CN105840645A - 轻量型曲轴及其发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量型曲轴及其发动机，至少曲轴的输出端轴段设置有减重孔；对曲轴的输出端端部进行简化结构设置，并至少在输出端轴段上设置减重孔，在不会对曲轴强度和刚度造成影响，可保证曲轴正常工作的基础上，达到减轻曲轴乃至发动机整机重量的目的，从而降低动力损耗。

Description

轻量型曲轴及其发动机

技术领域

本发明涉及发动机部件领域，特别涉及一种具有较轻重量的曲轴及应用该曲轴的发动机。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的机件之一，其功用是将活塞的直线往复运动转变为回转运动，并输出力矩，驱动与其配接的外在工作装置。通常情况下，发动机的曲轴的一侧为飞轮端轴段，主要传动连接发动机飞轮，中间部位为曲柄臂和连杆轴径，用于与连杆相连，另一侧为输出端轴段，用于连接用户终端，输出发动机动力。而在变频发电机组中，发动机作为变频发电机的动力存在，为节约空间，达到结构的紧凑的目的，变频发电机组的发动机的曲轴的一端连接飞轮和风扇叶轮，同时将发电机的转子集成到飞轮上，定子结构便直接装在飞轮下方，并且，由于此时发动机无需再连接用户外部终端，曲轴的另一端就无需再形成专门的输出端。在此种情况下，虽简化了发动机曲轴的输出端结构，但为保证曲轴的工作强度和刚度，其仍具有相当的重量，无形中增加了发动机的重量，使发动机的燃油经济性差。而且，变频发电机组一般要求方便携带，所以对整机重量控制要求高。因此，如何在能够减轻曲轴乃至发动机整机重量的同时，还不会对曲轴强度刚度造成较大的减弱就成为发动机曲轴(尤其是发电机组内发动机曲轴)亟待解决的问题。

因此，需要对现有的应用于发电机组的发动机曲轴进行改进，使其在能够减轻曲轴乃至发动机整机重量的基础上，还不会对曲轴强度和刚度造成较大的减弱。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轻量型曲轴及其发动机，其可在能够减轻曲轴乃至发动机整机重量的基础上，还不会对曲轴强度和刚度造成较大的减弱。

本发明的轻量型曲轴，至少曲轴的输出端轴段设置有减重孔；其中，曲轴一端用于连接飞轮称为飞轮端，曲轴相对飞轮端的另一端称为输出端，输出端是指功率输出端，至少在曲轴的输出端轴段上设置减重孔，并且减重孔是在满足曲轴刚度和强度的前提下设置的，可在满足曲轴工作要求的基础上，大大降低曲轴的整体重量，从而达到降低发动机整机重量的目的。

进一步，减重孔沿曲轴的输出端轴段沿轴向自外向内延伸形成；其中，轴向是指沿曲轴的转动轴线的方向，自外向内是指自曲轴的输出端外端部沿轴向向曲轴内部方向，不仅加工方便，容易制造，而且不会影响曲轴输出端的工作状态，满足曲轴输出端的平衡配重。

进一步，减重孔的轴线与曲轴的转动轴线重合；即在曲轴的转动轴线上自曲轴的输出端外部沿轴向向内打孔形成减重孔，这种设置在达到降低曲轴的整体重量的同时，还不会影响到曲轴的平衡配重。

进一步，减重孔孔径与曲轴的输出端轴段端部外径比为0.4-0.6；在此比值范围下，减重孔的大小设置与曲轴的输出端轴段端部外径达到合理化的对应设置，可在满足曲轴整体刚度和强度、满足曲轴输出端工作要求的基础上，最大化的达到降低曲轴整体重量的目的，满足曲轴的轻量化设计，降低动力损耗和成本。

进一步，减重孔沿曲轴的输出端轴段的轴向延伸至曲柄与输出端轴段的主轴径相连接处；即减重孔的轴向贯通曲轴的输出端轴段整体，具有较佳的结构设置，以满足最大化降低曲轴重量和达到曲轴刚度和强度要求的目的。

进一步，曲轴的输出端轴段轴向长度与曲轴的飞轮端轴段轴向长度比为0.2-0.4；在此比值范围下，可使得曲轴的输出端轴段的长度可尽可能的缩小，并且，在将该曲轴使用于变频发电机的发动机上，曲轴的输出端仅可以满足支撑于发动机的曲轴箱上即可，无需在设置专门的输出端用于功率输出，从而尽可能的降低曲轴的整体重量。

