低運轉噪音的平衡軸組件的製作方法
2023-12-10 18:49:57
低運轉噪音的平衡軸組件的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種低運轉噪音的平衡軸組件，包括轉動安裝於發動機殼體內的平衡軸本體，以及驅動所述平衡軸本體繞其軸線轉動的驅動機構，且所述驅動機構為液壓驅動機構。本平衡軸組件可避免由曲軸通過齒輪或鏈條帶動平衡軸而造成附加振動的問題，能夠進一步降低發動機運行時的振動及噪音，且其結構簡單，具有很好的實用性。
【專利說明】低運轉噪音的平衡軸組件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車發動機平衡軸組件，尤其涉及一種汽車發動機低運轉噪音的平衡軸組件。
【背景技術】
[0002]在現有汽車發動機研發技術中，平衡軸系統用於平衡發動機運轉時活塞組的往復慣性力，減少發動機的振動與噪音，提高零部件的耐久性和可靠性，並提升乘客駕駛的舒適性。雖然平衡軸系統本身是為了降低發動機的振動與噪音，但為了使平衡軸運轉勢必要加上一種動力傳輸裝置，而這種動力傳輸裝置又會附加上額外的運轉噪音。現有的平衡軸都為由曲軸通過齒輪或鏈條驅動，在齒輪傳動結構中為降低傳動過程中的振動及噪音，需要嚴格控制主從動齒輪嚙合中心距，並且對齒輪配合的相位角度要求很高，對齒輪表面耐磨性也有較嚴格的要求。而鏈條傳動結構中，使用較小節距的鏈條有跳齒的風險，不易控制，而較大節距的鏈條又會產生比較嚴重的噪音，因此上述的平衡軸運轉過程中附加振動及噪音難以避免。另外現有平衡軸襯套一般都使用常規襯套，由於平衡軸運轉過程中撓度變形比較大，會導致襯套上靠近平衡軸上的平衡塊的一端有偏磨的現象發生，從而會給平衡軸系統的使用帶來隱患。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種低運轉噪音的平衡軸組件，其可避免由曲軸通過齒輪或鏈條帶動平衡軸而造成附加振動的問題，能夠進一步降低發動機運行時的振動及噪音，且其結構簡單，具有很好的實用性。
[0004]為實現上述目的，本發明的低運轉噪音的平衡軸組件包括轉動安裝於發動機殼體內的平衡軸本體，以及驅動所述平衡軸本體繞其軸線轉動的驅動機構，所述驅動機構為液壓驅動機構。
[0005]採用上述的技術方案，由於使用液壓驅動機構驅動平衡軸本體運轉，從而可避免通過齒輪或鏈條經由曲軸驅動的方式造成的附加振動，能夠大幅降低平衡軸組件運轉時的噪音，因而也進一步降低了發動機運行時的振動及噪音；使用液壓驅動機構也避免了將平衡軸本體與曲軸連動配合的麻煩，使得平衡軸組件可單獨設計安裝，從而簡化了其結構，具有很好的實用性。
[0006]作為對上述方式的限定，所述的液壓驅動機構包括套設在所述平衡軸本體上、並固連於發動機殼體內的渦殼，以及容置在所述渦殼內、並固定套裝於平衡軸本體上的葉輪；在渦殼上還連接設有向渦殼內輸送機油，以驅動所述葉輪轉動的進油管。
[0007]渦殼不僅作為葉輪的容腔，而且也是平衡軸的轉動支撐構件；葉輪固連在平衡軸上，從而可在渦殼進油管所進機油的衝擊下帶動平衡軸轉動，以實現平衡軸組件對曲軸連杆機構振動的消減。
[0008]作為對上述方式的限定，在所述平衡軸本體上位於液壓驅動機構的外側還連接設有驅動平衡軸本體轉動的啟動助力機構。設置啟動助力機構可在發動機啟動時，使平衡軸本體迅速開啟轉動，以達到平衡軸的轉速要求，從而一方面可降低機油對葉片的衝擊力，防止葉片折斷及使用壽命的快速降低，另一方面也可滿足發動機啟動時對平衡軸的轉速控制要求及平衡軸與曲軸運動的相位角度，以實現平衡軸組件的消減振動功能。
