[发明专利]一种新型内燃机平衡结构及内燃机

说明书

本发明公开了一种新型内燃机平衡结构及内燃机，内燃机包括机壳、活塞、连杆和曲轴，所述新型内燃机平衡结构包括平衡块、第一平衡轴和第二平衡轴；所述活塞沿X方向滑动连接在所述机壳中；所述曲轴、所述第一平衡轴和所述第二平衡轴均旋转连接在所述机壳上；所述第一平衡轴的旋转中心O₁、所述曲轴的旋转中心O₀和所述第二平衡轴的旋转中心O₂在Y方向上依次排列，并且O₀位于所述活塞的中心轴的延长线上；所述平衡块连接在所述曲轴上；所述第一平衡轴与所述曲轴直接或间接地传动连接，所述第二平衡轴与所述曲轴直接或间接地传动连接。本发明能够平衡一阶往复惯性力并能够避免产生不平衡力矩，进而能够减小内燃机的振动，避免内燃机倾倒。

技术领域

本发明涉及一种新型内燃机平衡结构及内燃机。

背景技术

目前，内燃机中包括活塞、连杆和曲轴，以单缸柴油机为例，所述曲轴包括主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈，连杆大头与所述连杆轴颈旋转连接，连杆小头与所述活塞旋转连接，活塞在往复运动时通过所述连杆带动所述曲轴旋转。在运转过程中，内燃机会产生强烈的振动，振动的来源包括所述曲轴和所述连杆的旋转质量做旋转运动产生的离心惯性力，以及所述活塞和所述连杆的往复质量做往复运动产生的往复惯性力。其中，所述连杆实际质量的一部分转化到连杆小头得到连杆的往复质量，所述连杆实际质量的另一部分转化到连杆大头得到连杆的旋转质量。离心惯性力和往复惯性力如何计算以及连杆的实际质量如何转化详见《昌潍师专学报》第19卷第5期的《曲柄连杆机构的惯性力分析》，文章编号为1008-4150(2000)05-0068-03。

所述离心惯性力较为容易平衡，只需要在所述曲轴上安装平衡块，使平衡块旋转产生的平衡力抵消掉所述离心惯性力即可。而所述往复惯性力比较复杂，通常包括一阶往复惯性力、二阶往复惯性力和三阶往复惯性力等，由于二阶以上的往复惯性力占比很小，因此行业中通常只平衡一阶往复惯性力。而一阶往复惯性力占了全部往复惯性力的70％左右，是往复振动的主要来源，因此平衡了一阶往复惯性力后能够有效降低内燃机的往复振动。

目前，一阶往复惯性力F_j通常使用双轴平衡机构。如图1所示，双轴平衡机构中包括第一平衡轴和第二平衡轴，所述第一平衡轴与所述第二平衡轴转速相等且转向相反，所述第一平衡轴位于所述曲轴的下方，所述第一平衡轴与所述曲轴之间的竖向距离为L₁，所述第二平衡轴位于所述曲轴的上方，所述第二平衡轴与所述曲轴之间的竖直距离为L₂，并且所述第一平衡轴位于所述第二平衡轴的正下方。