内燃机

摘要

一种具有曲轴齿轮、平衡齿轮和介轮的内燃机。所述曲轴齿轮固定在旋转自由地支撑在发动机本体上的曲轴上。所述平衡齿轮固定在旋转自由地设在所述发动机本体上的平衡轴上。所述介轮通过与所述曲轴齿轮和所述平衡齿轮啮合，将该曲轴齿轮的旋转向所述平衡齿轮传递。齿轮箱收纳有所述介轮和所述平衡齿轮，并安装在所述发动机本体的侧部。定位部在所述发动机本体和所述齿轮箱之间，对所述介轮的旋转中心的位置进行定位。

权利要求

1.一种内燃机，其特征在于，包括：旋转自由地支撑在汽缸体上的曲轴；

固定在所述曲轴上的曲轴齿轮；

旋转自由地设在箱体上的平衡轴；

固定在所述平衡轴上的平衡齿轮；

通过与所述曲轴齿轮和所述平衡齿轮啮合，将所述曲轴齿轮的旋转向所述平衡齿轮传递的介轮；

收纳所述介轮和所述平衡齿轮，并安装在所述汽缸体的侧部的齿轮箱；以及在所述汽缸体和所述齿轮箱之间，对所述介轮的旋转中心的位置进行定位的定位部。

2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述定位部包括：

插通设于所述介轮、作为该介轮的旋转中心轴的齿轮轴；

形成在所述齿轮箱上的支撑孔；以及形成在所述汽缸体上的支撑孔，所述各支撑孔对所述齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

3.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于，在所述齿轮箱的支持孔中支撑所述齿轮轴，从而使所述介轮和所述平衡齿轮的中心位置定位，并使所述介轮安装在所述齿轮箱上，使所述齿轮轴支撑在所述汽缸体的支撑孔中，将所述齿轮箱组装到所述汽缸体上，从而使与所述平衡齿轮的中心位置之间已定位的所述介轮的中心位置，相对于所述曲轴齿轮定位。

4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述定位部包括：

设于所述介轮的旋转中心部的中心孔；

设在所述齿轮箱上的箱体固定齿轮轴，其插通在所述介轮的所述中心孔中，并作为该介轮的旋转中心轴；以及设在所述汽缸体上的缸体支撑孔，其对所述箱体固定齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

5.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述定位部包括：

设于所述介轮的旋转中心部的中心孔；

设在所述汽缸体上的缸体固定齿轮轴，其插通在所述介轮的所述中心孔中，并作为该介轮的旋转中心轴；以及设在所述齿轮箱上的箱体支撑孔，其对所述缸体固定齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

6.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述定位部包括：

一体形成在所述介轮上、作为该介轮的旋转中心轴的轴；

形成在所述齿轮箱上的支撑孔；以及形成在所述汽缸体上的支撑孔，所述各支撑孔对所述齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

7.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，当将收纳有所述平衡齿轮的所述齿轮箱组装到所述汽缸体上时，所述定位部对所述介轮的旋转中心的位置进行定位。

说明书

内燃机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有与曲轴同步旋转的平衡轴的内燃机。

背景技术

[0002] 在汽车等上所搭载的多缸内燃机中，当活塞在上止点和下止点翻转时，产生振动(轴向力)，并且随着活塞的往复运动，产生由连杆的倾斜引起的振动(径向力)。为了消除这些起振力，在发动机上，设有与曲轴同步旋转的平衡轴。一般来说，曲轴和平衡轴通过定时链和链轮机械连接，将曲轴的旋转向平衡轴同步传递。

[0003] 但是，在柴油发动机中，由于与汽油发动机相比转矩变动大，因此当采用定时链使曲轴和平衡轴连动时，需要对定时链的张力等进行更精密的管理。为了避免这种管理的复杂性，尤其在柴油发动机中，存在使用齿轮代替定时链的趋势。

