本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于排量大于0.7L的中高速立式單缸柴油機(jī)的平衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

柴油機(jī)工作時(shí)，由各種周期性作用力所激發(fā)的多種形態(tài)的振動(dòng)。作用在柴油機(jī)機(jī)體并傳給基礎(chǔ)的慣性力、慣性力矩和傾倒力矩，其大小和方向是周期性變化的，因而會(huì)引起柴油機(jī)整機(jī)在多個(gè)方向(主要是垂向、橫向、縱搖和平搖)上的振動(dòng)。這不單會(huì)降低柴油機(jī)工作的可靠性和壽命，并且對(duì)環(huán)境和工作人員產(chǎn)生不良影響，特別對(duì)于單缸柴油機(jī)而言，隨著排量和轉(zhuǎn)速的提高，這種影響更加顯著。

柴油機(jī)振動(dòng)具體來(lái)源于活塞連桿組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生往復(fù)慣性力，以及連桿大頭的旋轉(zhuǎn)慣性力。降低整機(jī)振動(dòng)的方法和改善柴油機(jī)的平衡性能，就是要減少柴油機(jī)未被平衡的慣性力和力矩。但對(duì)于單缸柴油機(jī)而言，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，往往在設(shè)計(jì)上會(huì)犧牲一些平衡性能，主要采用方式為有：1)無(wú)平衡軸結(jié)構(gòu)，靠曲軸平衡塊的旋轉(zhuǎn)力過(guò)量轉(zhuǎn)移平衡一階往復(fù)力，2)單平衡軸結(jié)構(gòu)，單平衡軸和曲軸過(guò)量共同平衡一階往復(fù)慣性力，3)雙平衡結(jié)構(gòu)，以氣缸中心線對(duì)稱布置旋轉(zhuǎn)方向相反的兩根平衡軸平衡一階往復(fù)慣性力，此結(jié)構(gòu)效果最好，但結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)較為復(fù)雜，一般僅在大缸徑單缸水冷機(jī)上使用。

專利申請(qǐng)?zhí)?01020627586.1公開了一種立式單缸柴油機(jī)平衡裝置，凸輪軸齒輪一側(cè)端嚙合一曲軸齒輪，另一側(cè)嚙合一惰齒輪通過(guò)惰齒輪再嚙合一平衡軸齒輪，曲軸上設(shè)有曲軸齒輪與一主平衡塊裝置，平衡軸齒輪連接于平衡軸，平衡軸上敷設(shè)有一副平衡塊裝置，通過(guò)所述曲軸齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而同步帶動(dòng)凸輪軸齒輪、惰齒輪及平衡軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。該專利為單平衡軸結(jié)構(gòu)，讓大部分的一級(jí)往復(fù)慣性力被平衡，但沒(méi)有100％被平衡，再者，設(shè)置惰齒輪等于在缸體內(nèi)增加零部件數(shù)量，加大空間結(jié)構(gòu)。如果能全方面考慮單缸柴油機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)雙軸平衡，將給發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其是單缸柴油機(jī)的制造帶來(lái)前所未有的新突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)雙軸平衡、100％平衡一階往復(fù)力慣性力的單缸柴油機(jī)的平衡系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種單缸柴油機(jī)的平衡系統(tǒng)，該平衡系統(tǒng)具有主副平衡塊的曲軸、左平衡軸、右平衡軸和凸輪軸齒輪，所述左平衡軸和右平衡軸相對(duì)于柴油機(jī)缸體中心線成斜下兩側(cè)分布，所述曲軸一側(cè)軸頸上安裝有左平衡軸傳動(dòng)齒輪，曲軸另一側(cè)軸頸上安裝有曲軸齒輪，所述左平衡軸傳動(dòng)齒輪與安裝在左平衡軸上的左平衡軸齒輪嚙合，所述右平衡軸一端安裝有右平衡軸齒輪，所述右平衡軸齒輪嚙合于凸輪軸齒輪的一側(cè)端，所述凸輪軸齒輪的另一側(cè)端嚙合曲軸上的曲軸齒輪，曲軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)右平衡軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述曲軸具有主平衡塊和副平衡塊，所述主、副平衡塊位于曲軸同一側(cè)，且平行布置，主平衡塊的外圓半徑大于副平衡塊的外圓半徑。

