專利名稱：具有低慣性從動(dòng)軸的緊湊式二級(jí)平衡軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地，涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡器組件。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是四沖程四缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，在正常操作期間產(chǎn)生二級(jí)失衡?？稍诎l(fā)動(dòng)機(jī)中結(jié)合平衡器組件以產(chǎn)生豎直震動(dòng)力，該豎直震動(dòng)力抵消了發(fā)動(dòng)機(jī)的二級(jí)失衡。平衡器組件可包括一對(duì)平行且橫向偏移的平衡軸(即，第一平衡軸和第二平衡軸)，該對(duì)平衡軸由殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐。第一平衡軸包括耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸并由其驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪。第二平衡軸包括與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合式接合的從動(dòng)齒輪。第一平衡軸和第二平衡軸以兩倍于曲軸的速度沿相反方向旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生豎直震動(dòng)力。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括缸體以及由所述缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐的曲軸。 所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括附接到所述缸體的平衡器組件。所述平衡器組件構(gòu)造成用于平衡振動(dòng)。 所述平衡器組件包括殼體。第一平衡軸由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐，以便繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)。所述第一平衡軸耦接到所述曲軸并由所述曲軸驅(qū)動(dòng)，并且所述第一平衡軸還包括驅(qū)動(dòng)齒輪。第二平衡軸由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐，以便繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)。所述第二平衡軸包括與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合式接合的從動(dòng)齒輪。所述第一平衡軸包括第一配重部分以及沿所述第一縱向軸線與所述第一配重部分軸向間隔開的第二配重部分。所述第二平衡軸包括中心配重，所述中心配重關(guān)于所述第一縱向軸線被軸向布置在所述第一配重部分和所述第二配重部分之間。還提供了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡器組件。所述平衡器組件包括殼體。所述平衡器組件還包括第一平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐，以便繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)。第二平衡軸由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐，以便繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)。所述第一平衡軸包括第一配重部分以及沿所述第一縱向軸線與所述第一配重部分軸向間隔開的第二配重部分。所述第二平衡軸包括中心配重，所述中心配重關(guān)于所述第一縱向軸線被軸向布置在所述第一配重部分和所述第二配重部分之間。因此，第一平衡軸和第二平衡軸之間的布置允許第一平衡軸的第一配重部分和第二配重部分與第二平衡軸的中心配重徑向重疊，由此，允許第一平衡軸和第二平衡軸之間的橫向間隔得以減小。通過減小第一平衡軸和第二平衡軸之間的橫向間隔，驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的半徑得以減小。減小驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的半徑使第一平衡軸和第二平衡軸的慣性減小，這降低了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)平衡器組件的齒輪噪聲(gear rattle)。
本發(fā)明還提供了以下方案方案1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸體；曲軸，其由所述缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐；平衡器組件，其附接到所述缸體并構(gòu)造成用于平衡所述發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，所述平衡器組件包括殼體；第一平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并且耦接到所述曲軸并由所述曲軸驅(qū)動(dòng)，所述第一平衡軸具有驅(qū)動(dòng)齒輪；和第二平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并且具有與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合式接合的從動(dòng)齒輪；其中，所述第一平衡軸包括第一配重部分以及沿所述第一縱向軸線與所述第一配重部分軸向間隔開的第二配重部分，所述第二平衡軸包括中心配重，所述中心配重關(guān)于所述第一縱向軸線軸向布置在所述第一配重部分和所述第二配重部分之間。