[0004] 以往，提出有将曲轴和平衡轴通过齿轮列机械连接的各种构造(例如参考专利文献1)。这样，在采用齿轮列传递动力的情况下，为了避免齿轮之间啮合时产生过大的摩擦而在齿面上产生磨损、齿隙量增大而产生啮合噪音等问题，需要充分确保齿轮之间的啮合精度。为此，需要将限定各齿轮的轴间距离的齿轮中心孔高精度地加工在安装有各齿轮的汽缸体上。然而，在汽缸体上高精度地加工各齿轮的齿轮中心孔一般来说是比较困难的，存在为了实现高精度的加工而增加成本的问题。

[0005] 以往提出的专利文献1的技术是，在曲轴的端部设置曲轴齿轮，并且在平衡轴的端部设置平衡齿轮，在曲轴齿轮和平衡齿轮之间啮合有介轮，从而将曲轴齿轮的旋转向平衡齿轮传递。为了吸收三个齿轮轴间距离的精度误差，采用剪式齿轮作为介轮来减少齿轮间的松动。通过采用剪式齿轮，能够吸收三个轴间距离的累积公差，维持齿轮间的啮合精度。

[0006] 但是，剪式齿轮是结构复杂并且昂贵的部件，因此容易使成本增大。而且，由于是通过作用力获得与啮合相应的齿宽的结构，因此，由于调整状况可能引起啮合不良、摩擦增大、耗油量增加、产生噪音的问题。

[0007] 专利文献1：日本特开2007-239521号公报

发明内容

[0008] 本发明鉴于上述情况而做成，本发明的一个有效的方案在于，能够提供一种内燃机，在通过齿轮列连接曲轴和平衡轴的构造中，通过将齿轮箱安装到汽缸体上的简单的操作，能够高精度地限定齿轮列的旋转中心的轴间距离。

[0009] 在本发明的一个方案中，提供一种内燃机，其包括：旋转自由地支撑在汽缸体上的曲轴；固定在所述曲轴上的曲轴齿轮；旋转自由地设在箱体上的平衡轴；固定在所述平衡轴上的平衡齿轮；通过与所述曲轴齿轮和所述平衡齿轮啮合，将所述曲轴齿轮的旋转向所述平衡齿轮传递的介轮；收纳所述介轮和所述平衡齿轮，并安装在所述汽缸体的侧部的齿轮箱；以及在所述汽缸体和所述齿轮箱之间，对所述介轮的旋转中心的位置进行定位的定位部。

[0010] 在所述内燃机中，所述定位部也可以构成为，包括：插通设于所述介轮、作为该介轮的旋转中心轴的齿轮轴；形成在所述齿轮箱上的支撑孔；以及形成在所述汽缸体上的支撑孔，所述各支撑孔对所述齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

[0011] 所述内燃机也可以构成为，在所述齿轮箱的支持孔中支撑所述齿轮轴，从而使所述介轮和所述平衡齿轮的中心位置定位，并使所述介轮安装在所述齿轮箱上，使所述齿轮轴支撑在所述汽缸体的支撑孔中，将所述齿轮箱组装到所述汽缸体上，从而使与所述平衡齿轮的中心位置之间已定位的所述介轮的中心位置，相对于所述曲轴齿轮定位。 [0012] 在所述内燃机中，所述定位部也可以构成为，包括：设于所述介轮的旋转中心部的中心孔；设在所述齿轮箱上的箱体固定齿轮轴，其插通在所述介轮的所述中心孔中，并作为该介轮的旋转中心轴；以及设在所述汽缸体上的缸体支撑孔，其对所述箱体固定齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

[0013] 在所述内燃机中，所述定位部也可以构成为，包括：设于所述介轮的旋转中心部的中心孔；设在所述汽缸体上的缸体固定齿轮轴，其插通在所述介轮的所述中心孔中，并作为该介轮的旋转中心轴；以及设在所述齿轮箱上的箱体支撑孔，其对所述缸体固定齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。

