[發明專利]直列兩缸發動機曲軸平衡系統、方法以及發動機和汽車

有效

• 申請號: 201310518522.6
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104565197A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 楊永忠;朱國華;彭曉亮;聶淑一;阮洋;代國雄;洪磊;楊振東;何述超
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司;昆明云內動力股份有限公司
• 主分類號: F16F15/26
• 分類號: F16F15/26;F02B75/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張昱;嚴志軍

技術領域

本發明涉及發動機曲軸平衡技術，尤其涉及一種直列兩缸發動機曲軸平衡系統、直列兩缸發動機曲軸平衡方法、直列兩缸發動機以及汽車。

背景技術

發動機是汽車的心臟，它為汽車行駛提供了必要的動力，因此其重要性是不言而喻的。然而，發動機的開發設計需要投入大量的人力、物力，并且研發周期長、費用高。在一個系列發動機的開發過程中，為了降低成本并且保證活塞及連桿的適用性，有必要通過針對曲軸旋轉機構進行改進設計來實現適合于相同系列其它發動機的開發，以便滿足軸系發動機運轉的設計要求。此外，直列兩缸發動機中的單平衡軸機構在工作過程中會產生傾倒力矩，這就對發動機的運轉造成了不利影響，增大了發動機的振動，降低了它的耐久性。另外，由于直列兩缸發動機曲軸箱的內部空間有限，因此如何將現有的曲軸、皮帶輪、飛輪、平衡軸等零部件進行優化布置來實現整體平衡是存在相當大難度的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種直列兩缸發動機曲軸平衡系統、直列兩缸發動機曲軸平衡方法、直列兩缸發動機以及汽車，從而能夠有效解決現有技術中存在的上述及其他方面的問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種直列兩缸發動機曲軸平衡系統，其包括曲軸、與所述曲軸平行設置且與之轉速相等但轉向相反的平衡軸、設于曲軸的前端軸上的皮帶輪、以及設于曲軸后端的飛輪，所述曲軸、平衡軸、皮帶輪和飛輪被設置成：

a.?通過由所述曲軸、皮帶輪和飛輪所共同提供的不平衡力F_c來平衡掉所述直列兩缸發動機中活塞連桿總成的往復慣性力的50%以及所述活塞連桿總成的全部離心慣性力；并且

b.?通過由所述平衡軸所產生的不平衡力F_b來平衡掉所述活塞連桿總成的往復慣性力的50%。

在上述的直列兩缸發動機曲軸平衡系統中，可選地，所述活塞連桿總成中的活塞采用偏心式布置方式，即所述活塞的軸線與坐標系中X軸的交點不與坐標原點O重合，所述坐標系由X軸、Y軸和坐標原點O構成，其中坐標原點O為曲軸旋轉中心與直列兩缸發動機中第二氣缸的缸體中心線的交點，X軸方向為從坐標原點O沿著曲軸的旋轉中心線指向曲軸的小頭端，Y軸方向為從坐標原點O沿著第二氣缸的缸體中心線指向活塞，并且所述曲軸、皮帶輪、飛輪和平衡軸被設置成滿足以下關系式：

Max(F_c+F_b)=?2m_jrω²+2m_rrω²

其中：Max(F_c+F_b)表示由所述曲軸、皮帶輪、飛輪和平衡軸所共同提供的最大不平衡力；

m_j、m_r分別表示單缸活塞連桿總成的往復質量、單缸曲柄機構的離心質量，此時將單缸活塞連桿總成的質心設定在活塞銷中心上，并且將單缸曲柄機構的質心設定在曲柄銷中心；

r表示曲柄半徑；以及

ω表示單缸曲柄機構的旋轉角速度。

一種直列兩缸發動機曲軸平衡系統，其包括曲軸、與所述曲軸平行設置且與之轉速相等但轉向相反的平衡軸、設于曲軸的前端軸上的皮帶輪、以及設于曲軸后端的飛輪，所述曲軸、平衡軸、皮帶輪和飛輪被設置成：通過由所述曲軸、皮帶輪和飛輪所共同提供的不平衡力F_c來平衡掉所述直列兩缸發動機中活塞連桿總成的往復慣性力的50%以及所述活塞連桿總成的全部離心慣性力。

一種直列兩缸發動機，所述直列兩缸發動機上設置有如以上任一項所述的直列兩缸發動機曲軸平衡系統。

一種汽車，所述汽車上設置有如以上所述的直列兩缸發動機。

一種直列兩缸發動機曲軸平衡方法，所述直列兩缸發動機中設有曲軸、與所述曲軸平行設置且與之轉速相等但轉向相反的平衡軸、設于曲軸的前端軸上的皮帶輪、以及設于曲軸后端的飛輪，所述直列兩缸發動機曲軸平衡方法包括：

通過布置所述曲軸、皮帶輪和飛輪，使得由它們所共同提供的不平衡力F_c平衡掉所述直列兩缸發動機中活塞連桿總成的往復慣性力的50%以及所述活塞連桿總成的全部離心慣性力；并且

通過布置所述平衡軸，使得由其所產生的不平衡力F_b平衡掉所述活塞連桿總成的往復慣性力的50%。