[0009]作為對上述方式的限定，所述的啟動助力機構包括固連於平衡軸本體上的轉動齒輪，與所述轉動齒輪相嚙合的驅動齒輪，以及與所述驅動齒輪相連以使驅動齒輪運轉的電機。電機的啟停及轉速可根據發動機的運轉信號進行控制，並經由驅動齒輪及轉動齒輪的傳動驅動平衡軸運轉，以滿足發動機啟動時平衡軸本體的運轉要求。
[0010]作為對上述方式的限定，在所述轉動齒輪與驅動齒輪間還連接設有在所述平衡軸本體正常運轉時，以使驅動齒輪脫離與轉動齒輪間的嚙合的自動鬆脫機構。設置自動鬆脫機構可在發動機進入正常工作狀態，平衡軸本體由液壓驅動機構正常驅動時，使電機帶動的驅動齒輪與固連在平衡軸一端的轉動齒輪脫離嚙合，從而可避免啟動助力機構帶來的附加振動及噪音，以進一步降低平衡軸組件運轉時的振動和噪音。
[0011]作為對上述方式的限定，在所述液壓驅動機構上還設有對驅動所述葉輪轉動的機油的油壓進行調節，以使所述平衡軸本體與發動機曲軸間轉速同步的油壓控制系統。使用油壓控制系統可通過調節機油的壓力，從而根據發動機的轉速來調控平衡軸的轉速，以使平衡軸的轉速與發動機同步，從而實現平衡軸組件的振動消減功能。
[0012]作為對上述方式的限定，所述平衡軸本體經由套裝在其上的開設有多個孔洞的襯套設置在發動機殼體內。在襯套上開設多個孔洞可使缸體過來的潤滑油能夠儘量多的進入襯套與平衡軸本體的配合間隙中，以降低平衡軸本體與襯套間的運轉衝擊，使得平衡軸組件運轉良好。
[0013]作為對上述方式的限定，在所述襯套上還設置有在平衡軸本體發生撓度變形時，防止襯套與平衡軸本體產生偏磨的避讓部。在襯套上設置避讓部從而避免了因平衡軸運轉時的撓性變形對襯套端部內孔壁產生的偏磨，可減緩平衡軸組件與襯套間的磨損，延長襯套的使用壽命，保證襯套的有效使用。
[0014]作為上述方式的限定，所述平衡軸本體包括與液壓驅動機構套裝配合的第一本體，呈圓柱狀的第二本體，以及設置在第一本體和第二本體中間的、帶有多個平衡塊的中間體；所述襯套套裝於第二本體上，所述的避讓部為設置在襯套靠近中間體一端的內孔壁邊緣處的漸變的斜面。將避讓部設置為漸變的斜面即可與平衡軸本體在發生撓性變形時沿其長度方向上的不同位置的變形量相適應，從而實現襯套對平衡軸本體變形部位的有效避讓。
[0015]綜上所述，採用本發明的技術方案，能夠避免平衡軸由曲軸通過齒輪或鏈條帶動而造成附加振動的問題，從而可進一步降低發動機運行時的振動及噪音，且平衡軸襯套與平衡軸間可具有更好的潤滑性能，也能夠避免襯套發生偏磨，其結構簡單，具有很好的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明作更進一步詳細說明:
圖1為本發明實施例的結構示意圖； 圖2為襯套展開時的結構剖視圖；
圖中:1、平衡軸本體；2、第二本體；3、中間體；31、平衡塊；32、肋板；4、襯套；5、渦殼；6、葉輪；7、出油管；8、渦殼連接部；9、轉動齒輪；10、驅動齒輪；11、墊片；12、螺栓；13、電機；14、孔洞；15、斜面。
【具體實施方式】
