УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ УРАВНОВЕШИВАЮЩИХ ВАЛОВ Российский патент 2010 года по МПК F16F15/26 F02F7/00 

Настоящее изобретение относится к устройству для размещения уравновешивающих валов, которое предназначено для использования в двигателе автомобиля.

Известен метод использования уравновешивающих валов как один из методов для гашения вибраций поршневого двигателя (в дальнейшем называемого просто двигателем).

Кроме того, известно также устройство, в котором уравновешивающие валы находятся в масляном поддоне, который расположен в нижней части двигателя (см., например, JP 2005-36872 А).

Однако когда уравновешивающие валы расположены в масляном поддоне, возникает ситуация, в которой уравновешивающие валы взбалтывают масло в масляном поддоне. При этом может возникать ситуация, когда происходит эффект образования воздушных пузырьков в масле (так называемой аэрации) или потеря крутящего момента двигателя.

В методе, предложенном в JP 2005-36872 А и проиллюстрированном на фиг.4 этой публикации, раскрыто устройство, в котором оси балансира (уравновешивающие валы) (44, 45) размещаются в верхнем корпусе (42) и нижнем корпусе (43).

В соответствии с методом, предложенным в JP 2005-36872 А, в верхнем и нижнем корпусах (42, 43) образовано множество отверстий (численность которых не сообщается). То есть верхний и нижний корпуса (42,43) не уплотнены герметично.

Вследствие этого в методе, предложенном в JP 2005-36872 А, хотя оси балансира (44, 45) размещены в верхнем и нижнем корпусах (42, 43), масло затекает во внутреннюю часть верхнего и нижнего корпусов (42, 43) и по-прежнему взбалтывается осями балансира (44, 45), что вызывает проблему аэрации масла или потери крутящего момента.

Кроме того, использование уравновешивающих валов обычно увеличивает размеры двигателя. Следует отметить, что в методе, предложенном в JP 2005-36872 А, хотя считается, что двигатель имеет малые размеры в известной степени благодаря размещению осей балансира (44, 45) в масляном поддоне, тем не менее, существуют потребности в двигателях меньших размеров.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание устройства для размещения уравновешивающих валов, которое может обеспечить создание двигателя малого размера, одновременно устраняя возможность аэрации масла и потери крутящего момента.

Для достижения поставленной цели в соответствии с настоящим изобретением создано устройство для размещения уравновешивающих валов, содержащее пару уравновешивающих валов, расположенных в масляном поддоне, прикрепленном к нижнему концу двигателя, и корпус, выполненный с возможностью размещения уравновешивающих валов в масляном поддоне, при этом верхний конец корпуса проходит вверх дальше, чем нижний конец двигателя, и отверстие выполнено непрерывно для прохождения через обе оси вращения пары уравновешивающих валов в верхней поверхности корпуса.

Предпочтительно края отверстия по существу равны по высоте верхним концам наиболее удаленных от центра траекторий вращения уравновешивающих валов.

Предпочтительно края отверстия смещены дальше внутрь по направлению к центру корпуса, чем боковые края корпуса, соответственно.

Предпочтительно корпус содержит боковые стенки, которые выполнены криволинейными таким образом, чтобы соответствовать наиболее удаленным от центра траекториям вращения уравновешивающих валов.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит цапфу, проходящую в направлении, которое пересекает обе оси вращения уравновешивающих валов под прямыми углами, в корпусе, и поддерживающую с возможностью вращения уравновешивающие валы, причем отверстие разделено на, по меньшей мере, два участка посредством цапфы.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе, если смотреть снизу, примера общей конфигурации устройства для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - вид спереди примера устройства для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть в направлении, показанном стрелкой II на фиг.1;

Фиг.3 - вид в перспективе, если смотреть сверху, примера общей конфигурации устройства для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - вид сверху примера общей конфигурации устройства для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.5 - вида в разрезе по линии V-V с фиг.4 примера устройства для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Далее устройство для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения будет описано со ссылкой на чертежи.

Как показано на фиг.1, автомобильный двигатель 10 содержит головку 11 блока цилиндров и блок 12 цилиндров. Масляный поддон 14, как показано на фиг.2, расположен в нижнем конце 13 блока 12 цилиндров.

