專利名稱：使用往復(fù)式平衡重的平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種內(nèi)燃機(jī)，特別是一種用于平衡這種發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)式平衡重。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種平衡重裝置，用于降低因活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)力。
發(fā)動(dòng)機(jī)中的振動(dòng)的主要成因是活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，活塞啟動(dòng)、停止各兩次，使活塞加速和減速所需的力的反作用力以振動(dòng)的形式沿著大致平行于活塞軸線的方向施加在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，在諸如草坪和花園護(hù)理器械等設(shè)備中，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)通過機(jī)器傳遞到操作者身上。振動(dòng)讓人感到不舒服，并且導(dǎo)致操作著疲勞。即使是在沒有元件會(huì)導(dǎo)致操作著疲勞的設(shè)備例如油池泵或便攜式發(fā)電機(jī)中，也不希望發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，因?yàn)檎駝?dòng)會(huì)導(dǎo)致保養(yǎng)問題，并且可能會(huì)減少機(jī)器的使用壽命。
通過在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)置固定在曲軸上的配重，并且使配重位于曲柄銷上的與活塞正相反的一側(cè)，可在一定程度上減輕這種振動(dòng)，其中活塞通過連桿經(jīng)所述曲柄銷連接著曲軸。更常見的是，分別設(shè)在活塞軸線兩側(cè)的兩個(gè)配重被用在曲軸上。在上述任何一種情況下，曲軸配重結(jié)構(gòu)均會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與曲柄銷徑向相反的最終力矢。
還已知可以使用額外的平衡重來進(jìn)一步平衡活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的力。這樣的平衡重的各種結(jié)構(gòu)是公知的，包括使用轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)移動(dòng)的平衡重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)平衡裝置，其中平衡重沿著與往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞相反的方向直線移動(dòng)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，平衡裝置包含一個(gè)平衡重，其安置在曲軸的第二側(cè)，該第二側(cè)與設(shè)有活塞的第一側(cè)大致相反。平衡重響應(yīng)于曲軸的旋轉(zhuǎn)而往復(fù)移動(dòng)。本發(fā)明還包括一個(gè)形成在曲軸的上偏心輪以及用于將平衡重連接到曲軸上的至少一個(gè)連接桿。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，使用了兩個(gè)彼此相隔的連接臂。
本發(fā)明還包含至少一個(gè)導(dǎo)軌，其與曲軸箱箱體相連，以引導(dǎo)平衡重沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。還可以設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)附加導(dǎo)軌。凹槽或狹槽可以設(shè)置在平衡重上，以接收一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌。在一個(gè)替代性實(shí)施例中，除了用于保持平衡重正確對(duì)正的導(dǎo)軌以外，還可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌，但它們不容納在平衡重的狹槽中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是平衡重沿著與活塞的往復(fù)移動(dòng)相反的方向直線移動(dòng)，以提高平衡能力。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以從本發(fā)明詳細(xì)描述和附圖中清楚地得知本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置的透視圖。
圖2是圖1中的平衡裝置的局部側(cè)視圖。
圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱箱體的俯視圖，示出了用在本發(fā)明中的導(dǎo)軌和導(dǎo)向件的細(xì)節(jié)。
圖4是沿著圖6中的線4-4所作的剖視圖，示出了導(dǎo)軌與平衡重上的狹槽嵌接時(shí)的情形。
圖5是在活塞接近下止點(diǎn)位置時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)視圖。
圖6是在活塞位于上止點(diǎn)位置時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)視圖。
圖7是平衡裝置的替代性實(shí)施例的局部側(cè)視圖；圖8是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱箱體的俯視圖，示出了用在該替代性實(shí)施例中的導(dǎo)軌和導(dǎo)向件的細(xì)節(jié)。
圖9是側(cè)向剖視圖，示出了在該替代性實(shí)施例中導(dǎo)軌與平衡重上的狹槽嵌接時(shí)的情形。
在詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例之前，需要理解，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于下面的描述和附圖中所示的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施例，并且能夠以各式各樣的方式實(shí)施，此外，可以理解，這里所用的措辭和術(shù)語是為了解釋的目的，而不能認(rèn)為是限制性的。這里使用的“包含”、“包括”指的是具有隨后列出的項(xiàng)目、它們的等效物以及其他項(xiàng)目。
具體實(shí)施例方式
圖1是應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)中的本發(fā)明的透視圖。在圖1中，曲軸10裝于曲軸箱箱體12中。曲軸10具有曲拐14，曲軸通過曲拐連接著連桿16(圖5)。曲軸具有兩個(gè)偏心輪18和20，它們分別布置在曲拐14的相反側(cè)。連接臂22和24分別連接在相應(yīng)的偏心輪與平衡重26之間。連接臂22和24優(yōu)選由鋁合金制成，這樣可以使得左右方向的作用力低于連接臂由鐵制成時(shí)的情況。平衡重26具有兩個(gè)相反設(shè)置的銷28，用于連接在連接臂22和24上。
平衡重26可以具有任何形狀，只要它的質(zhì)量基本上均等地分布在氣缸31的氣缸軸線30(圖2)的相反兩側(cè)即可。
如圖3和4中最佳所示，平衡重26具有對(duì)中布置在其與曲軸箱面對(duì)著的表面26a中的狹槽32，用于容納與曲軸箱箱體12相連的導(dǎo)軌34。平衡重26還具有兩個(gè)狹槽或凹槽36和38，它們上分別騎跨著相應(yīng)的導(dǎo)軌40和42。導(dǎo)軌40和42也與曲軸箱箱體12相連或形成一體。
在替代性實(shí)施例中，凹槽36和38可以取消并且替換為只在平衡重的往復(fù)移動(dòng)中引導(dǎo)平衡重的平坦表面。在另一替代性實(shí)施例中，凹槽36和38可以替換為類似于狹槽32的狹槽，而狹槽32和導(dǎo)軌34則被取消。
簡而言之，只需要設(shè)置單一的導(dǎo)軌和相應(yīng)的狹槽或凹槽來引導(dǎo)平衡重26，盡管在使用單一導(dǎo)軌的情況下優(yōu)選在平衡重26和曲軸箱箱體上分別包含一個(gè)或多個(gè)平坦導(dǎo)向表面。
當(dāng)然，導(dǎo)軌可以替代性地形成在平衡重26上，狹槽或凹槽與殼軸箱箱體形成一體或相連。
導(dǎo)軌的位置保持至少局部浸沒在曲軸箱油中，從而保持導(dǎo)軌和相應(yīng)的狹槽被良好地潤滑。
如圖5和6中最佳顯示，平衡重26沿著與活塞的往復(fù)移動(dòng)相反的方向直線移動(dòng)，從而平衡往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞產(chǎn)生的力。
圖5中示出了當(dāng)活塞27接近其下止點(diǎn)(BDC)位置時(shí)的平衡重26。在圖5中，隨著活塞向下移向BDC，曲軸沿著箭頭44所示的方向旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，平衡重26沿著導(dǎo)軌34、40和42在指向曲軸10的方向上往復(fù)移動(dòng)，圖6中示出了位于上止點(diǎn)位置時(shí)的活塞27。在該位置，平衡重26位于其距離曲軸10最遠(yuǎn)且最接近于殼軸箱12的內(nèi)壁12a的位置。
圖7和9中涉及本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，其具有單一導(dǎo)軌。在這些圖中，相同的元件以相同的附圖標(biāo)記表示。
在圖7中，平衡重46如第一個(gè)實(shí)施例中那樣被兩個(gè)連接臂22和24引導(dǎo)。然而，在這里連接臂24位于平衡重部分46a的徑向向內(nèi)位置上，從而可以使用更長的單一導(dǎo)軌。通過比較可以看出，圖2中所示的實(shí)施例中的連接臂被安置得比第二個(gè)實(shí)施例更接近于曲軸箱。