方案2.如方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分各自均限定從所述第一縱向軸線徑向向外延伸的第一半徑，所述中心配重限定從所述第二縱向軸線徑向向外延伸的第二半徑，其中，所述第一半徑大于所述第二半徑。方案3.如方案2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一縱向軸線平行于所述第二縱向軸線，并且與所述第二縱向軸線橫向間隔以橫向距離。方案4.如方案3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述橫向距離小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。方案5.如方案4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述橫向距離大于所述第一半徑。方案6.如方案3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述橫向距離等于42. Omm,所述第一半徑等于31. 5mm,并且所述第二半徑等于21. 0mm。方案7.如方案2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪各自均限定齒輪半徑，其中，所述齒輪半徑的兩倍小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。方案8.如方案2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪各自均限定齒輪半徑，其中，所述齒輪半徑小于所述第一半徑。方案9.如方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分均各自沿所述第一縱向軸線延伸第一長(zhǎng)度，所述中心配重沿所述第一縱向軸線延伸第二長(zhǎng)度，其中，所述第二長(zhǎng)度大于所述第一長(zhǎng)度。方案10.如方案9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的軸向中心軸向偏移第一偏移距離，所述第二配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的所述軸向中心軸向偏移第二偏移距離，所述第二偏移距離沿所述第一縱向軸線以與所述第一偏移距離相反的方向延伸。方案11.如方案10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一偏移距離等于所述第二偏移距離。方案12. —種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡器組件，所述平衡器組件包括殼體；
第一平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)；和第二平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)；其中，所述第一平衡軸包括第一配重部分以及沿所述第一縱向軸線與所述第一配重部分軸向間隔開的第二配重部分，所述第二平衡軸包括中心配重，所述中心配重關(guān)于所述第一縱向軸線軸向布置在所述第一配重部分和所述第二配重部分之間。方案13.如方案12所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分各自均沿所述第一縱向軸線延伸第一長(zhǎng)度，所述中心配重沿所述第一縱向軸線延伸第二長(zhǎng)度，其中，所述第二長(zhǎng)度大于所述第一長(zhǎng)度。方案14.如方案13所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的軸向中心軸向偏移第一偏移距離，所述第二配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的所述軸向中心軸向偏移第二偏移距離，所述第二偏移距離沿所述第一縱向軸線以與所述第一偏移距離相反的方向延伸。方案15.如方案14所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一偏移距離等于所述
第二偏移距離。方案16.如方案12所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分各自均限定從所述第一縱向軸線徑向向外延伸的第一半徑，所述中心配重限定從所述第二縱向軸線徑向向外延伸的第二半徑，其中，所述第一半徑大于所述第二半徑。方案17.如方案16所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一縱向軸線平行于所述第二縱向軸線，并且與所述第二縱向軸線橫向間隔以橫向距離。方案18.如方案17所述的平衡器組件，其特征在于，所述橫向距離小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。方案19.如方案18所述的平衡器組件，其特征在于，所述橫向距離大于所述第一半徑。方案20.如方案16所述的平衡器組件，其特征在于，所述第一平衡軸包括驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第二平衡軸包括從動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪各自均限定齒輪半徑，其中，所述齒輪半徑小于所述第一半徑，并且所述齒輪半徑的兩倍小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。通過以下對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的具體描述并結(jié)合附圖，容易明了本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性局部分解透視圖，其中示出了平衡器組件。圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性局部前視平面圖。圖3是平衡器組件的第一平衡軸和第二平衡軸的示意性鳥瞰透視圖。圖4是第一平衡軸和第二平衡軸的示意性俯視圖。圖5是第一平衡軸和第二平衡軸的示意性端視圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中，在所有這些視圖中相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件，總體上以附圖標(biāo)記20表示發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)20可包括但不限于四沖程四缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)20。參見圖1和圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)20包括具有多個(gè)汽缸(未示出)和多個(gè)活塞(未示出)的缸體22。 曲軸M在缸體22的曲軸箱部分由缸體22可旋轉(zhuǎn)地支撐。油盤沈安裝到缸體22，并且密封曲軸箱部分的下側(cè)。多個(gè)連接桿(未示出)將曲軸M與活塞連接起來(lái)。在發(fā)動(dòng)機(jī)20的操作期間，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生二級(jí)振動(dòng)失衡，該二級(jí)振動(dòng)失衡具有以兩倍于曲軸速度循環(huán)的豎直震動(dòng)力的形式。發(fā)動(dòng)機(jī)20包括平衡器組件28，以便平衡二級(jí)振動(dòng)。平衡器組件28包括殼體30。 如圖所示，殼體30可包括第一區(qū)段32和第二區(qū)段34，第一區(qū)段32和第二區(qū)段34被大致水平地分開以形成殼體30。多個(gè)緊固件(未示出)將第一區(qū)段32和第二區(qū)段34附接到一起，并且還在曲軸箱的下部在曲軸M下面將殼體30附接到缸體22。然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，殼體30可以本文未示出或描述的一些其他方式被構(gòu)造并且被附接到缸體22。殼體30可旋轉(zhuǎn)地支撐第一平衡軸36和第二平衡軸38。第一平衡軸36可相對(duì)于殼體30繞第一縱向軸線40旋轉(zhuǎn)。第二平衡軸38可相對(duì)于殼體30繞第二縱向軸線42旋轉(zhuǎn)。第一縱向軸線40和第二縱向軸線42彼此平行，并且彼此橫向間隔橫向距離44。還參見圖3和圖4，第一平衡軸36包括驅(qū)動(dòng)齒輪46，第二平衡軸38包括從動(dòng)齒輪 48。驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48在尺寸和齒輪齒數(shù)比上是相同的，各自限定了齒輪半徑50， 即，驅(qū)動(dòng)齒輪46的齒輪半徑50等于從動(dòng)齒輪48的齒輪半徑50。驅(qū)動(dòng)齒輪46與從動(dòng)齒輪 48嚙合式接合。第一平衡軸36耦接到曲軸M并由其驅(qū)動(dòng)。如圖2最佳示出的，鏈條52連接驅(qū)動(dòng)鏈輪M和從動(dòng)鏈輪56，驅(qū)動(dòng)鏈輪M布置在曲軸M上，從動(dòng)鏈輪56安裝到第一平衡軸36 上的延伸部58。驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48連接第一平衡軸36和第二平衡軸38，用于時(shí)控相等(timed equal)且相反的旋轉(zhuǎn)。因此，曲軸M的旋轉(zhuǎn)使第一平衡軸36以兩倍于曲軸的速度旋轉(zhuǎn)，由此使驅(qū)動(dòng)齒輪46以兩倍于曲軸的速度旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48 之間的嚙合式接合類似地使從動(dòng)齒輪48旋轉(zhuǎn)，由此使第二平衡軸38以兩倍于曲軸的速度旋轉(zhuǎn)。第二平衡軸38相對(duì)于第一平衡軸36以相反的方向旋轉(zhuǎn)。油泵60可安裝到殼體30。第二平衡軸38可耦接到油泵60并驅(qū)動(dòng)油泵60，從而給油泵60提供動(dòng)力。第一平衡軸36和第二平衡軸38均由前軸承62和后軸承64支撐。第一平衡軸36進(jìn)一步由布置在從動(dòng)鏈輪56附近的驅(qū)動(dòng)軸承66支撐。參見圖3和圖4，第一平衡軸36包括第一配重部分68和第二配重部分70。第二配重部分70沿第一縱向軸線40與第一配重部分68軸向間隔開。第二平衡軸38包括中心配重72。中心配重72關(guān)于第一縱向軸線40軸向布置在第一配重部分68和第二配重部分 70之間。換句話說(shuō)，第一平衡軸36的第一配重部分68關(guān)于第一縱向軸線40和第二縱向軸線42布置在第二平衡軸38的中心配重72前面，第一平衡軸36的第二配重部分70關(guān)于第一縱向軸線40和第二縱向軸線42布置在第二平衡軸38的中心配重72后面。這樣，第一配重部分68沿第一縱向軸線40從中心配重72的軸向中心74向前軸向偏移第一偏移距離76，第二配重部分70沿第一縱向軸線40從中心配重72的軸向中心74向后軸向偏移第二偏移距離78。第二偏移距離78沿第一縱向軸線40以與第一偏移距離76相反的方向延伸。第一偏移距離76可等于第二偏移距離78。第一配重部分68和第二配重部分70各自沿第一縱向軸線40延伸第一長(zhǎng)度80。中心配重72沿第一縱向軸線40延伸第二長(zhǎng)度82。第二長(zhǎng)度82大于第一長(zhǎng)度80。還參見圖5，第一配重部分68和第二配重部分70各自限定了從第一縱向軸線40 徑向向外延伸的第一半徑84。中心配重72限定了從第二縱向軸線42徑向向外延伸的第二半徑86。第一半徑84大于第二半徑86。如上所述，第一縱向軸線40平行于第二縱向軸線 42并且從第二縱向軸線42橫向間隔以橫向距離44。橫向距離44小于第一半徑84和第二半徑86之和，并且橫向距離44大于第一半徑84。