阅读说明：本技术 一种汽车发动机平衡轴机构 (Balance shaft mechanism of automobile engine ) 是由 吴琪 吴广权 易敬华 于 2019-04-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种汽车发动机平衡轴机构,包括平衡轴齿轮、平衡轴、第一轴承、第二轴承、第一配重以及第二配重,平衡轴齿轮用于与发动机曲轴箱内的曲轴齿轮啮合,平衡轴包括相对设置的第一端部和第二端部,在第一端部和第二端部之间连接有中间连接段,第一端部固定安装有第一轴承、平衡轴齿轮和第一配重,第一轴承比平衡轴齿轮和第一配重更靠近第二端部,第二端部固定安装有第二轴承和第二配重,第二轴承比第二配重更靠近第一端部,第一配重和第二配重的质心偏移方向呈°相对设置,第一配重和第二配重产生的不平衡力矩与发动机曲柄连杆机构产生的不平衡力矩大小相同、方向相反。本发明的汽车发动机平衡轴机构的结构更简单,且便于装配。(The invention provides an automobile engine balance shaft mechanism, which comprises a balance shaft gear, a balance shaft, a first bearing, a second bearing, a first counterweight and a second counterweight, wherein the balance shaft gear is used for being meshed with a crankshaft gear in an engine crankcase, the balance shaft comprises a first end part and a second end part which are oppositely arranged, an intermediate connecting section is connected between the first end part and the second end part, the first bearing, the balance shaft gear and the first counterweight are fixedly arranged at the first end part, the first bearing is closer to the second end part than the balance shaft gear and the first counterweight, the second bearing and the second counterweight are fixedly arranged at the second end part, the second bearing is closer to the first end part than the second counterweight, the centroid offset directions of the first counterweight and the second counterweight are oppositely arranged in an angle, and the unbalanced moment generated by the first counterweight and the second counterweight is the same as the unbalanced moment generated by an engine crank connecting rod mechanism in size, The direction is opposite. The balance shaft mechanism of the automobile engine is simpler in structure and convenient to assemble.)

一种汽车发动机平衡轴机构

技术领域

本发明涉及汽车发动机领域，特别是涉及一种汽车发动机平衡轴机构。

背景技术

随着全球气候问题持续加剧，国家对环保越来越重视，汽车排放的法规和要求已变得越来越严。而作为汽车排放源头的发动机也不断向节能减排及小型化发展。发动机在正常工作时会产生大量的振动、噪音，这将直接影响整车的舒适性以及发动机本身的结构强度。根据发动机气缸的个数，一般来说奇数个气缸例如3缸、5缸发动机的曲柄连杆机构的往复惯性力难以得到平衡，通常需要增加平衡轴机构来平衡。

例如专利公开号CN103485888A公开了一种发动机平衡轴机构及发动机总成，该平衡轴机构包括平衡轴、位于平衡轴一端的平衡轴齿轮、平衡轴壳体以及位于平衡轴两端的配重等零部件。平衡轴壳体罩设在平衡轴、配重、平衡轴齿轮上，用于将平衡轴机构安装固定至发动机缸体。但是由于平衡轴壳体需要按照平衡轴、平衡轴齿轮以及配重的外形进行仿形设计，这样导致平衡轴壳体的结构往往很复杂，从而增加制作成本，并使得平衡轴机构的装配变得困难。另外，现有的平衡轴机构只在平衡轴两端设置了配重，空间利用没有达到最优，平衡轴中间部分也过细，导致平衡轴硬度不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，便于装配的汽车发动机平衡轴机构。