[0014] 在所述内燃机中，所述定位部也可以构成为，包括：一体形成在所述介轮上、作为该介轮的旋转中心轴的齿轮轴；形成在所述齿轮箱上的支撑孔；以及形成在所述汽缸体上的支撑孔，所述各支撑孔对所述齿轮轴的中心轴的位置进行定位支撑。 [0015] 在所述内燃机中，所述定位部也可以构成为，当将收纳有所述平衡齿轮的所述齿轮箱组装到所述汽缸体上时，所述定位部对所述介轮的旋转中心的位置进行定位。 [0016] 本发明的内燃机，在通过齿轮列连接曲轴和平衡轴的构造中，通过将齿轮箱安装到汽缸体上的简单的操作，能够高精度地限定齿轮列的旋转中心的轴间距离。 [0017] 附图说明

[0018] 图1是本发明的第1实施形态的内燃机的局部分解立体图。

[0019] 图2是已安装齿轮箱的状态的图1的局部立体图。

[0020] 图3是图1的局部剖面图。

[0021] 图4是图1的局部正视图。

[0022] 图5是表示平衡齿轮和介轮的关系的立体图。

[0023] 图6是表示本发明的第2实施形态的内燃机的定位部的剖面图。 [0024] 图7是表示本发明的第3实施形态的内燃机的定位部的剖面图。 [0025] 图8是表示本发明的第4实施形态的内燃机的定位部的剖面图。 [0026] 具体实施方式

[0027] 如图1～图5所示，在发动机1的汽缸体2上，旋转自由地支撑有曲轴3，在曲轴3的端部固定有曲轴齿轮4。在汽缸体2的下面侧，设有箱体5，在箱体5上旋转自由地支撑有平衡轴6。平衡轴6沿着曲轴3平行地延伸而配置，在平衡轴6的端部上设有平衡齿轮7。

[0028] 平衡轴6，例如做成平行地设有2根并通过齿轮同时旋转的结构。在平衡轴6上，设有质量9，通过与曲轴3的旋转同步旋转，来抵消随着未图示的活塞的往复运动而产生的发动机1的起振力。

[0029] 平衡轴6的平衡齿轮7与曲轴齿轮4，配置在汽缸体2的端部的同一平面内，在平衡齿轮7和曲轴齿轮4之间设有介轮8。介轮8与平衡齿轮7和曲轴齿轮4啮合，曲轴齿轮4的旋转通过介轮8向平衡齿轮7传递。

[0030] 也就是说，曲轴3的旋转通过介轮8向平衡轴6传递，使平衡轴6与曲轴3的旋转同步旋转。

[0031] 平衡齿轮7和介轮8支撑于齿轮箱11，介轮8通过定位部定位支撑于齿轮箱11的规定位置。通过将齿轮箱11安装在汽缸体2上，从而通过定位部将介轮8定位安装在汽缸体2的规定位置上。由此，以规定的轴间距离，对曲轴齿轮4的旋转中心的位置与平衡齿轮7的旋转中心和介轮8的旋转中心的位置进行定位。

[0032] 也就是说，在汽缸体2和齿轮箱11之间，通过定位部对介轮8的旋转中心的位置进行定位，并对曲轴4和介轮8的旋转中心位置、以及平衡齿轮7和介轮8的旋转中心位置进行定位。通过将齿轮箱11安装在汽缸体2上，从而对曲轴齿轮4的中心、介轮8的中心、平衡齿轮7的中心的各中心之间的距离进行正确的定位。

[0033] 对本发明第1实施形态的内燃机的定位部进行说明。

[0034] 如图3所示，在介轮8的盘面上，分别一体形成有轴部15，将轴部15作为介轮8的旋转中心轴。在汽缸体2上，形成有对轴部15的一端侧的位置进行定位支撑的支撑孔16。 [0035] 而且，在齿轮箱11上，形成有对轴部15的另一端侧的位置进行定位支撑的支撑孔17，轴部15的另一端侧支撑在支撑孔17中。由此，介轮8的中心轴相对于平衡齿轮7的中心轴的位置，被保持为规定的轴间距离，并使介轮8支撑在齿轮箱11上。 [0036] 在上述的结构中，通过将介轮8的轴部15旋转自由地嵌合在齿轮箱11上所形成的支撑孔17以及汽缸体2上所形成的支撑孔16中，从而使介轮8相对于齿轮箱11和汽缸体2分别定位。由此，使介轮8的中心相对于曲轴齿轮4的中心的位置、介轮8的中心相对于平衡齿轮7的中心的位置分别定位。

