專利名稱：內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外平衡結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)燃機平衡結(jié)構(gòu)，具體涉及內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外 平衡結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
往復(fù)式內(nèi)燃機由于工作過程的周期性和機件運動的周期性，運轉(zhuǎn)中所產(chǎn) 生的旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力等都是周期性變化的。這些力如果在機內(nèi)不能 互相抵消，傳給支承的力也會不斷變化，并使之產(chǎn)生振動。這些就是往復(fù)式 內(nèi)燃機不平衡及產(chǎn)生振動的主要原因。由于內(nèi)燃機不平衡引起的振動必然會傳遞出去。對于進行固定作業(yè)的內(nèi) 燃機來說會縮短地基和廠房的壽命，對于車輛來說，會降低其平順性和舒適 性，使乘員容易疲勞，影響行車安全。此外，振動有可能引起聯(lián)接機件的接 頭松動或過載，造成機件損壞，降低其可靠性和耐久性。同時，振動還會引 起噪音，既消耗能量，又污染環(huán)境。旋轉(zhuǎn)慣性力就是不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力，內(nèi)燃機的不 平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量包括曲柄銷、曲柄板、連桿大頭等。在某些情況下，往復(fù)慣性 力合成后的方向正好與旋轉(zhuǎn)慣性力方向相同，也可當(dāng)做旋轉(zhuǎn)慣性力來處理。 為平衡這些不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力，必須在曲軸上加上平衡塊，平 衡塊的質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置。在 內(nèi)燃機中現(xiàn)在都釆用在曲軸箱內(nèi)的曲軸曲柄板上加平衡塊，平衡塊所產(chǎn)生的 離心力與前述旋轉(zhuǎn)慣性力大小相等、方向相反，這樣，就將不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力抵消了，不傳遞出去，也降低了曲軸支撐軸承及機體的 負(fù)荷?，F(xiàn)代內(nèi)燃機越來越追求輕小化，曲軸箱內(nèi)的空間也越來越小，以至于在某些情況下，無法在曲軸箱內(nèi)的曲軸曲柄板上加足夠大的平衡塊，平衡塊所 產(chǎn)生的離心力無法平衡不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力?；蛘?，雖然有 空間能夠加足夠大的平衡塊，平衡塊所產(chǎn)生的離心力可以平衡不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì) 量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力，但由于曲軸箱內(nèi)的空間有限，平衡塊的質(zhì)心半徑r
較小，而離心力的大小等于質(zhì)量m、質(zhì)心半徑r與角速度co的平方的乘積(mr co2)，要平衡同樣大小的旋轉(zhuǎn)慣性力，平衡塊質(zhì)心半徑越小，所需的平衡塊質(zhì) 量則較大，最終造成整機質(zhì)量較大。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是解決在曲軸箱空間較小的情況下，在曲軸箱內(nèi)部 無法平衡旋轉(zhuǎn)慣性力的問題以及平衡塊質(zhì)量較大引起整機質(zhì)量較大的問題， 所提出的一種內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外平衡結(jié)構(gòu)。
本實用新型所釆用的方法是內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外平衡結(jié)構(gòu)，在內(nèi)燃 機曲軸箱外部、曲軸支撐軸承之外的曲軸上安裝外平衡塊，外平衡塊的質(zhì)心 位置與曲軸箱內(nèi)的不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置，使 外平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與曲軸箱內(nèi)的不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣 性力方向相反。
上述結(jié)構(gòu)由于在曲軸箱外部、曲軸支撐軸承之外的一端或兩端安裝外平 衡塊，外平衡塊安裝在曲軸上，其質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處 于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置，這樣，外平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與不平衡旋轉(zhuǎn)
質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力方向相反；其大小可根據(jù)需要進行調(diào)整， 一般是與 不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力大小相等。當(dāng)轉(zhuǎn)速不高或平衡量不大時， 可只在一端加外平衡塊。這時，可將外平衡塊與飛輪或安裝在曲軸上的其它 零件，如齒輪、扭振減振器等合并，即在飛輪或安裝在曲軸上的其它零件的 某一位置上增加質(zhì)量或在相反位置去除相應(yīng)的質(zhì)量，使飛輪或安裝在曲軸上的其它零件的質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中心而成為一個外平衡塊。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高及平衡量 較大時，則需要在曲軸的兩端安裝外平衡塊，使外平衡塊、內(nèi)平衡塊、不平 衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量等所產(chǎn)生的離心力合力及合力矩為零，或近似為零，形成動平衡, 同樣的，飛輪端的外平衡塊可與飛輪合并；另一端的外平衡塊也可與安裝在 曲軸上的其它零件，如齒輪、扭振減振器等合并。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型曲軸箱外部空間較曲軸箱內(nèi)部空間要大得多，所加的外平衡塊的質(zhì)心半徑可以比較大，根據(jù)離心力計算公式F-mr co2，只需較小的外平衡塊便可產(chǎn)生較大的離心力。從而達到降低整機質(zhì)量的 目的。在某些情況下，甚至可以去除曲軸箱內(nèi)部的內(nèi)平衡塊，只用外平衡塊， 簡化曲軸結(jié)構(gòu)，降低曲軸制造成本。