在圖7-9中，平衡重46具有延長段57，該延伸段中形成了狹槽58。與曲軸箱48形成一體的對(duì)中布置的細(xì)長導(dǎo)軌50騎跨在狹槽58中。對(duì)中導(dǎo)軌51被分隔為兩段50和50a，二者之間具有間隙51。該間隙可以確保潤滑油自由地從導(dǎo)軌一側(cè)流向另一側(cè)。
還如圖8和9所示，曲軸箱48具有兩個(gè)彼此相隔但整體形成的導(dǎo)向件54和56，它們布置再導(dǎo)軌50、50a的相反兩側(cè)。導(dǎo)向件54和56分別具有平坦上表面55、59，用于貼合在平衡重46的相應(yīng)平坦接觸表面60和62上。
整個(gè)平衡裝置在組裝時(shí)不需要使用形成在曲軸箱箱體中的額外的孔，因此消除了這些孔的加工步驟，以保持零件的成本較低，并且取消了用于密封額外孔的密封墊。其結(jié)果是，成本以及泄漏的可能性均可降低。
這種平衡裝置可以用于各式各樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中包括但不局限于草坪和花園護(hù)理器械中所用的單缸直軸頂置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)平衡裝置，所述內(nèi)燃機(jī)具有曲軸箱箱體和限定出氣缸軸線的缸膛，所述平衡裝置包括曲軸，其基本上位于曲軸箱箱體中，所述缸膛設(shè)在曲軸的第一側(cè)；活塞，安置在缸膛中，用于響應(yīng)于曲軸的旋轉(zhuǎn)而在缸膛內(nèi)大致沿氣缸軸線往復(fù)移動(dòng)；平衡重，其安置在與所述第一側(cè)大致相反的曲軸第二側(cè)，所述平衡重響應(yīng)于曲軸的旋轉(zhuǎn)而往復(fù)移動(dòng)；導(dǎo)軌，其與所述平衡重和所述曲軸箱箱體中的至少一個(gè)相連，以使所述導(dǎo)軌在所述平衡重的往復(fù)移動(dòng)過程中引導(dǎo)所述平衡重。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于將平衡重連接到曲軸上的連接臂。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括曲軸的曲拐部分，其中連接臂嵌接在曲拐部分上。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括曲軸的偏心輪部分，其中連接臂嵌接在偏心輪部分上。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，連接臂由鋁合金制成。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于將平衡重連接到曲軸上的兩個(gè)彼此相隔的連接臂。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括第二導(dǎo)軌，其與所述平衡重和所述曲軸箱箱體中的至少一個(gè)相連，以引導(dǎo)所述平衡重。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括第二導(dǎo)軌，其與所述平衡重和所述曲軸箱箱體中的至少一個(gè)相連，以引導(dǎo)所述平衡重。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，導(dǎo)軌基本上平行于氣缸軸線。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述平衡重和所述曲軸箱箱體中的另一個(gè)具有用于容納所述導(dǎo)軌的狹槽。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括與所述平衡重貼合的導(dǎo)向表面。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述平衡重沿著與活塞的往復(fù)移動(dòng)相反的方向直線移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述平衡重的質(zhì)量均等地分布在所述氣缸軸線的相反兩側(cè)。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)平衡裝置，具有沿著與活塞的移動(dòng)相反的方向往復(fù)直線移動(dòng)的平衡重。該平衡重(26)優(yōu)選通過兩個(gè)彼此相隔的連接臂(22，24)而連接在曲軸上，所述連接臂嵌接在曲軸的兩個(gè)偏心輪(18，20)上。平衡重被整體形成在曲軸箱箱體內(nèi)表面(26a)上的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)軌(40，42)引導(dǎo)。
文檔編號(hào)F16F15/22GK1489677SQ02804259
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2002年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月30日
發(fā)明者丹尼爾·L·克利卡, 約翰·H·蒂爾曼, H 蒂爾曼, 丹尼爾 L 克利卡 申請(qǐng)人:布里格斯·斯特拉頓公司, 布里格斯 斯特拉頓公司