[0017]本實施例涉及一種低運轉噪音的平衡軸組件，如圖1所示，其包括平衡軸本體1，以及驅動平衡軸本體I繞其軸線轉動的液壓驅動機構。平衡軸本體I包括圖中未示出的用於套設液壓驅動機構的呈圓柱狀的第一本體，也呈圓柱狀的第二本體2，以及設置在第一本體和第二本體2之間的中間體3，中間體3為沿其軸向固連設置有多塊肋板32的軸體，在每塊肋板32上還固連有平衡塊31，當然中間體3上平衡塊31的設置方式除此之外也可採用其他的形式，如可沿中間體3的軸向在其上固連多個凸起的凸塊。平衡軸本體I的一端經由套設在第二本體2上的襯套4轉動安裝於圖中未示出的發動機的殼體內，而在平衡軸本體I的另一端則通過套設在第一本體上的液壓驅動機構進行支撐。
[0018]襯套4的結構如圖2所示，在其上開設有多個孔洞14，孔洞14用於使缸體內的潤滑油儘量多的進入到襯套4和第二本體2的配合間隙中，從而降低第二本體2和襯套4間的轉動衝擊。為避免因平衡軸本體I在轉動時的撓性變形而使得第二本體2在襯套4的內孔壁邊緣處產生偏磨，襯套4上靠近中間體3 —端的內孔壁的邊緣處還設置為一段由內而外漸變的斜面15。
[0019]液壓驅動機構包括套設在第一本體上的潤殼5,潤殼5固定安裝於發動機殼體上，其上具有出油管7以及圖中未示出的進油管，進油管與發動機的機油泵出口相連，而出油管7連接於發動機機油箱，在渦殼5靠近中間體3 —側端面的中心部還固連設置有一個筒狀的渦殼連接部8，第一本體即穿過渦殼連接部8伸入渦殼5內，並被渦殼連接部8轉動支撐，其轉動支撐可採用滾動軸承或滑動軸承等方式。第一本體伸入渦殼5中後再由圖中未示出的渦殼5的另一端面伸出，在渦殼5內的第一本體上固連套裝有葉輪6，葉輪6容置在渦殼5內，從而在進油管所進機油的衝擊下通過葉輪6帶動平衡軸本體I轉動。為保證渦殼5與第一本體之間的轉動密封效果，在渦殼連接部8中以及圖中未示出的渦殼5的另一端面與第一本體的配合處均設置有密封結構，密封形式可採用機械密封或盤根密封。
[0020]為使平衡軸本體I在發動機啟動時滿足其設計所需的轉速要求，在第一本體上位於渦殼5的外側還連接設置有啟動助力機構。啟動助力機構包括安裝在第一本體端部的轉動齒輪9，轉動齒輪9經由設置在其外殼的墊片11和安裝於第一本體端部的螺栓12固定在第一本體上；還包括安裝於發動機殼體上的與轉動齒輪9相嚙合的驅動齒輪10，以及用於驅動驅動齒輪10轉動的電機13，驅動齒輪10安裝於電機13的輸出軸上。為進一步減小平衡軸組件在正常運行時的振動及噪音，在驅動齒輪10與轉動齒輪9之間還可設置有自動鬆脫機構，自動鬆脫機構可在平衡軸本體I由機油驅動而正常運行時，使驅動齒輪10與轉動齒輪9脫離嚙合，從而進一步避免了啟動助力機構所造成的附加振動及噪音。本實施例中自動鬆脫機構可為設置在發動機殼體上的能夠帶動電機13進行位置擺動的裝置，在平衡軸組件啟動時，使電機13處於驅動齒輪10與轉動齒輪9相嚙合的位置，以帶動平衡軸本體I轉動，而當平衡軸組件正常運行時則使電機13的位置發生擺動，從而使安裝於電機13輸出軸上的驅動齒輪10與轉動齒輪9脫離嚙合。
[0021]當然，啟動助力機構除了上述的齒輪嚙合傳動方式以外，還可採用蝸輪蝸杆傳動或循環球傳動等方式，而自動鬆脫機構可根據使用的傳動方式的不同而進行調整。
[0022]為保證平衡軸本體I在液壓驅動下能夠達到設計所需的轉速控制要求，在液壓驅動機構上還可設置有油壓控制系統。油壓控制系統可根據發動機的轉速對渦殼5的進油管所進機油的壓力進行調節，以使平衡軸本體I的轉速能夠與發動機的轉速相同步，以實現平衡軸組件正常有效的振動消減功能。本實施例中油壓控制系統可採用設置在進油管上的油壓控制閥，在發動機轉速發生變化時可通過調整油壓控制閥的開啟程度以改變進油管機油流通流量，從而實現對平衡軸本體I轉速的調節。