橫向距離44、第一半徑84和第二半徑86 可取決于發(fā)動(dòng)機(jī)20的特定設(shè)計(jì)要求而變化。然而，橫向距離44可等于但不限于42. 0mm，第一半徑84可等于但不限于31. 5mm,并且第二半徑86可等于但不限于21. 0mm。由于第一平衡軸36的第一配重部分68和第二配重部分70與第二平衡軸38的中心配重72之間的徑向重疊布置，所以驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48各自相對(duì)于第一縱向軸線 40和第二縱向軸線42的徑向尺寸可得到減小。減小驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48的徑向尺寸使第一平衡軸36和第二平衡軸38的慣性減小，這降低了齒輪噪聲。另外，第一平衡軸36 的第一配重部分68和第二配重部分70與第二平衡軸38的中心配重72之間的徑向重疊布置允許第一平衡軸36和第二平衡軸38之間的橫向距離44減小，這降低了平衡器組件觀的封裝要求。如上所述，驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48各自限定了齒輪半徑50，驅(qū)動(dòng)齒輪46的齒輪半徑50等于從動(dòng)齒輪48的齒輪半徑50。驅(qū)動(dòng)齒輪46和從動(dòng)齒輪48兩者的齒輪半徑 50小于第一半徑84。另外，齒輪半徑50的兩倍小于第一半徑84和第二半徑86之和。雖然具體描述了實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種替代性設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸體；曲軸，其由所述缸體可旋轉(zhuǎn)地支撐；平衡器組件，其附接到所述缸體并構(gòu)造成用于平衡所述發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，所述平衡器組件包括殼體；第一平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第一縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并且耦接到所述曲軸并由所述曲軸驅(qū)動(dòng)，所述第一平衡軸具有驅(qū)動(dòng)齒輪；和第二平衡軸，其由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐以便繞第二縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并且具有與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合式接合的從動(dòng)齒輪；其中，所述第一平衡軸包括第一配重部分以及沿所述第一縱向軸線與所述第一配重部分軸向間隔開的第二配重部分，所述第二平衡軸包括中心配重，所述中心配重關(guān)于所述第一縱向軸線軸向布置在所述第一配重部分和所述第二配重部分之間。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分各自均限定從所述第一縱向軸線徑向向外延伸的第一半徑，所述中心配重限定從所述第二縱向軸線徑向向外延伸的第二半徑，其中，所述第一半徑大于所述第二半徑。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一縱向軸線平行于所述第二縱向軸線，并且與所述第二縱向軸線橫向間隔以橫向距離。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述橫向距離小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述橫向距離大于所述第一半徑。
6.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪各自均限定齒輪半徑，其中，所述齒輪半徑的兩倍小于所述第一半徑和所述第二半徑之和。
7.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪各自均限定齒輪半徑，其中，所述齒輪半徑小于所述第一半徑。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分和所述第二配重部分均各自沿所述第一縱向軸線延伸第一長(zhǎng)度，所述中心配重沿所述第一縱向軸線延伸第二長(zhǎng)度，其中，所述第二長(zhǎng)度大于所述第一長(zhǎng)度。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的軸向中心軸向偏移第一偏移距離，所述第二配重部分沿所述第一縱向軸線從所述中心配重的所述軸向中心軸向偏移第二偏移距離，所述第二偏移距離沿所述第一縱向軸線以與所述第一偏移距離相反的方向延伸。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一偏移距離等于所述第二偏移距 1 ο
全文摘要
本發(fā)明涉及具有低慣性從動(dòng)軸的緊湊式二級(jí)平衡軸裝置。具體地，提供了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡器組件，其包括第一平衡軸和第二平衡軸，第二平衡軸平行于第一平衡軸并且與第一平衡軸橫向間隔開。第一平衡軸包括彼此軸向間隔開的第一配重部分和第二配重部分，第一配重部分和第二配重部分均限定第一半徑。第二平衡軸包括中心配重，中心配重限定第二半徑。在第一半徑大于第二半徑的情況下，中心配重軸向布置在第一配重部分和所述第二配重部分之間，以允許與第一配重部分和第二配重部分的徑向重疊。
文檔編號(hào)F02B75/06GK102251855SQ20101052684
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者C·A·斯圖維爾, R·L·雅克 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司