[實用新型]一種車載直列四缸發動機平衡軸

有效

• 申請號: 201420281943.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN203939922U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李明建;陳之內真;楊景玲;王振芳;秦永舜;張燕;趙飛;王輝
• 申請（專利權）人: 長城汽車股份有限公司
• 主分類號: F16F15/26
• 分類號: F16F15/26
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;雷秋芬

技術領域

本實用新型涉及一種發動機平衡軸，尤其是一種車載直列四缸發動機平衡軸，屬于汽車發動機技術領域。

背景技術

隨著汽車發動機增壓技術的逐步成熟及廣泛應用，汽車發動機的小型化進程得以實現。受排放法規、燃油經濟性等影響，越來越多的車輛由搭載八缸或六缸發動機的大排量車型改為搭載四缸發動機車型，然而在發動機氣缸數量減少的同時，發動機每一個工作循環內的點火次數也減少，導致發動機振動的惡化。另外，發動機升功率、升扭矩的提高，意味著爆發壓力的增大，振動惡化現象尤其嚴重，使得直列四缸發動機的NVH性能下降明顯，影響了其在高端車上的應用。

如附圖1所示，直列四缸發動機運轉時主要產生豎直方向上的往復慣性力F、燃燒壓力P和繞曲軸旋轉方向的傾覆力矩M。其中傾覆力矩M(M=NX)主要由發動機活塞組件7在往復運動過程中受到的氣缸壁側壓力N形成的，由于發動機活塞組件7受到的氣缸壁側壓力N是隨著往復慣性力F與燃燒壓力P的變化而變化的，因此傾覆力矩M的大小取決于往復慣性力F與燃燒壓力P的合力。在發動機作功沖程，發動機活塞組件7前半行程是加速運動，往復慣性力F向上，與燃燒壓力P的方向相反，當發動機轉速較低時（如怠速工況），往復慣性力F小于燃燒壓力P，而在較高轉速時往復慣性力F大于燃燒壓力P，因此發動機的傾覆力矩會隨著轉速變化而改變，在附圖2中的曲線顯示了隨著發動機轉速(rpm)的提高傾覆力矩（M）的變化趨勢。

針對直列四缸發動機振動惡化的問題，目前世界上各大汽車生產廠家的主流做法是在發動機曲軸兩側增設平衡軸，現有直列四缸發動機平衡軸布置有兩種形式：一種是無高度差布置，此平衡軸可以平衡往復慣性力，但對于上述傾覆力矩的平衡無能為力；另一種是有高度差布置，該平衡軸在平衡往復慣性力的同時還可以起到平衡傾覆力矩的作用，但由于高度差一般為固定值，高度差數值主要是根據發動機高速運轉工況下傾覆力矩設定的，因此存在低轉速時發動機振動加劇的現象，現有技術難以實現發動機不同運轉工況下降低傾覆力矩的目的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種通過對兩根平衡軸高度差的調節，使其產生與發動機傾覆力矩反向的平衡力矩，既符合汽車發動機小型輕量化、低成本、低油耗的設計理念，又能提高汽車發動機NVH性能的車載直列四缸發動機平衡軸。

本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的：

一種車載直列四缸發動機平衡軸，它包括布置在發動機曲軸兩側的第一平衡軸和第二平衡軸，所述第一平衡軸與第二平衡軸上設置結構相同的平衡塊，第一平衡軸與第二平衡軸均由發動機曲軸驅動，它們的初始相位相同，旋轉方向相反，其特別之處在于：所述第二平衡軸還可在液壓缸驅動下上下移動。

上述車載直列四缸發動機平衡軸，所述液壓缸布置在發動機缸體上，其伸縮臂頂端設有與第二平衡軸配裝的軸承套環。

上述車載直列四缸發動機平衡軸，所述液壓缸的供油管路與發動機的潤滑油路連通，在供油管路上設置液壓控制閥。

上述車載直列四缸發動機平衡軸，所述液壓控制閥由發動機ECU控制。

本實用新型在傳統有高度差布置形式的平衡軸基礎上，將第二平衡軸設計為可在液壓缸驅動下上下移動的結構，使第一平衡軸與第二平衡軸的高度差發生變化，在第一平衡軸與第二平衡軸之間產生不斷變化的平衡力矩，以抵銷發動機不同工況下的傾覆力矩；本實用新型的液壓缸伸縮臂頂端設置了與第二平衡軸配裝的軸承套環，保證了第二平衡軸能在發動機曲軸驅動下與第一平衡軸反向運轉；本實用新型在液壓缸供油管路上設置了由發動機ECU控制的液壓控制閥，當發動機運轉工況發生變化時，ECU對此時發動機產生的傾覆力矩進行計算，然后向液壓控制閥發出指令，通過對供油管路中液壓油流向的控制，使液壓缸伸縮臂產生相應動作，從而驅動第二平衡軸上下移動。總之，本實用新型對直列四缸發動機平衡軸進行了改進設計，使其既符合汽車發動機小型輕量化、低成本、低油耗的設計理念，又提高了汽車發動機的NVH性能。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是發動機傾覆力矩的產生原理示意圖；

圖2是發動機傾覆力矩與發動機轉速關系曲線圖；

圖3是本實用新型在發動機上裝配示意圖；

圖4是圖3中A-A剖面結構示意圖；

圖5是在發動機低速運行工況下本實用新型的工作狀態示意圖；

圖6是在發動機高速運行工況下本實用新型的工作狀態示意圖。