[实用新型]一种二缸柴油机平衡机构

说明书

本实用新型涉及柴油机，具体地说是一种二缸柴油机平衡机构。

现有的二缸柴油机的一级往复惯性力大小相等方向相反，但由于两力之间存在一定距离，故产生一交变力矩，国内及国外二缸柴油机尚未能有效地将此力矩平衡去除，使个别的采取措施平衡掉，也因其结构复杂而得不到广泛应用。这个交变力矩的存在，使现有的二缸柴油机在工作时产生较大的震动，将这种柴油机安装到三轮车及四轮车上去，导致整车震动及噪音加大。

本实用新型的目的在于设计制造一种可有效去除由往复惯性力而产生的交变力矩，从而减少震动，降低使用噪音、结构简单的新式二缸柴油机平衡机构。

本实用新型是以如下方式完成的：

一种二缸柴油机平衡机构，其发明要点在于所述二缸柴油机平衡机构中由活塞驱动的两端分别安装有皮带轮、飞轮的曲轴上安装有曲轴齿轮，所述曲轴齿轮依次与中间齿轮、凸轮轴齿轮及安装在平衡轴上的平衡轴齿轮啮合，所述平衡轴的两端分别安装有前端平衡块、后端平衡块，所述前端平衡块、后端平衡块分别沿径向定位于轴向水平面的上方或下方，所述前端平衡块、后端平衡块分别是扇形圆柱面状，所述皮带轮上定位有扇形圆盘状平衡盘，所述飞轮内侧面轴向开有一平衡重孔。

在二缸柴油机平衡机构中，平衡轴齿轮与曲轴齿轮的齿数相同。

如图1所示，活塞(8)作上下往复运动，曲轴(7)以一定的角速度ω作旋转运动，皮带轮(4)及飞轮(10)上的平衡重与曲轴(7)同步旋转，曲轴齿轮(5)带动中间齿轮(6)，中间齿轮(6)带动凸轮轴齿轮(3)，凸轮轴齿轮(3)带动平衡轴齿轮(2)，平衡轴上的前端平衡块(1)、后端平衡块(9)与平衡轴同步旋转，由于平衡轴齿轮(2)与曲轴齿轮(5)的齿数相同，因此曲轴与平衡轴的转速相同，但方向相反。

曲柄连杆机构的旋转惯性力Kr与由曲轴上的平衡块产生的离心力Kp正好完全平衡。

活塞的一级往复惯性力：PjI＝PjI1＝-mrω²cosα

活塞的二级往复惯性力：pjII＝PjII₁＝-λmrω²cos2α，其中m为活塞组及连杆小头作往复运动的总质量，r为曲柄半径(为活塞行程的1/2)，α为曲柄转角，

PjI1与PjI2大小相等，方向相反；PjII1与PjII2大小相等，方向相反。

若二缸机的缸心距为L

则PjI1与PjI2的力矩：MjI＝PjI×L

平衡轴上的平衡块产生的旋转惯性力：F1＝m₁r₁ω²

m1为平衡块质量，r1为平衡块质心半径，

F1分解成F1x＝m1r1ω²sinα

        Fly＝m1r1ω²osα产生的力矩：MF1X＝F1X×a

        MF1y＝F1y×a其中a为平衡轴上两平衡块质心之间的距离

曲轴上的皮带轮及飞轮上的平衡盘产生的旋转惯性力：

F2＝m2r2ω²

m2为皮带轮上的平衡盘重量

r2为皮带轮上的平衡盘质心半径

F2分解为：F2x＝m2r2ω²sinα

          F2y＝m2r2ω²cosα产生的力矩：MF2X＝F2X×b

        MF2y＝F2y×b

b为皮带轮与飞轮上的平衡重质心之间的距离

设计时保证MF1y＝MF2y＝MjI/2

则MF1X＝MF2X

若不考虑二级往复惯性力，则整个柴油机的水平方向力矩为：

MX＝MF1X-MF2X＝0垂直方向力矩为My＝MjI-(MF1y+MF2y)＝MjI-(MjI/2+MjI/2)＝0

则总力矩为0

可见，二缸柴油机使用此平衡机构后，旋转惯性力、往复惯性力及力矩均完全平衡。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：一是可有效去除由往复惯性力产生的交变力矩，使用震动及噪音大为降低；二是结构简单，便于推广应用。

现结合附图详叙本实用新型的实施例。

图1是二缸柴油机平衡机构原理示意图，

图2是二缸柴油机平衡机构中的平衡轴总成图；

图3是二缸柴油机平衡机构中的曲轴飞轮总成图。