进一步，曲轴的输出端轴段轴向长度为25-30mm；在保证曲轴输出端正常工作的基础上，满足最大化降低曲轴的输出端重量的目的，从而降低曲轴整体重量。

进一步，曲轴为单缸发动机曲轴。

本发明还公开了一种利用轻量型曲轴的发动机，发动机上安装有轻量型曲轴。

本发明的有益效果：本发明的轻量型曲轴及其发动机，对曲轴的输出端端部进行简化结构设置，并至少在输出端轴段上设置减重孔，在不会对曲轴强度和刚度造成影响，可保证曲轴正常工作的基础上，达到减轻曲轴乃至发动机整机重量的目的，从而降低动力损耗。

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。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图，如图所示：本实施例的轻量型曲轴，至少曲轴的输出端轴段1设置有减重孔2；其中，曲轴一端用于连接飞轮称为飞轮端，曲轴相对飞轮端的另一端称为输出端，输出端是指功率输出端，即曲轴包括飞轮端轴段3、输出端轴段1和位于飞轮端轴段3与输出端轴段1之间的曲柄部4，至少在曲轴的输出端轴段1上设置减重孔2，并且减重孔2是在满足曲轴刚度和强度的前提下设置的，可在满足曲轴工作要求的基础上，大大降低曲轴的整体重量，从而达到降低发动机整机重量的目的。

本实施例中，减重孔2沿曲轴的输出端轴段1沿轴向自外向内延伸形成；其中，轴向是指沿曲轴的转动轴线的方向，自外向内是指自曲轴的输出端外端部沿轴向向曲轴内部方向，不仅加工方便，容易制造，而且不会影响曲轴输出端的工作状态，满足曲轴输出端的平衡配重。

本实施例中，减重孔2的轴线与曲轴的转动轴线l重合；即在曲轴的转动轴线上自曲轴的输出端外部沿轴向向内打孔形成减重孔2，这种设置在达到降低曲轴的整体重量的同时，还不会影响到曲轴的平衡配重。

本实施例中，减重孔2孔径与曲轴的输出端轴段1端部外径比为0.4-0.6；在此比值范围下，减重孔2的大小设置与曲轴的输出端轴段1端部外径达到合理化的对应设置，可在满足曲轴整体刚度和强度、满足曲轴输出端工作要求的基础上，最大化的达到降低曲轴整体重量的目的，满足曲轴的轻量化设计，降低动力损耗和成本；；其中，最优的，减重孔2孔径与曲轴的输出端轴段1端部外径比值可为0.4、0.52或0.6。

本实施例中，减重孔2沿曲轴的输出端轴段1的轴向延伸至曲柄与输出端轴段1的主轴径相连接处；即减重孔2的轴向贯通曲轴的输出端轴段1整体，具有较佳的结构设置，以满足最大化降低曲轴重量和达到曲轴刚度和强度要求的目的。

本实施例中，曲轴的输出端轴段1轴向长度与曲轴的飞轮端轴段3轴向长度比为0.2-0.4，其中，最优的可取0.2、0.32或0.4；在此比值范围下，可使得曲轴的输出端轴段1的长度可尽可能的缩小，并且，在将该曲轴使用于变频发电机的发动机上，曲轴的输出端仅可以满足支撑于发动机的曲轴箱上即可，无需在设置专门的输出端用于功率输出，从而尽可能的降低曲轴的整体重量。

本实施例中，曲轴的输出端轴段1轴向长度为25-30mm，即曲轴的输出端轴段1轴向长度可取25mm、27mm或30mm；在保证曲轴输出端正常工作的基础上，满足最大化降低曲轴的输出端重量的目的，从而降低曲轴整体重量。

本实施例中，曲轴为单缸发动机曲轴。

本发明还公开了一种利用轻量型曲轴的发动机，发动机上安装有轻量型曲轴。

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 (9)

1.一种轻量型曲轴，其特征在于：至少所述曲轴的输出端轴段设置有减重孔。

2.根据权利要求1所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述减重孔沿所述曲轴的输出端轴段沿轴向自外端部向内延伸形成。

3.根据权利要求2所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述减重孔的轴线与所述曲轴的转动轴线重合。

4.根据权利要求3所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述减重孔孔径与所述曲轴的输出端轴段端部外径比为0.4-0.6。

5.根据权利要求4所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述减重孔沿曲轴的输出端轴段的轴向延伸至曲柄与输出端轴段的主轴径相连接处。

6.根据权利要求5所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述曲轴的输出端轴段轴向长度与曲轴的飞轮端轴段轴向长度比为0.2-0.4。

7.根据权利要求6所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述曲轴的输出端轴段轴向长度为25-30mm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的轻量型曲轴，其特征在于：所述曲轴为单缸发动机曲轴。

9.一种利用权利要求1-8任一权利要求所述的轻量型曲轴的发动机，其特征在于：发动机上安装有所述轻量型曲轴。