曲轴平衡结构的制作方法

本实用新型属于航空活塞式发动机的技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种曲轴平衡结构。

背景技术：

现有四缸发动机，一般不设计平衡块(轴)结构。当发动机处在工作状态时，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时，其速度为零，但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力，但却只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外，其它惯性力并不能完全达到平衡状态，此时的发动机便产生了振动。

参考专利文献：

1、发动机曲轴平衡轴机构，200510094169.9，如图5所示；

2、发动机平衡轴机构及发动机总成，201310449042.9，如图6所示；

3、曲轴平衡轴，201410488610.0，如图7所示；

4、三缸发动机平衡轴，201810129082.8，如图8所示；

5、一种发动机及汽车201520844648.7，如图9所示。

现有技术的缺点是：

1、采用平衡轴结构，对发动机曲轴产生的振动进行平衡，平衡轴需固定在缸体上，增加了发动机整机的重量的同时也增大了发动机外围尺寸，对发动机的用途产生了很多限制条件；

2、平衡轴与发动机曲轴需通过齿轮或链条等传动机构进行连接。刚性连接结构仅能对发动机曲轴产生的旋转惯性力进行抵减，不能完全平衡一级往复惯性力；

3、采用平衡轴结构，需增加多个零部件，这势必增加了发动机零部件失效的机率，降低了发动机安全性。

对于航空活塞发动机，要求重量轻、尺寸小、寿命长。所以在航空发动机设计时，要尽可能地减轻重量、降低振动。因此，采用上述现有专利技术的平衡轴结构，会对发动机的整体尺寸产生重要影响，同时也会增加发动机重量。这不符合航空发动机的设计要求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种曲轴平衡结构，其目的是减小发动机的振动。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型的曲轴平衡结构，所述的曲轴包括曲柄臂，所述的平衡结构设置平衡重块；所述的曲柄臂上设置用于安装平衡重块的安装法兰；在所述的平衡重块上设置与所述的安装法兰厚度相配合的安装槽；在所述的安装法兰上设置定位销孔，在所述的平衡重块上设置与所述的定位销孔位置相适应的连接销孔；所述的平衡重块与安装法兰之间通过在定位销孔和连接销孔及插入这两孔中的销套进行连接。

每个所述的曲轴上设置两个所述的平衡重块并对称分布在曲轴的两侧。

所述的定位销孔、连接销孔及销套的轴线与曲轴的主轴线平行。

所述的平衡重块为扁平状的结构，其扁平面垂直于所述的曲轴的主轴线。

每个所述的平衡重块上设置两个连接销孔，每个连接销孔采用一个销套与安装法兰连接。

所述的平衡重块在其扁平面上的形状为弓形，所述的弓形的弧线为平衡重块装配后的外侧；所述的两个连接销孔按所述的弓形的对称中线线对称分布。

所述的销套在定位销孔及连接销孔中均为间隙配合。

在所述的销套两端的定位销孔中设置限位挡板，并通过弹性挡圈进行销套的轴向限位。

本实用新型采用上述技术方案，通过柔性连接将平衡重块装配到曲轴上，可有效地实现减振、降噪的功能，降低发动机的振动，延长发动机的使用寿命，同时也对飞机驾驶的舒适性有很大改善和提升；零部件数量少，且零部件制作简单；降低发动机产品的故障率优势明显，同时也提高了发动机的安全性。

附图说明

附图所示内容及图中的标记简要说明如下：

图1为本实用新型的曲轴平衡结构的装配关系爆炸图；

图2为本实用新型的曲轴平衡结构装配示意图；

图3为本实用新型的曲轴平衡结构的剖面示意图；

图4为本实用新型中的平衡重块的结构示意图；

图5为参考专利文献之1的结构示意图；

图6为参考专利文献之2的结构示意图；

图7为参考专利文献之3的结构示意图；

图8为参考专利文献之4的结构示意图；

图9为参考专利文献之5的结构示意图。

图中标记为：

1、曲轴，2、平衡重块，3、销套，4、限位挡板，5、弹性挡圈，11、安装法兰，12、定位销孔，21、连接销孔，22、安装槽。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1至图4所示本实用新型的结构，为一种曲轴平衡结构，适用于航空活塞发动机，所述的曲轴1包括曲柄臂。

对于航空活塞发动机，要求重量轻、尺寸小、寿命长。所以在发动机设计时，要尽可能的减轻重量、降低振动。

为了克服现有技术的缺陷和存在的问题，实现减小发动机的振动的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1所示，本实用新型的曲轴平衡结构设置平衡重块2；所述的曲柄臂上设置用于安装平衡重块2的安装法兰11；在所述的平衡重块2上设置与所述的安装法兰11厚度相配合的安装槽22；在所述的安装法兰11上设置定位销孔12，在所述的平衡重块2上设置与所述的定位销孔12位置相适应的连接销孔21；所述的平衡重块2与安装法兰11之间通过在定位销孔12和连接销孔21及插入这两孔中的销套3进行连接。

平衡重块2与曲轴安装法兰11之间通过销套3与孔配合的方式进行连接。平衡重块2的外形尺寸在曲轴旋转的轨迹范围之内。安装槽22起到限制平衡重块2沿着曲轴1轴线窜动的作用。

在曲轴1的曲柄臂上直接设计用于安装平衡重块2的安装法兰11和定位销孔12，平衡重块2和曲轴1之间通过铆接的形式装配到一起。本实用新型采用平衡重块结构，通过柔性连接装配到曲轴上，平衡重块平衡曲轴的旋转惯性力和力矩，可有效的实现减振、降噪的功能和设计意图，降低发动机的振动，从而可延长发动机的使用寿命，同时也对飞机驾驶的舒适性有很大改善和提升；采用上述结构，零部件数量少，且零部件制作简单；降低发动机产品的故障率，优势明显，同时也提高了发动机的安全性。

每个所述的曲轴1上设置两个所述的平衡重块2并对称分布在曲轴1的两侧。保持平衡重块2在回转方向上的力矩平衡。

如图2和图3所示，所述的定位销孔12、连接销孔21及销套3的轴线与曲轴1的主轴线平行。

如图4所示，所述的平衡重块2为扁平状的结构，其扁平面垂直于所述的曲轴1的主轴线。

每个所述的平衡重块2上设置两个连接销孔21，每个连接销孔21采用一个销套3与安装法兰11连接。

所述的平衡重块2在其扁平面上的形状为弓形，所述的弓形的弧线为平衡重块2装配后的外侧；所述的两个连接销孔21按所述的弓形的对称中线线对称分布。

所述的销套3在定位销孔12及连接销孔21中均为间隙配合。

平衡重块和销套、曲轴之间为间隙配合，旋转过程中，平衡重块产生的振动频率与曲轴不一致。平衡重块2和曲轴1之间的装配属于柔性连接，是通过销套3来连接的。当曲轴1进行轴向转动时，平衡重块2会随着转速的不同，进行离心式旋转。所产生的振动与曲轴1自身产生的振动相互抵消，可有效降低曲轴的往复惯性力；

在所述的销套3两端的定位销孔12中设置限位挡板4，并通过弹性挡圈5进行销套3的轴向限位。

固定平衡重块2的销套3两端需装限位挡板4，限制销套的轴向窜动；平衡重块2易于装配，也易于拆解。装配时，将销套3穿过定位销孔12和连接销孔22，销套3两端用限位挡板4进行限位，再用弹性挡圈5进行固定。避免平衡重块2在运转时，出现销套3滑出而导致平衡重块失效。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。