CN103256292A - 汽油发动机四平衡块曲轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽油发动机四平衡块曲轴，包括主轴颈、连杆颈、曲柄和平衡块，所述平衡块设置为四个，所述平衡块的外侧端面为与主轴颈同轴线的圆弧结构，圆弧结构半径R范围与汽油发动机排量V之间存在对应关系；曲轴上设置四个平衡块，平衡块半径相对于发动机自身排量形成有一个可控范围结果，依照该范围，可根据发动机自身排量的设计变化对曲轴平衡块的设计进行改变，既能满足曲轴的动平衡，又可使平衡块的质量降到最低，避免生产材料的浪费。

Description

汽油发动机四平衡块曲轴

技术领域

本发明涉及汽油发动机领域，特别涉及一种汽油机发动机排量与四平衡块曲轴的平衡块半径之间具有比例关系的四平衡块曲轴。

背景技术

曲轴是汽油发动机的主要旋转机件，是发动机的动力源，装上连杆后可承接连杆的上下（往复）运动变成循环（旋转）运动。曲轴结构包括正时链轮轴颈、主轴颈、连杆颈、曲柄、平衡块和飞轮法兰盘，平衡块位于曲柄的延长部分，其作用是平衡连杆大头、连杆轴颈等机件运转时所产生的离心力，以及活塞连杆组作往复运动时所产生的惯性力。对应不同的发动机气缸数，曲轴曲柄和平衡块的数目也会有所不同。

根据发动机排量的不同，为满足曲轴动平衡的要求，就需要对曲轴平衡块的数目和重量结构进行重新设计。现有技术中，发动机曲轴平衡块多采用八平衡块和四平衡块结构，八平衡块结构曲轴多使用于大排量发动机，在满足动平衡要求同时也加重了曲轴的重量和发动机整机的重量；四平衡块结构曲轴具有重量轻的优点，在提倡燃油经济性的汽车工业生产中具有很高的实用性，但其常见于小排量发动机，在大排量发动机中多不常用。另外，在汽油机生产中，在平衡块外圆弧半径与发动机排量之间没有一个可操作性的比例值，根据汽油发动机排量的变化，四平衡块曲轴的平衡块结构还需重新设计，这就增加了汽油机生产设计中的工作重复性。

因此，需要对汽油机发动机排量与四平衡块曲轴的平衡块半径之间的比例关系进行改进，使汽油机发动机排量与四平衡块曲轴的平衡块的结构之间具有可操作性，在汽油机排量发生变化时，可根据比例关系直接确定平衡块的结构半径，减少汽油发动机生产设计中的工作重复性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种汽油发动机四平衡块曲轴，汽油机发动机排量与四平衡块曲轴的平衡块半径之间具有一个比例关系，增加可操作性，在汽油机排量发生变化时，可根据比例关系直接确定平衡块的结构半径，减少汽油发动机生产设计中的工作重复性。

本发明的一种汽油发动机四平衡块曲轴，包括主轴颈、连杆颈、曲柄和平衡块，所述平衡块设置为四个，所述平衡块的外侧端面为与主轴颈同轴线的圆弧结构，所述圆弧结构半径R范围与汽油发动机排量V之间为以下对应关系，其中圆弧结构半径R尺寸单位为毫米，发动机排量V单位为升：

1.0≤V＜1.1,45≤R＜50;1.1≤V＜1.2,50≤R＜55;1.2≤V＜1.3,55≤R＜60;1.3≤V＜1.4,60≤R＜64;1.4≤V＜1.5,64≤R＜69;1.5≤V＜1.6,69≤R＜73；1.6≤V＜1.7，73≤R＜78；1.7≤V＜1.8，78≤R＜83；1.8≤V＜1.9，83≤R＜87；1.9≤V＜2.0，87≤R＜92；V=2.0，92≤R＜97。

进一步，所述曲轴为四缸发动机曲轴，所述曲柄数量设置为八个，包括曲柄Ⅰ—曲柄Ⅷ，所述四个平衡块呈镜像对称并一一对应一体设置于曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ。

进一步，所述曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.4-1.55。

进一步，所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ均为椭圆形结构，且所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.05-1.2。

进一步，所述主轴颈的两端与所述曲柄和所述平衡块之间以及所述连杆颈的两端与所述曲柄之间分别通过平滑的倒角过渡。

进一步，所述倒角为由滚压工艺形成的圆弧形，所述圆弧形的倒角的半径为1.15-1.5mm，宽度为2-2.5mm，深度为0.2-0.6mm。

进一步，所述主轴颈与所述曲柄和平衡块之间以及所述连杆颈的两端与所述曲柄之间的连接处分别设有大径凸台。

进一步，所述主轴颈的油孔和所述连杆颈的油孔之间一一对应通过位于曲轴内的斜置油道连通。

本发明的有益效果：本发明的汽油发动机四平衡块曲轴，曲轴上设置四个平衡块，相对于每一发动机排量，平衡块圆弧结构半径都存在有一个可控的范围，依照该范围，可根据发动机自身排量的设计变化对曲轴平衡块的设计进行改变，既能满足曲轴的动平衡，又可使平衡块的质量降到最低，即使是1.8l或2.0l的大排量发动机也可在该四平衡块曲轴的情况下满足动平衡的要求，达到曲轴轻量化的目的，避免生产材料的浪费，提高发动机的性能、燃油经济性和降低排放,本发明的四平衡块曲轴还具有平衡率好，改善发动机振动，减小轴承最大负荷的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1A区域放大视图；

