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一种柴油机曲柄惯量柔性平衡装置及其设计方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-27 10:47:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2023-09-27 10:47:03

一种柴油机曲柄惯量柔性平衡装置及其设计方法,所述装置包括曲臂和平衡块,其中曲臂垂直主轴颈轴线的纵截面的下端设有倒“凸”字形的凸台,凸台的两侧分别设有安装限位销的螺纹孔,凸台的端面上设有2个定位螺纹孔;平衡块的纵截面为倒扇形结构,平衡块的上端设有U型槽,U型槽两侧对称分别设有长圆孔,平衡块的下端扇形圆弧面上对应曲臂凸台端面的螺纹孔开有带沉孔的2个通孔,通过套装有弹性元件的定位螺钉与曲臂相连接。本发明由于离心惯性力和一阶往复惯性力得到平衡,改善了曲轴主轴承的负荷分布,利于油膜形成和轴承的润滑,提高了轴承和曲轴的寿命。结构简单,成本低,易维护,减轻了曲轴整体重量,降低了柴油机机体加工和装配的难度。

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题和不足,提供一种结构简单、平衡效果好、适用于中高速柴油机的一种曲柄惯量柔性平衡装置及其设计方法。为了达到上述目的,本发明实现目的所采取的技术方案是:一种柴油机曲柄惯量柔性平衡装置,包括相连接的曲臂1和平衡块2,其特征是,所述曲臂1垂直主轴颈6轴线的纵截面的下端设有倒“凸”字形的凸台,凸台的两侧分别开设有安装限位销5的限位销螺纹孔101,凸台的端面上开设有2个定位螺钉螺纹孔102;所述平衡块2的纵截面为倒扇形结构,平衡块2的上端开设有与所述曲臂1下端设有的倒凸台相配合的U型槽202,U型槽202两侧对称分别开设有与限位销5相配合的长圆孔201,平衡块2的下端扇形圆弧面上对应曲臂1凸台端面设有的定位螺钉螺纹孔102开设有带沉孔204的2个通孔203,通过套装有弹性元件3的定位螺钉4与所述曲臂1凸台端面设有的定位螺钉螺纹孔102相连接。

柴油机在高速旋转过程中,曲柄销和连杆大头将产生较大的离心惯性力,同时活塞组和连杆小头的往复运动会产生较大的往复惯性力。为平衡上述惯性力,使柴油机曲轴运转更为稳定,一般是在曲柄销曲臂的另一端安装平衡块,凭借平衡块旋转过程中产生的反向离心惯性力与曲柄销和连杆大头产生的离心惯性力相互抵消。对于活塞组和连杆小头产生的一阶往复惯性力,一般采用再增加质量块或者在柴油机内部增设平衡轴的方法来达到平衡效果。

目前公知技术存在如下缺陷:(1)平衡离心惯性力和一阶往复惯性力所需配置的平衡块质量大,增大了主轴承的负荷,不利于油膜产生,润滑条件变差,降低了曲轴寿命。(2)采用平衡轴来进行平衡将大大增加柴油机结构的复杂性,增大柴油机的制造和装配成本。因此,发明一种结构简单可靠,又能自动实现柔性平衡作用的平衡块对提高和改善曲轴主轴承负荷分布、寿命以及运行稳定性都具有重要意义。

此技术是江苏科技大学张建研发,培养高等学历人才,促进科学技术发展。机械制造、焊接、船舶与海洋工程结构力学、轮机工程学科研究生学历教育船舶专业学科、应用物理学、生物技术、统计学、高分子材料工程、焊接技术与工程、机械电子工程、测控技术与仪器、财务管理、物流管理、公共事业管理本科学历教育相关科学研究、科技服务

本发明与现有技术相比较所具有的优点和有益效果:

1、本发明采用平衡块随着曲轴一起旋转,在自身离心力作用下产生径向方向上的位移,从而增大离心惯性力,平衡了曲柄销和连杆大头离心惯性力,同时平衡一部分活塞组和连杆小头产生一阶的往复惯性力。

2、本发明由于离心惯性力和一阶往复惯性力得到平衡,大大改善了曲轴主轴承的负荷分布,有利于油膜的形成,保证轴承有良好的润滑条件,提高了轴承和曲轴的寿命。

3、本发明结构简单,成本低,容易维护,减轻了曲轴整体重量,降低了柴油机机体加工和装配的难度。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。