用于內(nèi)燃發(fā)動機的搖錘曲軸組件和搖錘組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開的發(fā)明構思總的來說涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的搖錘曲軸。更具體地，本公開的發(fā)明構思涉及形成在搖錘支架組件中的腎形滾動銷軌道。
【背景技術】
[0002]關于改進燃油經(jīng)濟性的需求，具有相對少量的汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機為汽車制造商提供了誘人的解決方案。為了補償立方容積的減少，車輛制造者發(fā)展技術來提高發(fā)動機功率，例如直接燃油噴射、渦輪增壓和用于進氣和排氣凸輪軸的可變正時。通過這種方法，六缸和八缸發(fā)動機可以按比例縮小而不損失可用馬力。
[0003]具有少量汽缸的發(fā)動機的令人不滿意的后果是高曲軸扭轉振動和由外力引起的高發(fā)動機缸體振動，該外力諸如不可消除的發(fā)動機一階力和二階力。這些振動通過發(fā)動機架最終傳遞至車輛結構上。
[0004]工程師通過多種方法將這些振動控制在一個范圍或另一個范圍內(nèi)，這些方法中的許多增加了制造成本并減小了燃油經(jīng)濟性。一個用于克服過分振動的公認的方案是在曲軸上提供一個或多個搖錘以降低曲軸的扭轉振動和隨之產(chǎn)生的車輛噪音及刺耳聲。這種安裝在曲軸上的搖錘當它們調(diào)整到位時起到減振器的作用并因此減少由振蕩扭矩產(chǎn)生的振動，因此平復曲軸的扭矩輸出。這種方法也被一些飛機活塞發(fā)動機的設計者所采用，其中搖錘平復扭矩輸出并減少曲軸自身內(nèi)部的應力。
[0005]搖錘減振器結合在發(fā)動機曲軸上的例子在授權給該申請的申請人的第4，739，679號美國專利中被提出。根據(jù)在該專利中提出的布置，搖錘包括內(nèi)曲線凸輪從動件表面，該內(nèi)曲線凸輪從動件表面可選擇地接合和脫離固定在搖錘支架上的銷式凸輪。
[0006]曲軸搖錘通過幾對可在相配合的曲線軌道上移動的滾輪與搖錘支架互連。雖然在搖錘與曲軸之間具有多個移動關系的變型，但是在這兩個部件之間包含滾動銷作為接觸點是常見的。
[0007]每個滾動銷需要滾軸可在其中滾動的搖錘滾動銷軌道。公知地，滾動銷軌道具有位于軌道壁和滾動銷之間的很大的間距。當發(fā)動機運轉并且曲軸旋轉時，離心力將搖錘保持在向外的位置。然而，當發(fā)動機關閉并且曲軸停止轉動時，離心運動也停止，而且搖錘不再保持在完全向外的位置，如果搖錘的停止位置是“向上”或是大體位于曲軸中線上方時，搖錘可能會經(jīng)歷由重力引起的下降。如果搖錘在該位置停止，在金屬對金屬的撞擊之前，它的下降距離將超過3.0mm,因此，增加了在發(fā)動機以及因此在車輛中的不期望的噪音、振動和不平順性(NVH)。
[0008]為了補償這種下降，橡膠緩沖器策略性地位于搖錘支架上以抑制金屬對金屬的接觸。這種糾正措施的使用不僅增加制造和材料成本，而且還產(chǎn)生堵塞油路的危險，因為橡膠隨時間產(chǎn)生的退化會產(chǎn)生橡膠顆粒。
[0009]因此，需要采用應用在搖錘曲軸上的新的方法來解決與已知布置相關的問題?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0010]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于，采用一種用于搖錘曲軸的措施來減少搖纏下降引起的金屬撞擊聲首。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的搖錘曲軸組件，包括:
[0012]曲軸；
[0013]附接至曲軸的搖錘支架；
[0014]附件至搖錘支架的搖錘；
[0015]支架和搖錘中的至少一個中形成有腎形軌道，腎形軌道具有壁；
[0016]設置腎形軌道中的滾動銷；以及
[0017]形成在滾動銷和壁之間的小于0.5mm的間隙。
[0018]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架中形成有腎形軌道并且搖錘中形成有腎形軌道。
[0019]根據(jù)本實用新型的一個實施例，形成在搖錘支架中的腎形軌道相對于形成在搖錘中的腎形軌道是顛倒的。
[0020]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架包括凸緣，并且其中，腎形軌道形成在凸緣中。
[0021]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘包括第一半搖錘和第二半搖錘。
[0022]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘的腎形軌道形成在第一半搖錘和第二半搖錘中的每個中。
[0023]根據(jù)本實用新型的一個實施例，還包括兩個滾動銷，并且其中，搖錘支架包括兩個腎形軌道，搖錘包括兩個腎形軌道。
[0024]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種搖錘組件，搖錘組件用于附接至內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸，搖錘組件包括:
[0025]可附接至曲軸的搖錘支架；
[0026]可移動地附接至搖錘支架的搖錘；
[0027]形成在搖錘支架和搖錘中的至少一個中的腎形軌道，腎形軌道具有壁；
[0028]配合在腎形軌道中的滾動銷；以及
[0029]限定在滾動銷和壁之間的小于0.5mm的間隙。
[0030]根據(jù)本實用新型的一個實施例，腎形軌道形成在搖錘支架和搖錘中。
[0031]根據(jù)本實用新型的一個實施例，形成在搖錘支架中的腎形軌道相對于形成在搖錘中的腎形軌道是顛倒的。
[0032]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架具有支架凸緣，并且其中，腎形軌道形成在支架凸緣中。
[0033]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘包括第一半搖錘和第二半搖錘。
[0034]根據(jù)本實用新型的一個實施例，形成在搖錘中的腎形軌道形成在第一半搖錘和第二半搖錘中。
[0035]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架通過兩個相反的緊固件附接至曲軸。
[0036]根據(jù)本實用新型的又一個方面，提供了一種搖錘組件，搖錘組件用于附接至內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸，搖錘組件包括:
[0037]可附接至曲軸的搖錘支架；
[0038]附接至搖錘支架的搖錘，搖錘支架和搖錘各自具有由相反的彎曲的側壁和相反的端壁限定的滾動銷軌道；
[0039]可移動地設置在滾動銷軌道中的滾動銷；以及
[0040]限定在滾動銷和壁之間的小于0.5mm的間隙。
[0041]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架中的滾動銷軌道相對于搖錘中的滾動銷軌道是顛倒的。
[0042]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架具有支架凸緣，并且其中，滾動銷軌道形成在支架凸緣中。
[0043]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘包括第一半搖錘和第二半搖錘。
[0044]根據(jù)本實用新型的一個實施例，形成在搖錘中的滾動銷軌道形成在第一半搖錘和第二半搖錘中。
[0045]根據(jù)本實用新型的一個實施例，搖錘支架通過兩個相反的緊固件附接至曲軸。
[0046]本實用新型的有益效果在于，本公開的發(fā)明構思通過在滾動銷與支架壁和搖錘軌道壁之間提供小于0.5mm的最大的“下降”間隙而克服了用于內(nèi)燃發(fā)動機的已知的搖錘曲軸布置所面臨的挑戰(zhàn)。當發(fā)動機關閉且曲軸的旋轉運動連同作用在搖錘上的離心力停止時，由搖錘停止在它的“向上”的位置時經(jīng)歷的更少量下降導致了 NVH的減少。
[0047]本公開的發(fā)明構思的用于附接至內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸的搖錘組件包括可附接至曲軸的搖錘支架、可移動附接至支架的搖錘、以及滾動銷。搖錘支架和搖錘各自具有形成在其中的滾動銷軌道，滾動銷可移動地配合在滾動銷軌道中。
[0048]滾動銷軌道是腎形的并且因此由相反的彎曲側壁和相反的端壁限定。在運行中的任何給定時間，滾動銷和滾動銷軌道的相反的壁之間的間隙決不會大于0.5_。如果曲軸停止同時搖錘位于它的“向上”位置，導致的結果是搖錘的下降距離限制在0.5mm或者小于0.5mm直到它撞擊到滾動軌道的凹陷并滾動到它的靜止位置。
[0049]搖錘支架具有由其延伸出的凸緣，搖錘附接至該凸緣。搖錘包括第一半搖錘和第二半搖錘，凸緣的兩側各設有一個半搖錘。
[0050]搖錘支架通過一對相反的緊固件附接至曲軸的頰板上。
[0051]當結合附圖考慮時，上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢和特征將容易從如下對優(yōu)選實施例的詳細描述中顯現(xiàn)出來。
【附圖說明】
[0052]為了更全面地理解本實用新型，現(xiàn)在應當參照在附圖中更詳細地示出的和通過本實用新型的實例如下描述的實施例，其中:
[0053]圖1是根據(jù)公開的發(fā)明構思的具有形成在支架中的腎形滾動銷軌道和搖錘的曲軸的立體圖；
[0054]圖2是圖1的曲軸的曲軸頰板的一部分的側視圖，該曲軸附設有支架和搖錘，在該搖錘中形成有腎形滾動銷軌道；
[0055]圖3是沿圖2的線3-3截取的曲軸頰板的一部分及附接的支架和搖錘的截面圖；
[0056]圖4是示出了支架中的腎形滾動銷軌道和搖錘中以一部分虛線示出的腎形滾動銷軌道的特寫側視圖，其中搖錘處于它的居中位置；以及
[0057]圖5是類似于圖4的視圖，其中搖錘處于它的完全向外的中心位置。
【具體實施方式】
[0058]在如下圖中，相同的標號用來指代相同的部件。在如下描述中，針對構造不同的實施例描述了各種操作參數(shù)和部件。這些具體參數(shù)和部件是作為實例被包括進來而不意味著限制。
[0059]參照圖1，用于內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸組件被示出。應當理解，在圖1中總體由10示出的曲軸組件的整個配置僅作為提示性的