Кроме того, в масляном поддоне 14 расположен балансировочный узел 15 для уменьшения вибрации двигателя 10.

Кроме того, как показано на фиг.3 и 4, балансировочный узел 15 включает в себя ведущий вал 16, ведомый вал 17 и корпус 19. Следует, что ведущий вал 16 и ведомый вал 17 являются так называемыми уравновешивающими валами.

Звездочка, не показанная на чертежах, расположена в переднем конце 25 ведущего вала 16 и механически соединена с коленчатым валом (не показан на чертежах) двигателя 10 посредством цепи, которая не показана.

Кроме того, ведущая шестерня 26 расположена на ведущем валу 16, и ведомая шестерня 27 расположена на ведомом валу 17. Ведущая шестерня 26 и ведомая шестерня 27 находятся в зацеплении друг с другом, так что вращение ведущего вала передается ведомому валу 17.

На ведущем валу 16 расположены груз 21 балансира А и груз 22 балансира В.

С другой стороны, ведомый вал 17 имеет длину, которая меньше длины ведущего вала 16, и на ведомом валу 17 расположены груз 23 балансира С и груз 24 балансира D.

Как показано на фиг.5, груз 21 балансира А и груз 22 балансира В имеют по существу полукруглое поперечное сечение и центр тяжести G₂₁ груза 21 балансира А и центр тяжести G₂₂ груза 22 балансира В смещены относительно оси вращения С₁₆ ведущего вала 16.

Подобным образом груз 23 балансира С и груз 24 балансира D имеют по существу полукруглое поперечное сечение и центр тяжести G₂₃ груза 23 балансира С и центр тяжести G₂₄ груза 24 балансира D смещены относительно оси вращения С₁₇ ведомого вала 17.

Корпус 19 включает в себя верхний корпус 28 и нижний корпус 29, причем верхний корпус 28 и нижний корпус 29 соединены вместе при помощи крепежных болтов 31.

Кроме того, как показано на фиг.4, отверстия под крепежные болты 32 образованы в верхнем корпусе 28.

Затем, хотя это не показано на чертежах, крепежные болты пропускаются через данные отверстия 32 под крепежные болты, посредством чего верхний корпус 28 прикрепляется к блоку 12 цилиндров снизу при помощи крепежных болтов.

Как показано на фиг.1, в нижнем корпусе 29 расположены нижняя передняя ведущая цапфа 33, нижняя промежуточная ведущая цапфа 34 и нижняя задняя ведущая цапфа 35, а также нижняя передняя ведомая цапфа 36 и нижняя задняя ведомая цапфа 37. Все пять цапф 33-37 проходят в направлении, которое пересекает ось вращения С₁₆ ведущего вала 16 и ось вращения С₁₇ ведомого вала 17 под прямыми углами.

Нижней передней ведущей цапфой 33 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится около передней концевой части 25 снизу.

Нижней промежуточной ведущей цапфой 34 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится около груза 21 балансира А между передней концевой частью 25 и грузом 21 балансира А ведущего вала 16 снизу.

Нижней задней ведущей цапфой 35 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится между грузом 21 балансира А и грузом 22 балансира В снизу.

Кроме того, нижней передней ведомой цапфой 36 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведомого вала 17, который находится около груза 23 балансира С между передней концевой частью 38 и грузом 23 балансира С снизу.

Нижней задней ведомой цапфой 37 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведомого вала 17, который находится между грузом 23 балансира С и грузом 24 балансира D снизу.

С другой стороны, как показано на фиг.4, в верхнем корпусе 28 расположены верхняя передняя ведущая цапфа 41, верхняя промежуточная ведущая цапфа 42 и верхняя задняя ведущая цапфа 43, каждая из которых проходит в направлении, которое пересекает ось вращения С₁₆ ведущего вала 16 под прямыми углами, а также верхняя передняя ведомая цапфа 44 и верхняя задняя ведомая цапфа 45. Следует отметить, что все пять цапф 41-45, расположенные в верхнем корпусе 28, проходят в направлении, которое пересекает ось вращения С₁₆ ведущего вала 16 и ось вращения С₁₇ ведомого вала 17 под прямыми углами.