本发明提供一种汽车发动机平衡轴机构，包括平衡轴齿轮、平衡轴、第一轴承、第二轴承、第一配重以及第二配重，平衡轴齿轮用于与发动机曲轴箱内的曲轴齿轮啮合，平衡轴包括相对设置的第一端部和第二端部，在第一端部和第二端部之间连接有中间连接段，第一端部固定安装有第一轴承、平衡轴齿轮和第一配重，第一轴承比平衡轴齿轮和第一配重更靠近第二端部，第二端部固定安装有第二轴承和第二配重，第二轴承比第二配重更靠近第一端部，第一配重和第二配重的质心偏移方向呈°相对设置，第一配重和第二配重产生的不平衡力矩与发动机曲柄连杆机构产生的不平衡力矩大小相同、方向相反。

进一步地，在第一端部的外径、第二端部的外径和中间连接段的外径中，第二端部的外径最大，第一端部的外径最小。

进一步地，中间连接段上还设有第三配重和第四配重，第三配重和第四配重的质心偏移方向呈°相对设置，第一配重、第二配重、第三配重和第四配重共同产生的不平衡力矩与发动机曲柄连杆机构产生的不平衡力矩大小相同、方向相反。

进一步地，第三配重靠近第二端部，第四配重靠近第一端部，第三配重的质心偏移方向和第二配重的质心偏移方向相同，第四配重的质心偏移方向和第一配重的质心偏移方向相同。

进一步地，平衡轴为铸铁制平衡轴。

进一步地，第一轴承为球轴承，第二轴承为滚针轴承。

进一步地，第二轴承包括一体成型的滚针轴承外圈、圆柱形滚针以及滚针轴承保持架，圆柱形滚针与平衡轴之间设有滚针轴承内圈，滚针轴承内圈与平衡轴之间过盈配合。

进一步地，平衡轴齿轮设有第一轴孔，第一配重设有第二轴孔，平衡轴的第一端部设有螺纹孔，平衡轴齿轮和第一配重以第一轴孔和第二轴孔套设于平衡轴上的方式安装于平衡轴，一螺栓穿过第一轴孔和第二轴孔并拧入螺纹孔内以将平衡轴齿轮和第一配重紧固在平衡轴上。

进一步地，平衡轴齿轮设有第一轴孔，第一配重设有第二轴孔，第二轴孔具有横截面为割圆的第一定位面，平衡轴的第一端部具有与第一定位面相配合的横截面为割圆的第二定位面，第一配重以第一定位面与第二定位面相配合的方式套设于平衡轴的第一端部。

综上所述，由于本发明的汽车发动机平衡轴机构取消了平衡轴壳体的结构，通过使第一轴承比平衡轴齿轮和第一配重更靠近第二端部，第二轴承比第二配重更靠近第一端部，可以在将第一轴承和第二轴承安装于发动机缸体的安装孔后，将平衡轴穿过缸体的通孔、第一轴承和第二轴承，再将平衡轴齿轮、第一配重以及第二配重安装于平衡轴上，因此本发明的汽车发动机平衡轴机构的结构更简单，且便于装配。

附图说明

图1为本发明一实施例的汽车发动机平衡轴机构的立体结构图。

图2为本发明一实施例的汽车发动机平衡轴机构的立体分解图。

图3为本发明一实施例的汽车发动机平衡轴机构的另一视角的立体分解图。

图4为本发明一实施例的汽车发动机平衡轴机构的剖面图。

图5为图4所示的汽车发动机平衡轴机构的B-B方向剖面图。

图6为本发明一实施例的汽车发动机缸体未安装汽车发动机平衡轴机构时的剖面图。

图7为本发明一实施例的汽车发动机缸体在安装了汽车发动机平衡轴机构后的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-4所示，本发明一实施例的汽车发动机平衡轴机构包括平衡轴齿轮1、平衡轴2、第一轴承3、第二轴承4、第一配重5以及第二配重6。

平衡轴2为铸铁制平衡轴。平衡轴2包括相对设置的第一端部21和第二端部22，在第一端部21和第二端部22之间连接有中间连接段23。在本实施例中，在第一端部21的外径、第二端部22的外径和中间连接段23的外径中，第二端部22的外径最大，第一端部21的外径最小。