[0037] 也就是说，通过将介轮8的轴部15的另一端嵌合在齿轮箱11的支撑孔17中，从而在齿轮箱11内成为介轮8的中心相对于平衡齿轮7的中心定位的状态。在该状态下，通过将介轮8的轴部15的一端嵌合在汽缸体2的支撑孔16中而将齿轮箱11安装在汽缸体2上，从而使相对于平衡齿轮7的中心已定位的介轮8的中心，相对于曲轴齿轮4的中心定位。

[0038] 由此，平衡齿轮7的中心和曲轴齿轮4的中心，以介轮8的中心为基准进行定位，平衡齿轮7的中心、曲轴齿轮4的中心、介轮8的中心的三根轴的轴间距离被定位为规定的关系。

[0039] 这时，由于将齿轮箱11组装到汽缸体2的同时，轴间距离也被定位，因此能够实现发动机1的组装操作的简易化。而且，不需要在汽缸体2上高精度地加工作为三轴的中心的轴插通孔，因此能够抑制加工成本。而且，不需要剪式齿轮等昂贵的零部件，因此能够抑制零部件成本，并且能够减少摩擦。

[0040] 因此，在通过齿轮列连接曲轴3和平衡轴6的构造中，通过将齿轮箱11安装到汽缸体2上的简单的操作，能够高精度地限定平衡齿轮7、曲轴齿轮4、介轮8的列的旋转中心的轴间距离。也就是说，不需要在安装有齿轮的汽缸体2上高精度地加工用于限定齿轮的轴间距离的齿轮中心孔，不需要进行困难且增加成本的加工。

[0041] 通过高精度地限定齿轮列的轴间距离，能够维持齿轮之间适当的啮合精度。由此，能够消除齿轮之间啮合时产生过大的摩擦而在齿面上产生磨损、齿隙量增大而产生啮合噪音等的问题。能够消除作为抑制振动的设备的平衡轴6上的由于啮合噪音而产生的杂音。 [0042] 由此，在转矩变动大的柴油发动机中，能够容易地使用齿轮列作为用于使曲轴3和平衡轴6同步的机械连接机构。

[0043] 对上述结构的组装方法进行说明。

[0044] 准备构成为可旋转自由地支撑平衡轴6和曲轴3的汽缸体2。将作为介轮8的旋转中心的轴部15的一端侧插入收纳有平衡齿轮7的齿轮箱11的支撑孔17中，以使介轮8的中心位置相对于上述平衡齿轮7的中心定位，并将介轮8配置成与平衡齿轮7啮合。将轴部15的另一端侧插入设在汽缸体2上的支撑孔16中，以使介轮8的中心位置相对于曲轴齿轮4的中心定位，并将介轮8配置成与曲轴齿轮4啮合。然后，将收纳有介轮8和平衡齿轮7的齿轮箱11组装在汽缸体2上。