Верхней передней ведущей цапфой 41 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится около передней концевой части 25 сверху в положении напротив нижней передней ведущей цапфы 33.

Верхней промежуточной ведущей цапфой 42 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится около груза 21 балансира А между передней концевой частью 25 и грузом 21 балансира А ведущего вала 16 сверху в положении напротив нижней промежуточной ведущей цапфы 34.

Верхней задней ведущей цапфой 43 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведущего вала 16, который находится между грузом 21 балансира А и грузом 22 балансира В сверху в положении напротив нижней задней ведущей цапфы 35.

Кроме того, верхней передней ведомой цапфой 44 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведомого вала 17, который находится около груза 23 балансира С между передней концевой частью 38 и грузом 23 балансира С сверху в положении напротив нижней передней ведомой цапфы 36.

Верхней задней ведомой цапфой 45 является подшипник, который поддерживает с возможностью вращения участок ведомого вала 17, который находится между грузом 23 балансира С и грузом 24 балансира D сверху в положении напротив нижней задней ведомой цапфы 37.

Кроме того, как показано на фиг.4, в верхней поверхности верхнего корпуса 28 образовано отверстие 53.

Отверстием 53 является отверстие, которое проходит непрерывно как через ось вращения С₁₆ ведущего вала 16, так и через ось вращения С₁₇ ведомого вала 17, и образовано для выпуска масла, которое проникает во внутреннюю часть корпуса 19 для распыления.

Кроме того, отверстие 53 разделено на первый участок 51 и второй участок 52 посредством верхней задней ведущей цапфы 43 и верхней задней ведомой цапфы 45.

Первый участок 51 отверстия 53 выполнен в прямоугольной форме над грузом 21 балансира А и грузом 23 балансира С.

Второй участок 52 отверстия 53 выполнен в прямоугольной форме над грузом 22 балансира В и грузом 24 балансира D.

Следовательно, масло выпускается из внутренней части корпуса 19 через первый участок 51 отверстия 53 в соответствии с вращением груза 21 балансира А и груза 23 балансира С, и масло выпускается из внутренней части корпуса 19 через второй участок 52 отверстия 53 в соответствии с вращением груза 22 балансира В и груза 24 балансира D.

Кроме того, если смотреть сверху, то есть в положении, показанном на фиг.4, один край 54 отверстия 53 смещен дополнительно внутрь по направлению к центру корпуса 19 на заданное расстояние L по сравнению с одной краевой частью 55 корпуса 19, и другой край 56 отверстия 53 смещен дополнительно внутрь по направлению к центру корпуса 19 на заданное расстояние L по сравнению с другой краевой частью 57 корпуса 19.

Кроме того, как показано на фиг.5, оба края 54, 56 отверстия 53 по существу равны по высоте верхнему концу наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₆ ведущего вала 16 и верхнему концу наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₇ ведомого вала 17.

Кроме того, верхняя поверхность верхнего корпуса 28 выполнена по существу плоской.

Как показано на фиг.5, верхний корпус 28 содержит боковые стенки 46, 47, каждая из которых выполнена криволинейной таким образом, чтобы соответствовать наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₆ ведущего вала 16 и наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₇ ведомого вала 17.

Кроме того, как показано на фиг.2, верхняя концевая часть верхнего корпуса 28 проходит вверх дальше, чем нижняя концевая часть 13 блока 12 цилиндров.

Рабочее отверстие 58 ведущего вала и рабочее отверстие 59 ведомого вала открыты в задней стенке 48 балансировочного узла 15, которая включает в себя заднюю стенку 48А верхнего корпуса 28 и заднюю стенку 48 В нижнего корпуса 29. Рабочее отверстие 58 ведущего вала и рабочее отверстие 59 ведомого вала выполнены таким образом, что они сообщаются друг с другом.

Кроме того, посредством рабочего отверстия 58 ведущего вала и рабочего отверстия 59 ведомого вала рабочий-механик имеет возможность проводить работы по техническому обслуживанию на ведущем валу 16 и ведомом валу 17 через рабочее отверстие 58 ведущего вала и рабочее отверстие 59 ведомого вала, не удаляя балансировочный узел 25 с двигателя 10.