第二端部22固定安装有第二轴承4和第二配重6。优选地，第二配重6一体成型于平衡轴2的第二端部22，这样可以减小额外的零件装配工序及零件管理成本。第二轴承4比第二配重6更靠近第一端部21，第二轴承4优选为滚针轴承。第二轴承4包括一体成型的滚针轴承外圈41、圆柱形滚针42以及滚针轴承保持架43。圆柱形滚针42与平衡轴2之间设有滚针轴承内圈44，滚针轴承内圈44以过盈配合的方式套设于平衡轴2上，滚针轴承内圈44可以分担平衡轴2的第二端部22受到的径向力，从而对平衡轴2进行保护。

第一端部21固定安装有第一轴承3、平衡轴齿轮1和第一配重5。平衡轴齿轮1用于与发动机曲轴箱内的曲轴齿轮啮合。第一轴承3优选为球轴承，第一轴承3包括一体成型的球轴承内圈31、滚球32、球轴承保持架33及球轴承外圈34，第一轴承3套设在第一端部21，且第一轴承3比平衡轴齿轮1和第一配重5更靠近第二端部22。第一轴承3靠近第二端部22的一侧(图4中右侧)与平衡轴2上的止推面24相抵触，止推面24用于对第一轴承3的靠近第二端部22的一侧进行限位。第一轴承3靠近第一端部21的一侧(图4中左侧)与安装在平衡轴2上的挡圈25相抵触，挡圈25用于限制第一轴承3靠近第一端部21的一侧的振动。

平衡轴齿轮1设有第一轴孔11，第一配重5设有第二轴孔51，平衡轴2的第一端部21从其外侧的端面沿轴向向内开设有螺纹孔211。平衡轴齿轮1和第一配重5以第一轴孔11和第二轴孔51套设于平衡轴2上的方式安装于平衡轴2，一螺栓9穿过第一轴孔11和第二轴孔51并拧入螺纹孔211内以将平衡轴齿轮1和第一配重5紧固在平衡轴2上。第一配重5和第二配重6的质心偏移方向呈180°相对设置，第一配重5和第二配重6产生的不平衡力矩与发动机曲柄连杆机构产生的不平衡力矩大小相同、方向相反。

另外，为了便于在安装时能使第一配重5和第二配重6的质心偏移方向呈180°相对设置，如图3和5所示，第二轴孔51具有横截面为割圆(即圆被直线切割后所得的剩下的圆的部分)的第一定位面511，平衡轴2的第一端部21具有与第一定位面511相配合的横截面为割圆的第二定位面211，第一配重5以第一定位面511与第二定位面211相配合的方式套设于平衡轴2的第一端部21。

进一步地，中间连接段23上还设有第三配重7和第四配重8，第三配重7和第四配重8的质心偏移方向呈180°相对设置，第一配重5、第二配重6、第三配重7和第四配重8共同产生的不平衡力矩与发动机曲柄连杆机构产生的不平衡力矩大小相同、方向相反。更进一步地，第三配重7靠近第二端部22，第四配重8靠近第一端部21，第三配重7的质心偏移方向和第二配重6的质心偏移方向相同，第四配重8的质心偏移方向和第一配重5的质心偏移方向相同。通过在中间连接段23上设有第三配重7和第四配重8，可以充分利用平衡轴机构的空间来布置更多的配重。另外，由于在中间连接段23上增设了第三配重7和第四配重8，这样会增加平衡轴2的中间连接段23的径向厚度，从而增加平衡轴2的中间连接段23的硬度，进而增加平衡轴2的耐磨损能力及使用寿命。由于平衡轴2的耐磨损能力增强，平衡轴2可以使用铸铁制的平衡轴，相比于以往钢制的平衡轴，铸铁制的平衡轴也可以节省成本。