[0045] 根据图6～图8，对定位部的其他实施形态进行说明。另外，定位部以外的构件与图1～图5所示的构件相同，因此标记相同的符号并省略重复的说明。

[0046] 对图6所示的本发明的第2实施形态的内燃机的定位部的结构进行说明。 [0047] 如图6所示，在曲轴齿轮4和平衡齿轮7上，啮合有介轮20。在介轮20的旋转中心部，设有中心孔21，在中心孔21上固定有作为介轮20的旋转中心轴的齿轮轴22。 [0048] 在汽缸体2上形成有对齿轮轴22的一端侧的位置进行定位支撑的支撑孔16。而且，在齿轮箱11上形成有对齿轮轴22的另一端侧的位置进行定位支撑的支撑孔17。通过使齿轮轴22的另一端侧支撑于支撑孔17，从而使介轮20的中心轴相对于平衡齿轮7的中心轴的位置保持为规定的轴间距离，并且使介轮20支撑在齿轮箱11上。 [0049] 在上述结构中，通过将介轮20的齿轮轴22旋转自由地嵌合在齿轮箱11上所形成的支撑孔17以及汽缸体2上所形成的支撑孔16中，从而使介轮20相对于齿轮箱11和汽缸体2分别定位。由此，使介轮20的中心相对于曲轴齿轮4的中心的位置、介轮20的中心相对于平衡齿轮7的中心的位置定位，将三根轴的轴间距离定位为规定的关系。 [0050] 在图6所示的结构中，作为介轮20的旋转中心轴的齿轮轴22与介轮20分体设置，因此能够使介轮20的形状简化，实现零部件加工成本的降低。

[0051] 对图7所示的本发明第3实施形态的内燃机的定位部的结构进行说明。 [0052] 如图7所示，在曲轴齿轮4和平衡齿轮7上，啮合有介轮20，在介轮20的旋转中心部设有中心孔21。在齿轮箱11上形成有箱体固定齿轮轴23，其插通在介轮20的中心孔21中，从而作为介轮20的旋转中心轴。箱体固定齿轮轴23贯通介轮20的中心孔21，箱体固定齿轮轴23的端部支撑在汽缸体2的支撑孔16中。

[0053] 在上述的结构中，将介轮20的中心孔21旋转自由地嵌合在箱体固定齿轮轴23上，使箱体固定齿轮轴23的端部支撑在汽缸体2的支撑孔16中，从而以箱体固定齿轮轴23为基准，使平衡齿轮7的中心和曲轴齿轮4的中心定位。由此，将平衡齿轮7的中心、曲轴齿轮4的中心、介轮20的中心这三根轴的轴间距离定位为规定的关系。

[0054] 在图7所示的结构中，介轮20的旋转中心轴即箱体固定齿轮轴23形成在齿轮箱11上，因此能够使介轮20的形状简化，并实现零部件数量的减少和零部件加工成本的降低。

[0055] 对图8所示的本发明的第4实施形态的内燃机的定位部的结构进行说明。 [0056] 如图8所示，在曲轴齿轮4和平衡齿轮7上，啮合有介轮20，在介轮20的旋转中心部设有中心孔21。在汽缸体2上形成有缸体固定齿轮轴24，其插通在介轮20的中心孔21中，从而作为介轮20的旋转中心轴。缸体固定齿轮轴24贯通介轮20的中心孔21，箱体固定齿轮轴24的端部支撑在齿轮箱11的支撑孔17中。

[0057] 在上述的结构中，将介轮20的中心孔21旋转自由地嵌合在缸体固定齿轮轴24上，使缸体固定齿轮轴24的端部支撑在齿轮箱11的支撑孔17中，从而以缸体固定齿轮轴24为基准，使平衡齿轮7的中心和曲轴齿轮4的中心定位。由此，将平衡齿轮7的中心、曲轴齿轮4的中心、介轮20的中心这三根轴的轴间距离定位为规定的关系。 [0058] 在图8所示的结构中，介轮20的旋转中心轴即缸体固定齿轮轴24形成在汽缸体2上，因此能够使介轮20的形状简化，并实现零部件数量的减少和零部件加工成本的降低。 [0059] 另外，假设采用柴油发动机作为内燃机对上述实施形态进行了说明，但只要是通过齿轮列机械连接曲轴和平衡轴的结构的内燃机，就能够应用于汽油发动机等柴油发动机以外的内燃机。

[0060] 另外，也存在如下的定义：将上述实施例中称为汽缸体的部件称为下箱体，将汽缸体和汽缸盖的组合称为发动机主体，将下箱体和发动机主体作为不同的部件。但在本发明中，将包括该下箱体的、对曲轴进行收纳的部件的整体称为汽缸体，使该汽缸体成为发动机主体的构成部件。因此，将下箱体作为发动机主体的构成部件的结构当然也包含在本发明的范畴之内。