[0023]本平衡軸組件在使用時，當發動機啟動時電機13根據發動機的轉速信號啟動，以使平衡軸本體I迅速啟動並達到所需的轉速，然後機油泵輸出的並由油壓控制系統調節過的機油也開始推動葉輪6運轉，從而帶動平衡軸本體I轉動。當平衡軸本體I運轉平穩後，即可通過自動鬆脫機構使驅動齒輪10立即與轉動齒輪9脫離嚙合，從而使啟動助力機構脫離，以避免啟動助力機構造成的附加振動，此後平衡軸本體I在油壓控制系統的所調整下的機油驅動下正常運轉即可。當啟動助力機構脫離後電機13即停止，直到發動機停止後即可恢復與平衡軸本體I的連接。
【權利要求】
1.一種低運轉噪音的平衡軸組件，包括轉動安裝於發動機殼體內的平衡軸本體，以及驅動所述平衡軸本體繞其軸線轉動的驅動機構，其特徵在於:所述驅動機構為液壓驅動機構。
2.根據權利要求1所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:所述的液壓驅動機構包括套設在所述平衡軸本體上、並固連於發動機殼體內的渦殼，以及容置在所述渦殼內、並固定套裝於平衡軸本體上的葉輪；在渦殼上還連接設有向渦殼內輸送機油，以驅動所述葉輪轉動的進油管。
3.根據權利要求1所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:在平衡軸本體上位於液壓驅動機構的外側還連接設有驅動所述平衡軸本體轉動的啟動助力機構。
4.根據權利要求3所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:所述的啟動助力機構包括固連於平衡軸本體上的轉動齒輪，與所述轉動齒輪相嚙合的驅動齒輪，以及與所述驅動齒輪相連以使驅動齒輪運轉的電機。
5.根據權利要求4所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:在所述轉動齒輪與驅動齒輪間還連接設有在所述平衡軸本體正常運轉時，以使驅動齒輪脫離與轉動齒輪間的哨合的自動鬆脫機構。
6.根據權利要求2所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:在所述液壓驅動機構上還設有對驅動所述葉輪轉動的機油的油壓進行調節，以使所述平衡軸本體與發動機曲軸間轉速同步的油壓控制系統。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:所述平衡軸本體經由套裝在其上的開設有多個孔洞的襯套設置在發動機殼體內。
8.根據權利要求7所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:在所述襯套上還設置有在平衡軸本體發生撓度變形時，防止襯套與平衡軸本體產生偏磨的避讓部。
9.根據權利要求8所述的低運轉噪音的平衡軸組件，其特徵在於:所述平衡軸本體包括與液壓驅動機構套裝配合的第一本體，呈圓柱狀的第二本體，以及設置在第一本體和第二本體中間的、帶有多個平衡塊的中間體；所述襯套套裝於第二本體上，所述的避讓部為設置在襯套靠近中間體一端的內孔壁邊緣處的漸變的斜面。
【文檔編號】F16H47/06GK103791025SQ201410068492
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】賀巍, 王紅丹, 何壽芳, 叢子淇, 李蘭芳 申請人:長城汽車股份有限公司