Следует отметить, что ребро на нижнем корпусе 29 может быть выполнено таким образом, чтобы оно проходило параллельно оси вращения С₁₆ ведущего вала 16 и оси вращения С₁₇ ведомого вала 17. Посредством такого выполнения ребра можно дополнительно повысить жесткость нижнего корпуса 29.

Благодаря тому, что устройство для размещения уравновешивающих валов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения сконфигурировано так, как описано выше, будут обеспечены следующие функции и преимущества.

Как показано на фиг.2, поскольку балансировочный узел 15 расположен таким образом, что верхняя концевая часть верхнего корпуса 28 проходит вверх дальше, чем нижняя концевая часть 13 двигателя 10, может быть обеспечено относительно большое расстояние между отверстием 53, рабочим отверстием 58 ведущего вала и рабочим отверстием 59 ведомого вала и маслом в масляном поддоне 14, посредством чего затрудняется протекание масла во внутреннюю часть корпуса 19. Кроме того, в результате размещения балансировочного узла 15 в верхнем положении, которое выше, чем в уже известных устройствах, может быть уменьшена высота двигателя 10.

Кроме того, как показано на фиг.4, поскольку отверстие 53, которое образовано в верхнем корпусе 28, выполнено как отверстие, которое проходит непрерывно через обе оси вращения С₁₆, С₁₇ уравновешивающих валов 16, 17, масло, которое проникло во внутреннюю часть корпуса 19, может быть быстро выпущено из внутренней части корпуса 19, что позволяет предотвратить возникновение ситуации, в которой масло продолжает взбалтываться в корпусе 19.

Следовательно, устройство для размещения уравновешивающих валов настоящего изобретения может обеспечить уменьшение размеров двигателя 10, одновременно предотвращая аэрацию масла и устраняя потерю крутящего момента двигателя 10.

Кроме того, посредством выполнения одного края 54 отверстия 53 таким образом, чтобы по высоте он был по существу равен верхнему концу наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₆ ведущего вала 16, может быть предотвращено увеличение размеров двигателя 10 и одновременно обеспечена возможность выпуска масла в корпусе 19 с высокой эффективностью.

Кроме того, как показано на фиг.4, поскольку один край 54 отверстия 53 выполнен таким образом, что он дополнительно смещен внутрь по направлению к центру корпуса 19 на заданное расстояние L по сравнению с одной краевой частью 55 корпуса, и другой край 56 отверстия 53 выполнен таким образом, что он дополнительно смещен внутрь по направлению к центру корпуса 19 на заданное расстояние L по сравнению с другой краевой частью корпуса 19, протекание масла во внутреннюю часть корпуса 19 с боковых сторон корпуса 19 может быть предотвращено.

Кроме того, как показано на фиг.5, на корпусе 19 имеется боковая стенка 46, которая выполнена криволинейной таким образом, чтобы соответствовать наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₆ ведущего вала 16, и на корпусе также образована боковая стенка 47, которая выполнена криволинейной таким образом, чтобы соответствовать наиболее удаленной от центра траектории вращения D₁₇ ведомого вала 17. Следовательно, предотвращая увеличение размеров корпуса 19, можно предотвратить слишком большое расширение отверстия 53, для того чтобы предотвратить протекание масла во внутреннюю часть корпуса 19.

Кроме того, поскольку посредством верхней задней ведущей цапфы 43 и верхней задней ведомой цапфы 45 отверстие 53 разделено на первый участок 51 и второй участок 52, может быть устранено снижение жесткости корпуса 19.

Кроме того, груз 21 балансира А и груз 23 балансира С, которые расположены под первым участком 51, и груз 22 балансира В и груз 24 балансира D, которые расположены под вторым участком 52, как показано на фиг.5, каждый выполнен таким образом, что имеет по существу полукруглое поперечное сечение, и масло в корпусе 19 может быть выпущено из корпуса 19 наружу через первый участок 51 и второй участок 52 посредством вращения груза 23 балансира С и груза 24 балансира D.

