[发明专利]低噪声曲轴缓冲机构及发动机

说明书

本发明公开了一种低噪声曲轴缓冲机构及发动机，其中曲轴至少一端的轴承与相应的轴肩之间在轴向方向留有间隙，该间隙内设置有弹性件。本发明间隙的留设可确保曲轴与箱体的正常装配和运转，以及在冷机、热机状态的正常工作，弹性件在曲轴轴向窜动时提供弹性缓冲，改善曲轴轴向窜动现象，消除轴承与轴肩的轴向敲击，降低整机噪声，本发明只通过增设弹性件以较小的改进达到降低噪音的目的，可以在不增加发动机零部件加工精度情况下确保曲轴与曲轴箱体的正常装配和运转，其生产成本以及后期维护成本低，降噪效果显著，且避免轴承与轴肩的刚性撞击，提高轴承以及曲轴的使用寿命。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种低噪声曲轴缓冲机构及发动机。

背景技术

为保证发动机曲轴和曲轴箱在加工公差内正常装配，且在冷机、热机状态均能正常工作，现有发动机通常在曲轴轴肩与曲轴箱之间留有间隙。但是该间隙的增设会增加曲轴运动过程中的轴向窜动量，轴肩撞击轴承并使得轴承敲击曲轴箱，通常曲轴箱体、曲轴箱盖在装配后曲轴轴向刚度较低，这种敲击产生了新的振动和噪声，也可能激起曲轴箱体的固有频率，产生共振异响。特别是在曲轴轴向受交变力，例如采用斜齿轮驱动凸轮轴的时候，形成连续的敲击，产生持续的噪声。

目前，在中大排量发动机中，常采用两种方式减小或消除轴向窜动产生的敲击：一种是曲轴一端轴承固定，另一端采用浮动轴承，并在浮动轴承一端的曲轴箱上安装压销体或压板装置。发动机运行时，压销体中的锲形销推动轴承向内移动，消除曲轴与曲轴箱的安装间隙，从而消除曲轴敲击曲轴箱产生的噪声。该方式结构较复杂，成本较高，不适用小型发动机。另一种方式为分组装配，根据每件曲轴箱、箱盖和曲轴的实际尺寸，配装合适的平垫圈。此种方式增加较多生产管理成本，而且不能完全消除间隙，仍然会产生敲击。

因此，需要改变曲轴的装配结构，通过较小改进且不增加较多成本的条件下减小曲轴轴向窜动，改善曲轴与曲轴箱的轴向敲击。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种低噪声曲轴缓冲机构及发动机，通过较小改进且不增加较多成本的条件下减小曲轴轴向窜动，改善曲轴与曲轴箱的轴向敲击。

本发明的低噪声曲轴缓冲机构，曲轴至少一端的轴承与相应的轴肩之间在轴向方向留有间隙，该间隙内设置有弹性件。上述间隙的留设可确保曲轴与箱体的正常装配和运转，以及在冷机、热机状态的正常工作，弹性件在曲轴轴向窜动时提供弹性缓冲，改善曲轴轴向窜动现象，消除轴承与轴肩的轴向敲击，降低整机噪声，上述结构只通过增设弹性件以较小的改进达到降低噪音的目的，可以在不增加发动机零部件加工精度情况下确保曲轴与曲轴箱体的正常装配和运转，其生产成本以及后期维护成本低，降噪效果显著，且避免轴承与轴肩的刚性撞击，提高轴承以及曲轴的使用寿命。

进一步，所述弹性件为波形垫圈或者蝶形垫圈。所选波形垫圈或蝶型垫圈在受压变形时提供足够的弹力，可保证该弹力大于曲轴受到的轴向力，有效避免曲轴与轴肩处的敲击，且波形垫圈与蝶形垫圈均为环状结构，便于与曲轴的装配，同时为曲轴以及轴肩处形成周向均匀的缓冲力，改善由于周向受力不均导致的偏心现象。

进一步，所述弹性件轴向两端抵在轴承内圈内侧以及轴肩处并具有30-60N的预压力。该预压力可保证轴承外圈的外端端始终贴合于曲轴箱侧壁，改善轴承的浮动现象，预压力可以缓冲曲轴上斜齿轮的轴向分力或风扇产生的轴向力，保证曲轴在轴向方向的紧凑性，改善曲轴轴向松垮的窜动现象，消除异响，提高整机运行品质；轴承内圈的内端与轴肩之间通过弹性件缓冲并结合预压力，彻底消除曲轴轴向运动时轴肩对轴承的撞击以及轴承对轴承箱盖的撞击，减少振动激励，减小噪声，消除异响；在实际使用过程中该结构可至少降噪达到2dB以上。

进一步，弹性件的外圆与轴肩以及轴承内圈的外圆直径大致相同。通过上述尺寸限定，使得弹性件在相应的区域范围内工作，提高其运行稳定性和可靠性，并有效保证弹性件与轴承以及轴肩的装配结构，保证弹性缓冲力的有效性，该结构还利于润滑油向间隙方向的流动，利于弹性件轴向端部的润滑。