平衡裝置和活塞發(fā)動的制造方法
【專利摘要】用于活塞發(fā)動機的平衡裝置包括：可旋轉(zhuǎn)的平衡塊(1)；傳動帶輪(3)，該傳動帶輪可以被布置成與該發(fā)動機的曲軸以力傳遞的方式相連；有齒帶(2)，該有齒帶用于將傳動帶輪(3)的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給平衡塊(1)；以及帶張緊機構(gòu)(6)。平衡塊(1)設(shè)置有可以與有齒帶(2)嚙合的有齒周面。
【專利說明】平衡裝置和活塞發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于活塞發(fā)動機的平衡裝置。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)其他獨立權(quán)利要求的前序部分的活塞發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]因為由于活塞發(fā)動機的循環(huán)過程和構(gòu)造，發(fā)動機的運轉(zhuǎn)操作會引發(fā)產(chǎn)生周期力，該周期力可以被分為慣性力和氣體力。氣體力是由燃燒所產(chǎn)生的，慣性力是由發(fā)動機部件的旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動而所產(chǎn)生的。不平衡力產(chǎn)生振動，因此大部分活塞發(fā)動機設(shè)置有不同的平衡裝置。對平衡裝置的需求主要取決于發(fā)動機的氣缸結(jié)構(gòu)。一些力可以通過附接至曲軸的簡單的配重裝置來進(jìn)行平衡，但是一些力和轉(zhuǎn)矩需要通過由曲軸驅(qū)動的獨立的平衡桿或平衡塊來獲得平衡。問題是平衡裝置通常會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且對力和轉(zhuǎn)矩的平衡需求取決于其應(yīng)用。例如，就發(fā)電廠發(fā)動機而言，如果可以減少系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性的話，更高的振動量可以被容許。另一方面，就游輪而言，乘客的舒適感非常重要，因此針對力的平衡設(shè)定了更高的要求。因而需要一種可以適應(yīng)現(xiàn)有發(fā)動機的簡單的平衡裝置，用于提供額外的舒適感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的用于活塞發(fā)動機的平衡裝置。權(quán)利要求1的特征部分提供了根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征特性。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種改進(jìn)的活塞發(fā)動機，該活塞發(fā)動機的特點通過其他獨立權(quán)利要求的特征部分來提供。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置包括:可旋轉(zhuǎn)的平衡塊；傳動帶輪，該傳動帶輪可以被布置成與發(fā)動機的曲軸以力傳遞的方式相連；有齒帶，該有齒帶用于將傳動帶輪的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給平衡塊；以及帶張緊機構(gòu)。平衡塊設(shè)置有可以與有齒帶嚙合的有齒周面。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的活塞發(fā)動機包括:驅(qū)動齒輪，該驅(qū)動齒輪附接至該發(fā)動機的曲軸的自由端；齒輪，該齒輪設(shè)置在軸的第一端部處并且由驅(qū)動齒輪來驅(qū)動；傳動帶輪，該傳動帶輪布置在軸的第二端部處；可旋轉(zhuǎn)的平衡塊；有齒帶，該有齒帶用于將傳動帶輪的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給平衡塊；以及帶張緊機構(gòu)。平衡塊設(shè)置有與有齒帶嚙合的有齒周面。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置是簡單且重量輕的，并且甚至僅需小的改裝就能被組裝到許多現(xiàn)有發(fā)動機上。平衡裝置的維修需求是最小的。由于帶被用于驅(qū)動平衡塊，所以因質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生的交替的力和轉(zhuǎn)矩不像齒輪傳動情況那樣被直接傳遞到驅(qū)動齒輪。力和轉(zhuǎn)矩被帶抑制，因此減少了該傳動齒輪的磨損。平衡裝置的部件可以被容易地接觸以進(jìn)行維修。由于平衡塊直接由有齒帶驅(qū)動，因此該裝置是非常緊湊的。
[0007]該平衡裝置可以設(shè)置有用于監(jiān)測平衡塊的轉(zhuǎn)速和/或平衡塊的軸承溫度的機構(gòu)，以確保該平衡裝置正常工作。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該平衡裝置設(shè)置有自支撐式框架，平衡塊和傳動帶輪的軸可以附接在該框架上。該自支撐式框架使得該平衡裝置能夠具有模塊化的結(jié)構(gòu)，并且易于將該平衡裝置安裝到現(xiàn)有發(fā)動機上。