下面参考图6-7说明将本发明的一实施例的汽车发动机平衡轴机构安装于汽车发动机缸体的方法。本发明的一实施例的发动机缸体111具备一供平衡轴2穿过的通孔1110、位于通孔1110第一端的用于与第一轴承3的外圈过盈配合的第一安装孔1111、位于通孔1110第二端的用于与第二轴承4的外圈过盈配合的第二安装孔1112、以及位于通孔1110第一端的用于与挡圈25过盈配合的安装槽1113。

将上述汽车发动机平衡轴机构安装于汽车发动机缸体上的安装方法包括如下步骤：

将第一轴承3和第二轴承4安装于发动机缸体的安装孔内，具体地，将第一轴承3的外圈以过盈配合的方式安装于第一安装孔1111内，以完成第一轴承3的安装，并将第二轴承4的外圈以过盈配合的方式安装于第二安装孔1112内，以完成第二轴承4的安装；

将滚针轴承内圈44(第二轴承4的内圈)以过盈配合的方式安装于平衡轴2的第二端部22；

将挡圈25以过盈配合的方式安装于发动机缸体111的安装槽1113内；

从第一端部21开始将平衡轴2依次穿过第二轴承4、第一轴承3直至第二轴承4和第一轴承3定位在平衡轴2上的预定安装位置，在本实施例中，当第一轴承的内圈的靠近第二端部的一侧与平衡轴2上的止推面24相抵触时，可以判定第二轴承4和第一轴承3定位在平衡轴2上的预定安装位置；

将平衡轴齿轮1和第一配重5固定安装在平衡轴2的第一端部21，在本实施例中，先将平衡轴齿轮1和第一配重5以第一轴孔11和第二轴孔51套设于平衡轴2的方式安装于平衡轴2，再将螺栓9穿过第一轴孔11和第二轴孔51并拧入螺纹孔211内，以将平衡轴齿轮1和第一配重5紧固在平衡轴2上。

在本实施例中，在第一端部21的外径、第二端部22的外径和中间连接段23的外径中，第二端部22的外径最大，第一端部21的外径最小；但并不限于此，在第一端部21的外径、第二端部22的外径和中间连接段23的外径中，也可以使第二端部22的外径最小，第一端部21的外径最大，这时在将汽车发动机平衡轴机构安装于汽车发动机缸体上时，从第二端部21开始将平衡轴2依次穿过第一轴承3、第二轴承4直至第一轴承3和第二轴承4定位在平衡轴2上的预定安装位置，另外，这时第二配重6需要与平衡轴2分体设置。

综上所述，由于本发明的汽车发动机平衡轴机构取消了平衡轴壳体的结构，通过使第一轴承3比平衡轴齿轮1和第一配重5更靠近第二端部22，第二轴承4比第二配重6更靠近第一端部21，可以在将第一轴承3和第二轴承4安装于发动机缸体的安装孔后，将平衡轴2穿过缸体的通孔、第一轴承3和第二轴承4，再将平衡轴齿轮1、第一配重5以及第二配重6安装于平衡轴2上，因此本发明的汽车发动机平衡轴机构的结构更简单，且便于装配。在第一端部21的外径、第二端部22的外径和中间连接段23的外径中，通过使第二端部22的外径最大，第一端部21的外径最小，也便于从第一端部21开始将平衡轴2依次穿过第二轴承4和第一轴承3。在第一端部21的外径、第二端部22的外径和中间连接段23的外径中，当第一端部21的外径最小，第二端部22的外径最大时，可以在第一端部21安装球轴承，在第二端部22安装滚针轴承，由于该球轴承的尺寸较小，这样在可以利用球轴承承受一定的径向力的同时，可以节省一定的成本，由于第二端部22的外径过大，安装球轴承成本过高，可以在第二端部22安装滚针轴承，并在滚针轴承的滚针42与平衡轴2之间设有滚针轴承内圈44，以利用滚针轴承内圈44承受一定的径向力。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。