发动机制造技术

技术编号:17612583 阅读:51 留言:0更新日期:2018-04-04 04:38
本发明专利技术提供一种发动机,其能够减轻因曲轴的变化扭矩而引起的振动。本发明专利技术的发动机(10)为了抑制一阶惯性力,在曲轴(14)形成有平衡块(28),在平衡齿轮(23)形成有平衡块(21)。此外,通过使平衡轴(15)周围的惯性力矩与曲轴(14)周围的惯性力矩近似,能够抵消曲轴(14)的变化扭矩,谋求进一步减轻发动机(10)的振动。

Engine

The invention provides an engine which can reduce the vibration caused by the changing torque of the crankshaft. The engine (10) of the invention has a balance block (28) formed in the crankshaft (14) in order to suppress the first order inertia force, and a balance block (21) is formed in the balance gear (23). Besides, by balancing the inertia torque around the balance shaft (15) and the inertia moment around the crankshaft (14), it can cancel the variation torque of crankshaft (14), and further reduce the vibration of engine (10).

【技术实现步骤摘要】
发动机
本专利技术涉及内置用来减轻振动的机构的发动机。本专利技术特别涉及减轻因曲轴的变化扭矩而引起的振动的发动机。
技术介绍
在普通的发动机中,通过使汽油等燃料爆炸而使活塞往复运动,通过曲轴将该往复运动转换为旋转运动,从与曲轴连接的驱动轴向外部输出旋转扭矩。这样的发动机也称为往复式发动机。当上述结构的发动机运转时,因活塞的往复运动以及曲轴的旋转运动等而产生振动,所以,有时为了抑制该振动而在发动机的内部内置平衡轴。通过所谓偏心轴即平衡轴与曲轴一起旋转,能够减轻由曲轴产生的振动。在下述专利文献1中记载了一种发动机的平衡装置。在此,在发动机的曲轴箱的内部配置设有飞轮的平衡轴,该平衡轴经由齿轮与曲轴连接。另外,在平衡轴形成有平衡配重。由此,通过平衡轴与曲轴一起进行旋转,起到减轻发动机振动的效果。专利技术所要解决的技术问题然而,在具有上述平衡轴的发动机中,虽然起到了抑制因发动机驱动而产生的一阶惯性力的效果,但却不能除去发动机的旋转变化引起的变化扭矩所导致的振动。具体而言,在往复式发动机中,虽然通过曲轴将活塞的往复运动转换为旋转运动,但因为活塞进行往复运动的速度不是一定的,而是变化的,所以,因活塞而旋转的曲轴的旋转速度也是变化的。据此,通过在发动机的内部配置平衡轴,能够除去因发动机而产生的一阶惯性起振力,但却存在不能简单除去随着曲轴的扭矩在时间上的变化而产生的振动的问题。本专利技术是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种能够除去一阶惯性起振力、并且还减轻因曲轴的变化扭矩而引起的振动的发动机。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2000-248960号公报专利
技术实现思路
用于解决技术问题的技术方案本专利技术的发动机的特征在于,具有:活塞,其在气缸内部进行往复运动;曲轴,其将所述活塞的所述往复运动转换为旋转运动,并且安装有曲轴齿轮;连杆,其一端侧与所述活塞能够旋转地连接,另一端侧与所述曲轴能够旋转地连接;平衡轴,其安装有与所述曲轴齿轮相互啮合的平衡齿轮,朝与所述曲轴相反的方向同步旋转,由此来减轻由所述曲轴产生的振动。在所述曲轴上,在与曲柄销的相位角为180度的部位上形成第一平衡块,在所述平衡轴周围,在与所述第一平衡块对称的位置上形成第二平衡块,使所述平衡轴周围的惯性力矩与所述曲轴周围的惯性力矩近似。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,通过从所述平衡轴连续向外部进行导出的驱动轴来驱动外部的负载。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,还具有安装于与所述平衡轴连接的所述驱动轴的飞轮。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,具有一个所述气缸及所述活塞。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,具有串联配置的多个所述气缸及所述活塞。专利技术的效果本专利技术的发动机的特征在于,具有:活塞,其在气缸内部进行往复运动;曲轴,其将所述活塞的所述往复运动转换为旋转运动,并且安装有曲轴齿轮;连杆,其一端侧与所述活塞能够旋转地连接,另一端侧与所述曲轴能够旋转地连接;平衡轴,其安装有与所述曲轴齿轮相互啮合的平衡齿轮,朝与所述曲轴相反的方向同步旋转;在所述曲轴上,在与曲柄销的相位角为180度的部位上形成第一平衡块,在所述平衡轴周围,在与所述第一平衡块对称的位置上形成第二平衡块,使所述平衡轴周围的惯性力矩与所述曲轴周围的惯性力矩近似。因此,在本专利技术中,通过在曲轴及平衡轴周围形成第一平衡块及第二平衡块,减小一阶惯性力。此外,通过使平衡轴周围的惯性力矩与曲轴周围的惯性力矩近似,能够减少因活塞往复运动而产生的曲轴的变化扭矩。因此,以高水平实现了发动机的减振。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,通过从所述平衡轴连续向外部导出的驱动轴,驱动外部的负载。因此,通过将外部的负载所具有的惯性力矩用作平衡轴周围的惯性力矩,能够抑制形成于发动机内部的平衡轴周围的配件大型化。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,还具有安装于与所述平衡轴连接的所述驱动轴的飞轮。因此,通过将重量较大的飞轮用作平衡轴周围的惯性力矩,能够抑制形成于发动机内部的平衡轴周围的配件大型化。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,具有一个所述气缸及所述活塞。因此,在具有一个活塞的单气缸发动机的情况下,虽然存在由活塞及曲轴产生的振动等增大的倾向,但通过本专利技术的结构,能够减轻其振动等。另外,在本专利技术的发动机中,其特征在于,具有串联配置的多个所述气缸及所述活塞。因此,通过本专利技术的结构,能够有效减轻在串联多气缸发动机产生的振动。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的发动机的剖视图。图2是表示本专利技术实施方式的发动机的等价力学关系的图。图3是表示本专利技术实施方式的发动机的曲轴的图。图4是表示本专利技术实施方式的发动机的等价力学关系的图。图5是表示本专利技术实施方式的发动机的等价力学关系的图。图6是表示本专利技术的实施方式的发动机的图,图6(A)是表示等价力学关系的图,图6(B)是表示曲轴与平衡轴的俯视图。图7是表示本专利技术实施方式的发动机的一阶惯性力的图,图7(A)表示在曲轴未形成有平衡块的情况,图7(B)表示在曲轴形成有平衡块的情况,图7(C)表示在曲轴及平衡轴都形成有平衡块的情况。图8是表示本专利技术的实施方式的发动机的图,图8(A)及图8(B)是表示发动机的结构的俯视图。附图标记说明10发动机;11气缸;12活塞;13连杆;14曲轴;15平衡轴;16曲柄销;18曲柄臂;21平衡块;22曲轴齿轮;23平衡齿轮;24虚拟曲轴;26飞轮;27平衡块;28平衡块;30虚拟线;33驱动轴;50负载;G重心。具体实施方式下面,参照附图,说明本方式的发动机10的结构。在以下的说明中,具有相同结构的部位使用相同的标记,省略重复的说明。另外,在以下的说明中,X方向是活塞12往复运动的方向,Y方向是从上方观察、通过活塞12的中心而与X方向正交的方向,Z方向是沿着曲轴14的旋转轴的方向。参照图1,说明本方式的发动机10的结构概况。图1是表示发动机10的内部的剖视图。在此所示的发动机10是所谓的四冲程单气缸发动机,主要具有:在气缸11的内部沿上下方向进行往复运动的活塞12、将活塞12的往复运动转换为旋转运动的曲轴14、与活塞12及曲轴14可旋转地连接的连杆13、以及抑制发动机10的振动的平衡轴15。发动机10通过重复吸气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程,使曲轴14及平衡轴15旋转。另外,发动机10具有:用来对导入气缸11的混合气体进行点火的火花塞、用来向气缸11导入空气的阀门、以及用来驱动该阀门的阀门驱动机构等。曲轴14与平衡轴15经由曲轴齿轮22及平衡齿轮23而驱动连接,平衡轴15旋转的方向与曲轴14旋转的方向相反。另外,如后面所述,在本方式中,将发动机10的输出扭矩从平衡轴15向外部输出,这样,能够得到减轻因曲轴14的变化扭矩而产生的振动的效果。在本方式中,为了抑制具有上述结构的发动机10运转时所产生的振动,按照以下的方式验证伴随由活塞12及曲轴14形成的机构的运动而产生的惯性力。首先,将构成单气缸发动机的主要构成部件即活塞12、曲轴14以及连杆13分开,说明上述部件的惯性力。图2是表示本方式的发动机10的等价力学关系的图。参照该图,可以利用下式表示活塞12沿着X方向的位移。X=Rcosθ+Lcosφ=R{cosθ+(L/ρ)cosφ}=R{cosθ+(本文档来自技高网
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发动机

