[发明专利]曲轴平衡装置及热力学单缸机

说明书

本申请公开了一种曲轴平衡装置及热力学单缸机，解决现有发动机试验系统无法适用于量产机型的技术升级的技术问题。曲轴平衡装置包括曲轴、连杆、功能活塞和平衡活塞，功能活塞装配在缸筒中，进行进气‑压缩‑做功‑排气四冲程运转，实现动力输出。平衡活塞跟随曲轴运转时在对应的缸筒中做往复运动。平衡活塞中设置贯通的通气孔，使得平衡活塞顶面与曲轴箱相通，避免发动机进气及排气冲程产生较大的泵气损失以及机油在活塞顶面堆积。平衡活塞还可成为曲轴的有效配重，使各缸的活塞连杆组件所受惯性力相近，维持曲轴的动平衡。本申请提供的曲轴平衡装置整体可装配在量产多缸机中，无需单独设计完整的发动机系统，即可进行量产机型的技术升级。

技术领域

本申请属于发动机技术领域，尤其涉及一种曲轴平衡装置及热力学单缸机。

背景技术

随着国家排放及油耗的法规不断加严，以及为响应汽车市场的快速需求，发动机的开发及技术升级的周期不断被压缩。而传统发动机的性能开发通常是做出各种燃烧系统优化的方案，在发动机试验台上进行大量试验对比，根据试验结果确定发动机最终配置方案。这种方法开发成本高、周期很长，在新产品方案的预测阶段，往往难于获得理想的优化配置方案，预测方案的可靠性和准确度较低。单缸试验机有着与多缸机相同的结构和工作原理，且单缸机的制造和试验成本低，易于调整；因此，单缸机开发研究对于降低发动机开发成本，缩短开发周期以及进行高性能的产品研究方面有着十分重要的意义。

目前的单缸机，是按照零件技术的定义去试制全套单缸机专用零件，且需准备专用的台架试验工装，后续的试验需在专用的热力学单缸机台架上进行。因此，现有技术的单缸机试验需投入较大的零件及工作试制成本以及专用的试验台架，并且仅适用于全新机型的开发，无法适用于量产机型的技术升级。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决现有发动机试验系统无法适用于量产机型的技术升级的技术问题。为此，本申请提供了一种曲轴平衡装置及热力学单缸机。

本申请实施例提供的一种曲轴平衡装置，应用于具有至少两个缸筒的多缸发动机，所述曲轴平衡装置包括：

曲轴，设有与所述多缸发动机的各缸筒分别对应的至少两个连杆颈；

至少两个连杆，均包括连杆大头和与所述连杆大头相对的连杆小头，所述连杆大头与对应的所述连杆颈铰接；

至少一个功能活塞，与至少一个所述连杆的连杆小头铰接，以驱动所述曲轴转动；

至少一个平衡活塞，与其余各所述连杆的连杆小头分别铰接，所述平衡活塞设置有贯通的通气孔。

在一些实施方式中，所述平衡活塞的顶面设置有向内凹陷的导流槽，所述通气孔连通于所述导流槽。

在一些实施方式中，所述导流槽由所述平衡活塞的顶面中央延伸至边缘，所述导流槽与所述通气孔同轴设置、且轴线位于所述平衡活塞的中心。

在一些实施方式中，所述导流槽为锥形槽，所述通气孔位于所述圆锥槽的尖端。

在一些实施方式中，所述锥形槽为圆锥槽，所述圆锥槽的锥角为115°～125°。

在一些实施方式中，所述平衡活塞和所述功能活塞均包括：

活塞头部，设置有用于密贴缸筒的活塞环；

活塞裙部，设置于所述活塞头部的下端，所述活塞裙部设置有活塞销，所述连杆小头与所述活塞销铰接；

活塞顶部，设置于所述活塞头部的上端，所述通气孔设置于所述平衡活塞的所述活塞顶部的上端面上，所述通气孔与平衡活塞的所述活塞裙部的内部连通。

在一些实施方式中，若干所述连杆小头均设有轴套，所述轴套的内部设置有连杆衬套，所述连杆衬套套设于所述活塞销的表面，并与所述活塞销转动连接。