直列两缸发动机曲轴平衡系统、方法以及发动机和汽车.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104565197A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201310518522.6F02B75/32(2006.01)(22)申请日2013.10.29(71)申请人上海汽车集团股份有限公司地址201203上海市张江高科技园区松涛路563号1号楼509室申请人昆明云内动力股份有限公司(72)发明人杨永忠朱国华彭晓亮聂淑一阮洋代国雄洪磊杨振东何述超(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人张昱严志军(51)Int.Cl.F16F15/26(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称直列两缸发动机曲轴平衡系统、方法以及发动机和汽车(57)摘要本发明涉及直列两缸发动机曲轴平衡系统、方法以及直列两缸发动机和汽车。该直列两缸发动机曲轴平衡系统包括曲轴、与曲轴平行设置且与之转速相等但转向相反的平衡轴、设于曲轴的前端轴上的皮带轮、设于曲轴后端的飞轮，所述曲轴、平衡轴、皮带轮和飞轮被设置成：a.通过由曲轴、皮带轮和飞轮所共同提供的不平衡力Fc来平衡掉直列两缸发动机中活塞连杆总成的往复惯性力的50%以及活塞连杆总成的全部离心惯性力；b.通过由平衡轴所产生的不平衡力Fb来平衡掉活塞连杆总成的往复惯性力的50%。采用本发明可有效实现曲轴系统平衡，并且不会增加曲轴箱的体积，不会扩大发动机的整机占用空间，并能优化发动机的振动，提高发动机的耐久性。CN104565197ACN104565197A权利要求书1/2页1.一种直列两缸发动机曲轴平衡系统，其包括曲轴、与所述曲轴平行设置且与之转速相等但转向相反的平衡轴、设于曲轴的前端轴上的皮带轮、以及设于曲轴后端的飞轮，其特征在于，所述曲轴、平衡轴、皮带轮和飞轮被设置成：a.通过由所述曲轴、皮带轮和飞轮所共同提供的不平衡力Fc来平衡掉所述直列两缸发动机中活塞连杆总成的往复惯性力的50%以及所述活塞连杆总成的全部离心惯性力；并且b.通过由所述平衡轴所产生的不平衡力Fb来平衡掉所述活塞连杆总成的往复惯性力的50%。2.根据权利要求1所述的直列两缸发动机曲轴平衡系统，其特征在于，所述活塞连杆总成中的活塞采用偏心式布置方式，即所述活塞的轴线与坐标系中X轴的交点不与坐标原点O重合，所述坐标系由X轴、Y轴和坐标原点O构成，其中坐标原点O为曲轴旋转中心与直列两缸发动机中第二气缸的缸体中心线的交点，X轴方向为从坐标原点O沿着曲轴的旋转中心线指向曲轴的小头端，Y轴方向为从坐标原点O沿着第二气缸的缸体中心线指向活塞，并且所述曲轴、皮带轮、飞轮和平衡轴被设置成满足以下关系式：22Max(Fc+Fb)=2mjrω+2mrrω其中：Max(Fc+Fb)表示由所述曲轴、皮带轮、飞轮和平衡轴所共同提供的最大不平衡力；mj、mr分别表示单缸活塞连杆总成的往复质量、单缸曲柄机构的离心质量，此时将单缸活塞连杆总成的质心设定在活塞销中心上，并且将单缸曲柄机构的质心设定在曲柄销中心；r表示曲柄半径；以及ω表示单缸曲柄机构的旋转角速度。3.一种直列两缸发动机曲轴平衡系统，其包括曲轴、与所述曲轴平行设置且与之转速相等但转向相反的平衡轴、设于曲轴的前端轴上的皮带轮、以及设于曲轴后端的飞轮，其特征在于，所述曲轴、平衡轴、皮带轮和飞轮被设置成：通过由所述曲轴、皮带轮和飞轮所共同提供的不平衡力Fc来平衡掉所述直列两缸发动机中活塞连杆总成的往复惯性力的50%以及所述活塞连杆总成的全部离心惯性力。4.一种直列两缸发动机，其特征在于，所述直列两缸发动机上设置有如权利要求1、2或3所述的直列两缸发动机曲轴平衡系统。5.一种汽车，其特征在于，所述汽车上设置有如权利要求4所述的直列两缸发动机。6.一种直列两缸发动机曲轴平衡方法，所述直列两缸发动机中设有曲轴、与所述曲轴平行设置且与之转速相等但转向相反的平衡轴、设于曲轴的前端轴上的皮带轮、以及设于曲轴后端的飞轮，其特征在于，所述直列两缸发动机曲轴平衡方法包括：通过布置所述曲轴、皮带轮和飞轮，使得由它们所共同提供的不平衡力Fc平衡掉所述直列两缸发动机中活塞连杆总成的往复惯性力的50%以及所述活塞连杆总成的全部离心惯性力；并且/或者通过布置所述平衡轴，使得由其所产生的不平衡力Fb平衡掉所述活塞连杆总成的往复惯性力的50%。7.根据权利要求6所述的直列两缸发动机曲轴平衡方法，其特征在于，将所述活塞连杆总成中的活塞布置成偏心式，即使得所述活塞的轴线与坐标系中X轴的交点不与坐标原2CN104565197A权利要求书2/2页点O重合，所述坐标系由X轴、Y轴和坐标原点O构成，其中坐标原点O为曲轴旋转中心与直列两缸发动机中第二气缸的缸体中心线的交点，X轴方向为从坐标原点O