[0009]本發(fā)明其他有益的實施方式在從屬權(quán)利要求中公開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的與發(fā)動機的曲軸相連的平衡裝置。
[0011]圖2示出了圖1的平衡裝置的放大視圖。
[0012]圖3示出了該平衡裝置的分解圖。
[0013]圖4示出了該裝置的剖視圖。

【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在參照對應(yīng)的附圖來更具體地描述本發(fā)明的實施方式。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動機是中速大型內(nèi)燃機，例如船舶的主發(fā)動機或輔助發(fā)動機，或者是用于發(fā)電的發(fā)電廠中使用的發(fā)動機。本發(fā)明尤其適用于那些在需要有效減振的應(yīng)用中所使用的發(fā)動機。發(fā)動機的平衡系統(tǒng)可以包括若干個不同的平衡裝置。例如，飛輪可以是非對稱的，曲軸減振器可以設(shè)置有附加的重量。該平衡系統(tǒng)還可以設(shè)置有與曲軸相比朝向相反方向旋轉(zhuǎn)的不平衡塊。因此，根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置可以在發(fā)動機的標(biāo)準(zhǔn)平衡系統(tǒng)不夠用的應(yīng)用情況下用于提供附加的平衡。一個具體的應(yīng)用是游輪的發(fā)動機，這是因為其對于舒適度要求非常高。圖1示出了活塞發(fā)動機17的平衡系統(tǒng)的一個示例。位于曲軸18端部處的飛輪19設(shè)置有孔20，這使得飛輪19不對稱。該曲軸18還設(shè)置有齒輪21，該齒輪驅(qū)動朝向相反方向旋轉(zhuǎn)的平衡齒輪22。根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置位于發(fā)動機17的自由端。
[0016]圖2示出了圖1中的平衡裝置的放大視圖。在圖3和圖4中可以看到更多細(xì)節(jié)。該平衡裝置包括可旋轉(zhuǎn)的平衡塊I。該平衡塊I是布置在發(fā)動機17的自由端處的非對稱式飛輪。在這些附圖的實施方式中，平衡塊I在該平衡塊I的一側(cè)設(shè)置有用于減少質(zhì)量的孔la，并且在該平衡塊I的相對側(cè)設(shè)置有附加重量lb。所需的不平衡取決于發(fā)動機和該平衡系統(tǒng)其他部件的性能。該平衡塊通過帶2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。帶2為有齒帶，其設(shè)置有用于使平衡塊I相對于發(fā)動機17的曲軸18保持正確角度位置的齒2a。市售工業(yè)正時帶可用于驅(qū)動平衡塊I。帶2與平衡塊I的外周面直接接觸。因此，平衡塊I的外周面Id設(shè)置有與有齒帶2的齒2a相嚙合的齒lc。由于平衡塊I由帶2直接驅(qū)動，因此該裝置是緊湊的。
[0017]為了驅(qū)動帶2，該裝置設(shè)置有布置在軸9的第一端部處的齒輪4。該齒輪4通過與發(fā)動機17的曲軸18相連的驅(qū)動齒輪5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩借助摩擦環(huán)8a從齒輪4傳遞到軸
9。軸9的第二端部設(shè)置有傳動帶輪3。與從齒輪4傳遞到軸9的方式一樣，轉(zhuǎn)矩經(jīng)由類似的摩擦環(huán)8b從軸9傳遞到傳動帶輪3。軸9由多個自潤滑式球軸承IlaUlb支承，這些軸承設(shè)置有一體式密封件。這有助于增加該平衡裝置的維修周期。平衡塊I由軸15上的類似的軸承14支承。平衡塊I不直接安裝在軸承14上，而是在軸承14和平衡塊I之間存在安裝套筒16。該安裝套筒16提高了該平衡裝置的可維護性，這是因為該平衡塊I可以易于移除，從而可以較容易地更換軸承14。此外，通過更換平衡塊I來調(diào)節(jié)系統(tǒng)也更加容易。平衡塊I的軸15附接至平衡裝置的框架10。平衡裝置的齒輪比被選擇為使得平衡塊I的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相等。然而，由于存在齒輪4、5，旋轉(zhuǎn)方向相反。帶2被張緊機構(gòu)6張緊。張緊機構(gòu)6包括將帶2推動成抵靠平衡塊I和傳動帶輪3的輥子6a。張緊機構(gòu)6可以手動調(diào)節(jié)或自動調(diào)節(jié)。