图3为图1B区域放大视图；

图4为图1C向视图；

图5为图1D向视图。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图，图2为图1A区域放大视图，图3为图1B区域放大视图，图4为图1C向视图，图5为图1D向视图，如图所示：本实施例的汽油发动机四平衡块曲轴，包括主轴颈1、连杆颈2、曲柄和平衡块3，所述平衡块3设置为四个，所述平衡块3的外侧端面为与主轴颈1同轴线的圆弧结构，所述圆弧结构半径R范围与汽油发动机排量V之间为以下对应关系，其中圆弧结构半径R尺寸单位为毫米，发动机排量V单位为升，表格中，每一发动机排量对应不同范围的曲轴平衡块圆弧结构半径R，其中每一范围为三个实施例：

；

所述四个平衡块为扇形平衡块；本实施例中，所述曲轴为四缸发动机曲轴，所述曲柄数量设置为八个，包括曲柄Ⅰ4、曲柄Ⅱ5、曲柄Ⅲ6、曲柄Ⅳ7、曲柄Ⅴ8、曲柄Ⅵ9、曲柄Ⅶ10和曲柄Ⅷ11，所述四个平衡块呈镜像对称并一一对应一体设置于曲柄Ⅰ4、曲柄Ⅳ7、曲柄Ⅴ8和曲柄Ⅷ11；本实施例中，主轴颈设置为五个，连杆颈对应发动机气缸数设置为四个；平衡块与曲柄的连接方式有多种，既可以通过螺栓等现有机械连接方式连接，也可以一体成型设置，本实施例中，四个平衡块与相对应的曲柄一体成型设置；当然，本实施例的汽油发动机四平衡块曲轴还包括正时链轮轴颈12和飞轮法兰盘13；镜像对称具有平衡率好，改善发动机振动，减小轴承最大负荷的优点。

本实施例中，所述曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.4-1.55；曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ在满足与平衡块连接强度的前提下，可最大限度控制自身重量，降低曲轴整体重量，并保证曲轴整体具有良好的弯曲和扭转刚度，曲轴平衡率好，改善发动机振动，减小轴承最大负荷。

本实施例中，所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ均为椭圆形结构，且所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.05-1.2；曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ宽度较小，占用空间少，既能满足动平衡的要求，又可降低重量，保证曲轴整体具有良好的弯曲和扭转刚度。

本实施例中，主轴颈的两端与曲柄和平衡块之间以及连杆颈的两端与曲柄之间分别通过平滑的倒角过渡；减小应力集中，提高曲轴承受弯矩或者外力的能力，延长其使用寿命。

本实施例中，所述倒角14为由滚压工艺形成的圆弧形，所述圆弧形的倒角的半径为1.15-1.5mm，宽度为2-2.5mm，深度为0.2-0.6mm；圆弧形的倒角均采用滚轮滚压工艺处理，保证最小的应力集中，滚压压力过程按照先逐渐增加到一定负荷，持续一段时间后再慢慢减小至零的工艺；采用本实施例的倒角尺寸，利于滚压加工并能够保证较小的应力集中。

本实施例中，所述主轴颈与曲柄和平衡块之间以及连杆颈的两端与曲柄之间的连接处分别设有大径凸台；如图所示，主轴颈与曲柄和平衡块之间通过大径凸台15过渡，连杆颈与曲柄之间通过大径凸台15a过渡，从而增强了曲轴整体强度，增加曲轴的安全系数。

本实施例中，所述主轴颈的油孔和所述连杆颈的油孔之间一一对应通过位于曲轴内的斜置油道16连通；如图所示，主轴颈的油孔与相邻的连杆径的油孔之间对应通过斜置油道连通，油道结构简单并且实现摩擦副的油路畅通。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，

可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种汽油发动机四平衡块曲轴，包括主轴颈、连杆颈、曲柄和平衡块，所述平衡块设置为四个，其特征在于：所述平衡块的外侧端面为与主轴颈同轴线的圆弧结构，所述圆弧结构半径R范围与汽油发动机排量V之间为以下对应关系，其中圆弧结构半径R尺寸单位为毫米，发动机排量V单位为升：

1.0≤V＜1.1,45≤R＜50;1.1≤V＜1.2,50≤R＜55;1.2≤V＜1.3,55≤R＜60;1.3≤V＜1.4,60≤R＜64;1.4≤V＜1.5,64≤R＜69;1.5≤V＜1.6,69≤R＜73；1.6≤V＜1.7，73≤R＜78；1.7≤V＜1.8，78≤R＜83；1.8≤V＜1.9，83≤R＜87；1.9≤V＜2.0，87≤R＜92；V=2.0，92≤R＜97。

2.根据权利要求1所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述曲轴为四缸发动机曲轴，所述曲柄数量设置为八个，包括曲柄Ⅰ—曲柄Ⅷ，所述四个平衡块呈镜像对称并一一对应一体设置于曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ。

3.根据权利要求2所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.4-1.55。

4.根据权利要求3所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ均为椭圆形结构，且所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.05-1.2。

5.根据权利要求4所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述主轴颈的两端与所述曲柄和所述平衡块之间以及所述连杆颈的两端与所述曲柄之间分别通过平滑的倒角过渡。

6.根据权利要求5所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述倒角为由滚压工艺形成的圆弧形，所述圆弧形的倒角的半径为1.15-1.5mm，宽度为2-2.5mm，深度为0.2-0.6mm。

7.根据权利要求6所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述主轴颈与所述曲柄和平衡块之间以及所述连杆颈的两端与所述曲柄之间的连接处分别设有大径凸台。

8.根据权利要求7所述的汽油发动机四平衡块曲轴，其特征在于：所述主轴颈的油孔和所述连杆颈的油孔之间一一对应通过位于曲轴内的斜置油道连通。

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