要求13所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤支架通过两个相反的紧固件附接至所述曲轴。

15.一种摇锤组件，所述摇锤组件用于附接至内燃发动机的曲轴，其特征在于，所述摇锤组件包括：

可附接至所述曲轴的摇锤支架；

附接至所述摇锤支架的摇锤，所述摇锤支架和所述摇锤各自具有由相反的弯曲的侧壁和相反的端壁限定的滚动销轨道；

可移动地设置在所述滚动销轨道中的滚动销；以及

限定在所述滚动销和所述壁之间的小于0.5mm的间隙。

16.根据权利要求15所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤支架中的所述滚动销轨道相对于所述摇锤中的所述滚动销轨道是颠倒的。

17.根据权利要求16所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤支架具有支架凸缘，并且其中，所述滚动销轨道形成在所述支架凸缘中。

18.根据权利要求17所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤包括第一半摇锤和第二半摇锤。

19.根据权利要求18所述的摇锤组件，其特征在于，形成在所述摇锤中的所述滚动销轨道形成在所述第一半摇锤和所述第二半摇锤中。

20.根据权利要求19所述的摇锤组件，其特征在于，所述摇锤支架通过两个相反的紧固件附接至所述曲轴。