[0018]平衡裝置包括框架10，平衡裝置的其他部件可以附接至該框架?？蚣?0是自支撐板，其使得該平衡裝置能夠具有模塊化的結(jié)構(gòu)。因此，該裝置能夠易于組裝。平衡塊I的軸15設(shè)置有法蘭15a，該法蘭用于將軸15附接至框架10。傳動帶輪3的軸9與軸承IlaUlb一起布置在殼體23中，該殼體設(shè)置有用于將殼體23附接至框架10的法蘭23a?？蚣?0被套環(huán)1a環(huán)繞，該套環(huán)覆蓋平衡裝置的旋轉(zhuǎn)部件并防止發(fā)動機操作人員受傷。套環(huán)1a設(shè)置有用于通風(fēng)的一或多個開口 10b。蓋板7與平衡裝置的框架10方向相反地附接至套環(huán)10a。而且，蓋板7設(shè)置有用于通風(fēng)的一或多個開口 7a。一種適于蓋板7的材料例如是金屬片。
[0019]為了監(jiān)測該平衡裝置的狀態(tài)和工作，該裝置設(shè)置有熱電偶13或其他用于監(jiān)測平衡塊I的軸承14的溫度的機構(gòu)。該平衡裝置還設(shè)置有速度傳感器12，用于監(jiān)測平衡塊I的速度，并且使得可以對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和平衡塊I的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，以便確保有齒帶2正常工作。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置簡單并且重量輕，并且甚至可以僅通過較小的改動就被組裝在許多現(xiàn)有的發(fā)動機上。平衡裝置的維修需求是最低的。由于用于驅(qū)動平衡塊I的彈性帶2，交替的轉(zhuǎn)矩和振動不被傳遞到驅(qū)動齒輪上，并且齒輪的磨損可忽略不計。當(dāng)需要對該平衡裝置進(jìn)行維護時，可以容易地接觸到帶2和軸承，并進(jìn)行更換。
[0021]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明不局限于上述實施方式，而可以在附帶的權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用于活塞發(fā)動機(17)的平衡裝置，該平衡裝置包括:可旋轉(zhuǎn)的平衡塊(I) ?’傳動帶輪(3)，該傳動帶輪(3)能被布置成與所述發(fā)動機(17)的曲軸(18)以力傳遞的方式相連；有齒帶(2)，該有齒帶用于將所述傳動帶輪(3)的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給所述平衡塊(I);以及帶張緊機構(gòu)￠)，所述平衡塊(I)設(shè)置有能與所述有齒帶(2)嚙合的有齒周面(Id)，其特征在于，所述平衡裝置設(shè)置有自支撐式框架(10)，所述平衡塊(I)和所述傳動帶輪(3)的軸(9)能被附接到該自支撐式框架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)置有用于監(jiān)測所述平衡塊(I)的轉(zhuǎn)速的機構(gòu)(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)置有用于監(jiān)測所述平衡塊(I)的軸承(14)的溫度的機構(gòu)(13)。
4.一種活塞發(fā)動機(17)，該活塞發(fā)動機包括:驅(qū)動齒輪(5)，該驅(qū)動齒輪附接至所述發(fā)動機(17)的曲軸(18)的自由端；齒輪(4)，該齒輪布置在軸(9)的第一端部處并且由所述驅(qū)動齒輪(5)來驅(qū)動；傳動帶輪(3)，該傳動帶輪布置在所述軸(9)的第二端部處；可旋轉(zhuǎn)的平衡塊(I);有齒帶(2)，該有齒帶用于將所述傳動帶輪(3)的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給所述平衡塊(I);以及帶張緊機構(gòu)￠)，所述平衡塊(I)設(shè)置有與所述有齒帶(2)嚙合的有齒周面(Id)，其特征在于，所述平衡塊(I)和所述傳動帶輪(3)的所述軸(9)被附接到自支撐式框架(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(17)，其特征在于，所述軸(9)由自潤滑式球軸承(Ila7Ilb)支承。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)動機(17)，其特征在于，所述平衡塊(I)由自潤滑式球軸承(14)支承。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(17)，其特征在于，所述發(fā)動機(17)設(shè)置有用于監(jiān)測所述平衡塊(I)的所述軸承(14)的溫度的機構(gòu)(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的發(fā)動機(17)，其特征在于，所述發(fā)動機(17)設(shè)置有用于監(jiān)測所述平衡塊(I)的轉(zhuǎn)速的機構(gòu)(12)。
【文檔編號】F02F7/00GK104204489SQ201380018219
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】L·甘比尼, S·蓋蒂 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司