CN104533930A - 一种发动机曲轴传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴传动机构，其曲轴部分主要包括后端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂油孔、连杆轴颈、前轴端、发动机端、发电机端，活塞部分包括活塞顶部、气环、油环、头部、裙部，所述端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂、油孔、连杆轴颈以及前轴端依次连接组成整个曲轴，所述发动机端、发电机端依次位于曲轴两端。本发明是发动机中的动力传递系统，发动机的最核心部件，发动机的活塞、连杆、曲轴等组成一个曲轴连动机构，内燃机通过曲轴连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，最终实现往复运转及动力机械能的输出。

Description

一种发动机曲轴传动机构

技术领域

本发明涉及一种发动机中的动力传递系统，尤其是一种发动机曲轴传动机构。

背景技术

目前全世界的发动机设计，不同的厂家有不同的技术要求和数据，我司的发动机的设计工作全面完成，而且最新款机组已面世，本发明将是全球仅有的发动机缸径和冲程尺寸公布：159mm（158.76mm）*160mm。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种发动机曲轴传动机构。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种发动机曲轴传动机构，其曲轴部分主要包括后端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂油孔、连杆轴颈、前轴端、发动机端、发电机端，活塞部分包括活塞顶部、气环、油环、头部、裙部，所述端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂、油孔、连杆轴颈以及前轴端依次连接组成整个曲轴，所述发动机端、发电机端依次位于曲轴两端。

作为优选，所述本曲轴应用于六缸发动机。

作为优选，所述活塞由活塞顶、活塞上部、活塞裙等部分组成。

作为优选，所述活塞上部用于安装活塞气环。

本发明是发动机中的动力传递系统，发动机的最核心部件。发动机的活塞、连杆、曲轴等组成一个曲轴连动机构，内燃机通过曲轴连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，最终实现往复运转及动力机械能的输出。该发动机主要针对曲轴连杆机构中的活塞、曲轴进行了优化升级。

附图说明

图1、2、3为曲轴的示意图；

图4、5、6为活塞的示意图。

具体实施方式                                 

下面结合附图本和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例的一种发动机曲轴传动机构，其曲轴部分主要包括后端凸缘1、平衡重2、主轴颈3、曲臂4、油孔5、连杆轴颈6、前轴端7、发动机端8、发电机端9，活塞部分包括活塞顶部10、气环11、油环12、头部13、裙部14，所述端凸缘1、平衡重2、主轴颈3、曲臂4、油孔5、连杆轴颈6以及前轴端7依次连接组成整个曲轴，所述发动机端8、发电机端9依次位于曲轴两端。

作为优选，所述本曲轴应用于六缸发动机。

作为优选，所述活塞由活塞顶、活塞上部、活塞裙等部分组成。

作为优选，所述活塞上部用于安装活塞气环11。

本发明是发动机中的动力传递系统，发动机的最核心部件。发动机的活塞、连杆、曲轴等组成一个曲轴连动机构。内燃机通过曲轴连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，最终实现往复运转及动力机械能的输出。该发动机主要针对曲轴连杆机构中的活塞、曲轴进行了优化升级。在活塞方面：活塞与气缸、气缸盖组成工作室，并通过活塞销和连杆曲轴传递机械能。活塞的组成及构造：活塞有活塞顶、活塞上部（也称防漏部）、活塞裙等部分组成。活塞顶承受高温燃气的压力，形状见附图。活塞上部用于安装活塞环。活塞裙主要是引导活塞在气缸内作直线运动，并把连杆的侧向力传给气缸壁。本发明中活塞顶采用平顶设计及独有的几何尺寸。在曲轴方面：其承受着做功行程由连杆传递到活塞的推力，并将这一推力转变为曲轴的扭力，拖动其它机械做功。进气、压缩、做功和排气行程就是由曲轴带动连杆与活塞完成。曲轴前端主要用来驱动水泵、散热风扇等附属机构，前端轴上安装减震装置、风扇与水泵的带轮等。本曲轴应用于六缸发动机，曲轴受力相对复杂，所以采用高强度锻钢全纤维挤压以达到足够的强度和刚度。

  曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲臂、前端轴、后端凸缘和平衡重等部分组成，一个连杆轴颈和它两端的曲臂构成曲拐。主轴颈由多道组成，顺排在一条水平线上。主轴颈装在主轴承座内，通过主轴承螺栓把曲轴紧固在缸体上，使曲轴在曲轴箱内旋转。主轴承为滑动轴承。滑动轴承上有油孔和主油道相通，达到润滑主轴颈和主轴承。连杆轴颈装在连杆大头的轴承内。平衡块的作用是平衡连杆大小、轴颈、曲臂等产生旋转惯性力和活塞连杆组作往复直线运动时所产生的往复惯性力，以减轻内燃机的震动。前端轴上装有正时齿轮、风扇带轮、前油封和挡油圈等。后端凸缘上有固定飞轮的螺孔和销钉。曲轴的材料：曲轴的结构设计和加工工艺正确合理的条件下，主要是材料强度决定着曲轴的体积、重量和寿命。因此，必须根据内燃机的用途及强化程度，正确地选用曲轴材料。在保证曲轴有足够强度的前提下。作为曲轴的材料，除了应具有优良的机械性能以外，还要求有高度的耐磨性、耐疲劳性和冲击韧性。同时也要使曲轴的加工容易和造价低廉。钢制曲轴采用锻造。锻造曲轴的材料具有碳素钢和合金钢。高速内燃机曲轴的曲柄形状大多采用椭圆形或圆形。试验证明，椭圆形曲柄具有最好的弯曲和扭转刚度。其优点是尽量去掉了受力小或不受力的部分，其重量减轻，应力分布均匀。为了能最大限度地减轻曲轴的重量，并减小曲柄相对于主轴颈中心的不平衡旋转重量，曲柄上一般都将肩部多余的金属削去。这对曲柄的强度无多大影响。平衡重的作用是平衡旋转惯性力及其力矩，转移往复惯性力及其力矩，减小主轴承负荷。设计平衡重时，应尽可能使平衡重的重心远离曲轴旋转中心。即用较轻的重量达到较好的效果，以便尽可能减轻曲轴重量。平衡重的径向尺寸和厚度应以不碰活塞裙底和连杆大头能通过为限度。锻造曲轴的平衡重与曲轴铸成一体，可便加工较简单，并且工作可靠。

油孔的位置和尺寸：为保证曲轴轴承工作可靠，对它们必需充分的润滑。润滑油供应的方式与曲轴结构有关，曲轴中油道的尺寸和布置直接影响它的强度和刚度，同时也影响轴承工作的可靠性。将润滑油输送到曲轴油道中供油方法有两种：是分路供油。润滑油从机体上的主油道通过主轴承的上轴瓦引入，因为上轴瓦仅承受惯性力的作用，比下轴瓦受力要低些。油孔位置应由曲轴的强度、轴承负载轴心轨迹以及加工工艺等方面综合考虑决定。主轴颈上的油孔入口应保证向曲柄销供油足够充分，曲柄销上油孔的出口应设在负荷较低区，用以提高向曲柄销的供油能力。曲柄销油孔多数选择在曲拐平面运转前方ψ=45°~90°的范围内。曲轴的扭转疲劳破坏大多数是从应力集中的油孔边缘或过渡圆角处开始，同时，应尽量减少油孔处的应力集中，油孔边缘的过渡圆角半径取得较大并进行抛光。曲轴两端的结构：曲轴上带动辅助系统的驱动齿轮和皮带轮一般装在曲轴的前端，因为结构简单，维修方便。从曲轴扭转振动来看，前端的振幅较大，这对装置传动机构不利。消除扭转振动的减震器无疑应装在曲轴前端，因这里的振幅最大。曲轴后端设有法兰或者加粗的轴颈，飞轮与后端用螺栓和定位销连接。定位销用来保证重装飞轮时保持飞轮与曲轴的装配位置。故定位销的布置时不对称的或只是一个。提高曲轴结构强度的措施：在载荷不变的情况下，要降低最大弯曲应力值，提高曲轴的弯曲强度就应设法降低轴颈圆角处的应力集中效应。适当减小单拐中间部分的弯曲刚度，使应力分布较为均匀，即用结构措施使弯曲形状系数能最大限度地下降。

 发动机的曲轴及活塞经过各方面的技术吸收,改进加行业创新设计出了独有的发动机冲程160mm，此主轴已在最新款发动机上成功装配，顺利完成性能试验。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种发动机曲轴传动机构，其曲轴部分主要包括后端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂油孔、连杆轴颈、前轴端、发动机端、发电机端，活塞部分包括活塞顶部、气环、油环、头部、裙部，其特征在于：所述端凸缘、平衡重、主轴颈、曲臂、油孔、连杆轴颈以及前轴端依次连接组成整个曲轴，所述发动机端、发电机端依次位于曲轴两端。

2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴传动机构，其特征在于：所述本曲轴应用于六缸发动机。

3.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴传动机构，其特征在于：所述活塞由活塞顶、活塞上部、活塞裙等部分组成。

4. 根据权利要求1所述的一种发动机曲轴传动机构，其特征在于：所述活塞上部用于安装活塞气环。