以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本實用新型的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是去除內(nèi)平衡塊只用外平衡塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是在飛輪上附加平衡塊的示意圖。圖4是在飛輪及扭振減振器上去重的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.曲軸箱，2.曲軸支撐軸承，3.連接鍵，4.曲軸，5.內(nèi)平衡塊， 6.外平衡塊，7.曲軸曲柄板，8.曲軸曲柄銷，9.連桿，IO活塞，ll.活塞銷， 12.活塞環(huán)，13.氣缸套，14.飛輪，15.扭振減振器。
具體實施方式
圖1中，內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外平衡結(jié)構(gòu)，曲軸4通過二個曲軸支撐軸 承2安裝在曲軸箱1中，內(nèi)平衡塊5安裝在曲軸4的曲柄板7上，外平衡塊6 通過連接鍵3安裝在曲軸4上，連桿9的大頭裝在曲軸4的曲柄銷8上，小 頭裝在活塞銷ll上，活塞銷11裝在活塞10上，活塞10裝在氣缸套13中，三片活塞環(huán)12裝在活塞10上。外平衡塊6必須通過連接鍵3或其它方式保 證其質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置，使平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力方向相反； 其大小可通過計算，使外平衡塊6所產(chǎn)生的離心力與內(nèi)平衡塊5產(chǎn)生的離心 力的合力達到所需要的數(shù)值， 一般是與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力 相等。在轉(zhuǎn)速較高及其它平衡要求較高的情況下，還應(yīng)達到動平衡，即不平 衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力、內(nèi)平衡塊5所產(chǎn)生的離心力及外平衡塊6 所產(chǎn)生的離心力的合力及合力矩都為零。圖2中，為了簡化曲軸4的結(jié)構(gòu)，降低曲軸制造成本，去除了內(nèi)平衡塊5， 只用外平衡塊6。此時，只需將外平衡塊6加大，使其產(chǎn)生的離心力與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力大小相等方向相反即可。圖3中，將一端的外平衡塊與飛輪14合并，可以將外平衡塊附加在飛輪 14上，也可以直接將外平衡塊與飛輪制成一體，使飛輪的質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中心， 從而成為一個平衡塊。此時，飛輪14及外平衡塊6必須通過連接鍵3或其它 方式與曲軸4連接，以保證飛輪14及外平衡塊6的質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì) 量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置，使平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與不 平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力方向相反。圖4中，更進一步簡化了結(jié)構(gòu)，直接在飛輪14及扭振減振器15的相反方向去除相應(yīng)的平衡塊質(zhì)量，使飛輪14及扭振減振器15的質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中 心，從而成為一個平衡塊；同時，去除內(nèi)平衡塊5，降低成本和重量。同樣， 此時飛輪14及扭振減振器15必須通過連接鍵3或其它方式與曲軸4連接， 以保證飛輪14及扭振減振器15的質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處 于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置使平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn) 生的旋轉(zhuǎn)慣性力方向相反。
權(quán)利要求1、內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的外平衡結(jié)構(gòu)，其特征是在內(nèi)燃機曲軸箱外部、曲軸支撐軸承之外的曲軸上安裝外平衡塊，外平衡塊的質(zhì)心位置與曲軸箱內(nèi)的不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置。
專利摘要一種內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡結(jié)構(gòu)。當(dāng)曲軸箱內(nèi)部空間較小的情況下，曲軸箱內(nèi)的內(nèi)平衡塊所產(chǎn)生的離心力不足以抵消不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力時，在曲軸箱外部、曲軸支撐軸承之外的一端或兩端安裝外平衡塊，外平衡塊安裝在曲軸上，其質(zhì)心位置與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的質(zhì)心位置處于旋轉(zhuǎn)軸線的相反位置，外平衡塊所產(chǎn)生的離心力方向與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力方向相反，其大小可根據(jù)需要進行調(diào)整，一般是使外平衡塊及內(nèi)平衡塊所產(chǎn)生的離心力合力與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力大小相等。外平衡塊可以配合曲軸箱內(nèi)的內(nèi)平衡塊同時使用，也可以單獨使用外平衡塊。外平衡塊可與飛輪或安裝在曲軸上的其它零件(如齒輪、扭振減振器等)合并。
文檔編號F16F15/22GK201137666SQ20072006541
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者駱忠民 申請人:駱忠民