更進(jìn)一步地，所述曲軸的中部為連桿頸，所述連桿頸上連接有連桿組，連桿組上固定有活塞。

更進(jìn)一步地，所述連桿組具有與連桿頸連接的連桿瓦及位于連桿瓦上的連桿合件。

進(jìn)一步地，所述右平衡軸上具有結(jié)構(gòu)相同的平衡塊。

進(jìn)一步地，所述曲軸一側(cè)軸頸上、左平衡軸傳動(dòng)齒輪外側(cè)安裝有飛輪，所述飛輪通過(guò)連接在該側(cè)軸頸軸端上的飛輪螺母固定。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明具有平衡效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)曲軸的主、副平衡塊平衡一階旋轉(zhuǎn)慣性力，左、右平衡軸旋轉(zhuǎn)方向相反，兩者的合力100％平衡一階往復(fù)力慣性力，使柴油機(jī)工作過(guò)程的振動(dòng)減少至最低，從而明顯減少噪聲、減輕零件間的磨損以及提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)，占用空間小，安裝方便，生產(chǎn)成本低，有利于新機(jī)型開發(fā)的調(diào)整與改造。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的工作原理圖。

圖3是圖2中連桿與活塞的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中曲軸上安裝飛輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.曲軸，2.左平衡軸，3.右平衡軸，4.凸輪軸齒輪，5.左平衡傳動(dòng)齒輪，6.曲軸齒輪，7.左平衡軸齒輪，8.右平衡軸齒輪，9.飛輪，10.飛輪螺母，11.主平衡塊，12.副平衡塊，13.連桿頸，14.連桿組，15.活塞，16.連桿瓦，17.連桿合件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。

如圖1～2所示，一種單缸柴油機(jī)的平衡系統(tǒng)，該平衡系統(tǒng)具有主副平衡塊的曲軸1、左平衡軸2、右平衡軸3和凸輪軸齒輪4，左平衡軸2和右平衡軸3相對(duì)于柴油機(jī)缸體中心線成斜下兩側(cè)分布，曲軸1一側(cè)軸頸上安裝有左平衡軸傳動(dòng)齒輪5，曲軸1另一側(cè)軸頸上安裝有曲軸齒輪6，左平衡軸傳動(dòng)齒輪5與安裝在左平衡軸2上的左平衡軸齒輪7嚙合，右平衡軸3一端安裝有右平衡軸齒輪8，右平衡軸齒輪8嚙合于凸輪軸齒輪4的一側(cè)端，凸輪軸齒輪4的另一側(cè)端嚙合曲軸1上的曲軸齒輪6，曲軸齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)4帶動(dòng)右平衡軸齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1所示，曲軸1具有主平衡塊11和副平衡塊12，主、副平衡塊11、12位于曲軸1同一側(cè)，且平行布置，主平衡塊11的外圓半徑大于副平衡塊12的外圓半徑，曲軸1的中部為連桿頸13，如圖3所示，連桿頸13上連接有連桿組14，連桿組14上固定有活塞15。連桿組14具有與連桿頸13連接的連桿瓦16及位于連桿瓦16上的連桿合件17。連桿組14與曲軸1連接部的旋轉(zhuǎn)力矩，通過(guò)曲軸的主、副平衡塊11、12力矩來(lái)100％平衡。

如圖1所示，右平衡軸3上具有結(jié)構(gòu)相同的平衡塊31。

如圖4所示，具體安裝時(shí)，曲軸1一側(cè)軸頸上、左平衡軸傳動(dòng)齒輪5外側(cè)安裝有飛輪9，飛輪9通過(guò)連接在該側(cè)軸頸軸端上的飛輪螺母10固定。

傳動(dòng)方式：該平衡系統(tǒng)是在現(xiàn)有風(fēng)冷機(jī)L系列平衡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的全新雙軸平衡系統(tǒng)，在其基礎(chǔ)上僅增加一個(gè)右平衡軸3和一個(gè)右平衡軸正時(shí)齒輪8，形成左、右平衡軸2、3相對(duì)于柴油機(jī)缸體中心線成斜下兩側(cè)分布，具有平衡效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

其中，左平衡軸2直接通過(guò)曲軸1來(lái)傳動(dòng)，具體由裝在曲軸1上的左平衡軸傳動(dòng)齒輪5與裝在左平衡軸2上左平衡軸齒輪7嚙合傳動(dòng)。右平衡軸3利用凸輪軸齒輪4傳動(dòng)，左、右平衡軸2、3旋轉(zhuǎn)方向相反，在曲軸1旋轉(zhuǎn)90°和270°時(shí)，兩平衡軸旋轉(zhuǎn)力矩相互抵消，在曲軸1處在0°和180°時(shí)，平衡活塞15往復(fù)力矩，均勻的將主、副平衡塊11、12的旋轉(zhuǎn)力矩分散在曲軸1兩側(cè)，整機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定。連桿組14與曲軸1連接部的旋轉(zhuǎn)力矩，通過(guò)曲軸的主、副平衡塊11、12力矩來(lái)100％平衡，最終實(shí)現(xiàn)一階旋轉(zhuǎn)力矩和一階往復(fù)力矩完全平衡。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。