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CN102788114A - 一种可变半径的发动机曲轴平衡机构 - Google Patents

一种可变半径的发动机曲轴平衡机构 Download PDF

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Publication number
CN102788114A
CN102788114A CN201210262748XA CN201210262748A CN102788114A CN 102788114 A CN102788114 A CN 102788114A CN 201210262748X A CN201210262748X A CN 201210262748XA CN 201210262748 A CN201210262748 A CN 201210262748A CN 102788114 A CN102788114 A CN 102788114A
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CN
China
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spring
crankshaft
balance weight
engine
balance
Prior art date
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Pending
Application number
CN201210262748XA
Other languages
English (en)
Inventor
邓帮林
刘敬平
李睿
罗海鹏
林承伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUNAN PETECO POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HUNAN PETECO POWER TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种可变半径的发动机曲轴平衡机构，包括曲轴、平衡重、弹簧和用于安装弹簧外端的弹簧安装底座，曲轴和平衡重通过弹簧连接；所述弹簧的里端与曲轴的连接方式至少包括两种，所述曲轴上设有一个螺孔，弹簧通过螺栓安装在该螺孔中或者通过焊接将弹簧与曲轴进行连接。通过将曲轴和平衡重组合式设计，曲轴和平衡重通过弹簧连接，使得发动机在工作过程中，平衡重的半径能够随着发动机转速发生相应改变，从而提高曲轴平衡率，转速越高，其平衡率越高，降低曲轴载荷和振动；平衡重可以任意拆装，减少曲轴用材，节省材料，容易实现多缸机平衡效果的灵活匹配。

Description

一种可变半径的发动机曲轴平衡机构
技术领域
本发明涉及一种可变半径的发动机曲轴平衡机构。
背景技术
发动机的曲轴是旋转件，负责输出发动机动力，其运动学、动力学特性对整机的振动噪声和可靠性有着重要的影响。曲轴在高速旋转时，同时受到爆发压力和往复惯性力及其力矩、离心力及力矩的影响，受力状态非常复杂。曲轴平衡重用于平衡离心力及离心力矩，即静平衡和动平衡，有的还通过过量平衡来平衡部分往复惯性力。常规的发动机平衡重与曲轴做成一体，采用整体铸造或锻造，其重心和半径是固定的，这就限制了平衡重的灵活应用。因为离心力随着速度的增加呈平方的增加趋势，而对于多缸机而言，各离心质量对不同的支撑或轴承，其离心矩是不同的，所以要使曲轴受离心力及离心力矩最小，就要对其平衡也要求有灵活的配重方案。
发明内容
本发明的技术方案如下：
一种可变半径的发动机曲轴平衡机构，包括曲轴、平衡重、弹簧和用于安装弹簧外端的
弹簧安装底座，曲轴和平衡重通过弹簧连接。
所述曲轴上设有一个螺孔，弹簧的里端通过螺栓安装在该螺孔中。
所述曲轴与弹簧还可以采用焊接技术进行连接。
有益效果
本发明一种可变半径的发动机曲轴平衡机构，通过将曲轴和平衡重组合式设计，曲轴和平衡重通过弹簧连接，使得发动机在工作过程中，平衡重的半径能够随着发动机转速发生相应改变，从而提高曲轴平衡率，转速越高，其平衡率越高，降低曲轴载荷和振动；通过本发明所提供的技术方案，平衡重可以任意拆装，减少曲轴用材，节省材料，容易实现多缸机平衡效果的灵活匹配。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明平衡率计算模型示意图；
图3为本发明的局部Ⅰ-Ⅰ剖开视图；
图4为本发明中曲轴半径改变示意图；
图5为本发明平衡效果示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明一种可变半径的发动机曲轴平衡机构的示意图，包括曲轴、平衡重、弹簧和用于安装弹簧外端的弹簧安装底座，曲轴和平衡重通过弹簧连接。弹簧的里端与曲轴利用焊接技术进行连接。
图3为本发明的局部Ⅰ-Ⅰ剖开视图弹簧，包括曲轴本体1，平衡重2，弹簧3及弹簧安装底座4。
平衡重质量和弹簧刚度的关系为KD＝Mw·ω2·(Rw+D)，其中，Mw为平衡块质量，ω为曲轴角速度，Rw为平衡重质心距主轴线的半径，K为弹簧刚度，D为弹簧拉长距离，根据此公式选取平衡重及匹配弹簧。
当发动机转速升高时，弹簧受到离心力的作用被拉长，也即加大了平衡重的半径，提高了平衡率，以四缸机为例，如图2所示，其平衡率f通过如下公式进行计算，
Figure BDA00001939116500021
其中：平衡重离心力Uw=Mw×Rw，Mw为平衡重离心质量，Rw为质心距主轴线的半径；
单拐离心力Uc=Mc×R，Mw为单拐当量质量，R为曲轴半径；
连杆大头离心力Ur=Mr×R，Mr为连杆大头质量，R为曲柄半径；
A为相邻曲拐近端平衡重距离，B为缸心距，C为相邻曲拐远端平衡重距离；
发动机转速发生改变，则弹簧拉长程度随之发生相应变化，其拉伸示意图如图4所示。
图5所示为本发明平衡机构与常规平衡重，转速与平衡率之间的相互关系对比图，图中实线A表示本发明所述平衡机构其转速与平衡率之间的关系，图中虚线B表示常规平衡重其转速与平衡率之间的关系，从图中可以看出转速越高，本发明所述平衡机构的平衡率越大，对降低发动机轴承负载和减振效果也就越明显。

Claims (3)

1.一种可变半径的发动机曲轴平衡机构，其特征在于，包括曲轴、平衡重、弹簧和用于安装弹簧外端的弹簧安装底座，曲轴和平衡重通过弹簧连接。
2.根据权利要求1所述的可变半径的发动机曲轴平衡机构，其特征在于，所述曲轴上设有一个螺孔，弹簧的里端通过螺栓安装在该螺孔中。
3.根据权利要求1所述的可变半径的发动机曲轴平衡机构，其特征在于，所述曲轴与弹簧采用焊接技术进行连接。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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