К тому же посредством образования первого участка 51 и второго участка 52 отверстия 53, что в значительной степени способствует обеспечению выпуска масла из внутренней части корпуса 19, можно попытаться повысить жесткость корпуса 19 посредством верхней задней ведущей цапфы 43 и верхней задней ведомой цапфы 45.

А именно, участок ведущего вала 16, который поддерживается посредством верхней задней ведущей цапфы 43, и участок ведомого вала 17, который поддерживается посредством верхней задней ведомой цапфы 45, каждый выполнен по существу в форме правильного круга, поэтому их влияние на выпуск масла в корпусе 19 относительно мало. Поэтому даже если участки отверстия 53, которые оказывают меньшее влияние на выпуск масла, перекрыты ограниченным способом, перекрытие данных участков не прерывает выпуска масла из внутренней части корпуса 19.

Кроме того, как показано на фиг.5, поскольку верхняя поверхность верхнего корпуса 28 выполнена по существу плоской, расстояние до нижней части 14А масляного поддона 14 может быть обеспечено в значительной степени, когда балансировочный узел 15 прикреплен к блоку 12 цилиндров двигателя 10. Следовательно, может быть обеспечено устранение протекания масла во внутреннюю часть корпуса 19.

Таким образом, несмотря на описанный выше вариант осуществления настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления и, следовательно, при осуществлении возможны различные изменения или модификации без отхода от сущности и объема формулы изобретения.

Изобретение предназначено для использования в двигателе автомобиля. Устройство содержит пару уравновешивающих валов, расположенных в масляном поддоне, прикрепленном к нижнему концу двигателя. Корпус выполнен с возможностью размещения уравновешивающих валов в масляном поддоне и содержит верхний и нижний корпус. Цапфы верхней и нижней сторон проходят в направлении, которое пересекает обе оси вращения уравновешивающих валов под прямыми углами. Верхний конец верхнего корпуса проходит вверх дальше, чем нижний конец двигателя. Отверстие в верхней поверхности верхнего корпуса выполнено непрерывно для прохождения через обе оси вращения пары уравновешивающих валов. Отверстие разделено на два участка посредством цапфы верхней стороны. Пара уравновешивающих валов имеет первый и второй грузы балансира. Цапфы верхней и нижней сторон поддерживают уравновешивающие валы между первым и вторым грузом балансира. Достигается уменьшение размеров двигателя, устранение возможности аэрации масла и потери крутящего момента. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для размещения уравновешивающих валов, содержащее пару уравновешивающих валов, расположенных в масляном поддоне, прикрепленном к нижнему концу двигателя, корпус, выполненный с возможностью размещения уравновешивающих валов в масляном поддоне и содержащий верхний корпус и нижний корпус, и цапфу верхней стороны и цапфу нижней стороны, проходящие в направлении, которое пересекает обе оси вращения уравновешивающих валов под прямыми углами, в корпусе, соответственно, причем цапфа верхней стороны поддерживает с возможностью вращения уравновешивающие валы сверху, а цапфа нижней стороны поддерживает с возможностью вращения уравновешивающие валы снизу, отличающееся тем, что верхний конец верхнего корпуса проходит вверх дальше, чем нижний конец двигателя, отверстие в верхней поверхности верхнего корпуса выполнено непрерывно для прохождения через обе оси вращения пары уравновешивающих валов, отверстие разделено на, по меньшей мере, два участка посредством цапфы верхней стороны, пара уравновешивающих валов имеет первый груз балансира и второй груз балансира, и цапфа верхней стороны и цапфа нижней стороны поддерживают уравновешивающие валы между первым грузом балансира и вторым грузом балансира.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что края отверстия по существу равны по высоте верхним концам наиболее удаленных от центра траекторий вращения уравновешивающих валов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что края отверстия смещены дальше внутрь по направлению к центру корпуса, чем боковые края корпуса, соответственно.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что края отверстия смещены дальше внутрь по направлению к центру корпуса, чем боковые края корпуса, соответственно.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что корпус содержит боковые стенки, которые выполнены криволинейными таким образом, чтобы соответствовать наиболее удаленным от центра траекториям вращения уравновешивающих валов.