【技术保护点】
一种发动机,其特征在于,具有:活塞,其在气缸内部进行往复运动;曲轴,其将所述活塞的所述往复运动转换为旋转运动,并且安装有曲轴齿轮;连杆,其一端侧与所述活塞能够旋转地连接,另一端侧与所述曲轴能够旋转地连接;平衡轴,其安装有与所述曲轴齿轮相互啮合的平衡齿轮,朝与所述曲轴相反的方向同步旋转,由此来减轻由所述曲轴产生的振动;在所述曲轴上,在与曲柄销的相位角为180度的部位上形成第一平衡块,在所述平衡轴周围,在相对于所述第一平衡块对称的位置上形成第二平衡块,使所述平衡轴周围的惯性力矩与所述曲轴周围的惯性力矩近似。

【技术特征摘要】
2016.09.23 JP 2016-1856471.一种发动机,其特征在于,具有:活塞,其在气缸内部进行往复运动;曲轴,其将所述活塞的所述往复运动转换为旋转运动,并且安装有曲轴齿轮;连杆,其一端侧与所述活塞能够旋转地连接,另一端侧与所述曲轴能够旋转地连接;平衡轴,其安装有与所述曲轴齿轮相互啮合的平衡齿轮,朝与所述曲轴相反的方向同步旋转,由此来减轻由所述曲轴产生的振动;在所述曲轴上,在与曲柄销的相位角为180度的部位上形成第一平衡块,...

【专利技术属性】
技术研发人员:石川满茅沼秀高
申请(专利权)人:株式会社石川能源研究
类型:发明
国别省市:日本,JP

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