CN106678164B - 曲轴轴向间隙调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及曲轴轴向间隙调整机构，在曲轴的轴向一端套装有轴承座和飞轮，在飞轮的轴向端面具有朝向轴承座开口的内凹腔，在内凹腔内容纳有调隙板，第一止推片设置在轴承座上。在曲轴工作时，流经曲轴和轴承座之间的润滑油朝径向外侧经过调隙板两侧，经过调隙板的第一挡板的分流，大部分润滑油流进调隙板和内凹腔一侧，并在内凹腔内聚集，在旋转离心力的作用下，聚集的润滑油压力升高，对飞轮和曲轴施加远离轴承座的轴向作用力。而固定于轴承座的第二止推片阻止曲轴靠近轴承座，两者的共同作用将曲轴的轴向位置限定在某个小范围内，从而能避免曲轴窜动，导致发动机部件破坏。本发明间隙调节尺寸范围大，且为柔性调节，具有噪音小和振动低等优点。

Description

曲轴轴向间隙调整机构

技术领域

本发明涉及柴油机曲轴轴向间隙调整机构。具体来说，是一种利用液态润滑油控制曲轴轴向间隙的机构。

背景技术

柴油发动机在使用中，由于各种客观条件会使曲轴沿轴向前后窜动，导致曲轴轴向存在一定间隙，其间隙应在合理的范围内。间隙过大，会导致曲轴来回窜动，主轴瓦磨损，以及油封漏油等现象；间隙过小则会使曲轴转动不灵活，并可能发热膨胀卡死。使用过程中，止推片也会逐渐磨损，使间隙变大，故必须确定合适的轴向间隙。

目前对曲轴轴向间隙的调整技术，解决方案主要是在装配主轴承时，同时对曲轴轴向间隙进行检修与调整，换取不同厚度公差的止推片进行调整。检查时，用塞尺在轴承曲臂处与止推片之间进行测量，一般将轴向间隙设置在0.08-0.15mm之间。如果不合要求，则更换或修整止推片进行调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理的、可利用液态润滑油在曲轴工作下的旋转离心力调整曲轴轴向间隙的曲轴轴向间隙调整机构。

一种曲轴轴向间隙调整机构，在曲轴的轴向一端套装有彼此相邻的轴承座和飞轮，其中，

在所述飞轮的轴向端面形成有朝向所述轴承座开口的内凹腔，在所述内凹腔内容纳有调隙板，第一止推片设置于所述轴承座而位于所述轴承座和所述调隙板之间，

在所述曲轴工作时，流经所述曲轴和所述轴承座之间的润滑油朝向径向外侧经过所述调隙板的轴向两侧，在所述调隙板和所述内凹腔之间的空间聚集，在旋转离心力的作用下，聚集的润滑油压力升高，从而对所述飞轮和与所述飞轮固定的所述曲轴施加远离所述轴承座的轴向作用力。

优选地，在所述曲轴工作时，在流经所述曲轴和所述轴承座之间并朝向径向外侧经过所述调隙板的轴向两侧的润滑油中，流经所述轴承座和所述第一止推片之间的润滑油(该润滑油的量为零或极小值)和流经所述第一止推片和所述调隙板之间的润滑油的总和，小于流经所述调隙板和所述内凹腔之间的润滑油。

优选地，所述调隙板与所述飞轮的内凹腔的配合使得，所述调隙板的内周缘与所述内凹腔的内周面之间的总间隙大于所述调隙板的外周缘与所述内凹腔的外周面之间的总间隙，从而使从径向内侧向径向外侧流入到所述调隙板和所述内凹腔之间的润滑油能够在所述调隙板和所述内凹腔之间的空间聚集。

优选地，所述调隙板的内周设置有第一挡板，所述第一挡板在径向上朝向所述调隙板的径向内侧延伸的同时在轴向上朝向所述轴承座所在侧延伸，以将润滑油引导到所述调隙板和所述内凹腔之间。

优选地，所述调隙板的外周设置有第二挡板，所述第二挡板在轴向上朝向所述轴承座所在侧延伸，所述第一止推片在径向上位于所述第一挡板和所述第二挡板之间。

优选地，在所述调隙板面向所述内凹腔的底壁的表面和/或所述内凹腔的底壁形成有肋和/或凸起，以维持所述调隙板在装配时与所述内凹腔的底壁保持一定的初始距离。

优选地，在所述飞轮的内凹腔的径向外侧，在所述飞轮和所述轴承座之间设置有油封。

优选地，在所述曲轴的凸缘和所述轴承座之间还设置有第二止推片，所述第一止推片通过设置在其外周缘的多个定位凸台与所述轴承座的定位凹槽相嵌合，以实现所述第一止推片相对于所述轴承座的周向定位；并且/或者

所述第二止推片通过设置在其外周缘的多个定位凸台与所述轴承座的定位凹槽相嵌合，以实现所述第二止推片相对于所述轴承座的周向定位；并且/或者

所述调隙板通过设置在其外周缘的多个定位凸台与所述飞轮的内凹腔的外周面的定位凹槽相嵌合，以实现所述调隙板相对于所述飞轮的周向定位。

优选地，所述第一止推片的与所述调隙板接触的表面设置有延伸过所述第一止推片的整个径向宽度的多个轴向凹陷部，并且/或者所述第二止推片的与所述曲轴接触的表面设置有延伸过所述第二止推片的整个径向宽度的多个轴向凹陷部。

优选地，在所述轴承座和所述曲轴之间设置有曲轴衬套，所述曲轴衬套设置有一个或多个径向通孔，并且/或者在所述调隙板和所述内凹腔的底壁之间设置有弹簧。

本发明曲轴轴向间隙调整机构中，液态润滑油在曲轴工作中在旋转离心力作用下沿径向向外流动，流经调隙板与飞轮间隙时，在内凹腔内聚集，在旋转离心力的作用下，聚集的润滑油压力升高，从而对飞轮的轴向作用力使飞轮和与飞轮固定的曲轴向远离轴承座的方向移动，而固定于轴承座的第二止推片阻止与飞轮固定的曲轴靠近轴承座，两者的共同作用将曲轴的轴向位置限定在某个小范围内，从而能避免曲轴窜动。以此原理调整轴向间隙，可防止止推片因为磨损产生的间隙超出范围所引起的不良后果，延长零件的使用寿命，降低柴油机工况下振动和噪音。该机构可广泛适用于机械类轴向间隙的调整。

另外，在曲轴工作时，流经曲轴和轴承座之间的润滑油朝向径向外侧经过调隙板两侧，经过调隙板的第一挡板的分流，大部分润滑油流进调隙板和内凹腔一侧，并在凹腔内聚集，从而对飞轮和曲轴施加远离轴承座的轴向作用力。而固定于轴承座的第二止推片阻止曲轴靠近轴承座，两者的共同作用将曲轴的轴向位置限定在某个小范围内，避免因曲轴窜动而导致发动机部件破坏。在本发明的曲轴轴向间隙调整机构中，间隙调节尺寸范围大，并且为柔性调节，具有噪音小和振动低等优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的曲轴轴向间隙调整机构的立体图。

图2是图1的曲轴轴向间隙调整机构的局部截面图。

图3A是图2的截面图的局部放大图。

图3B是示出调隙板的第一和第二挡板的结构细节的局部截面放大图。

图4A是示出图1的曲轴轴向间隙调整机构的部分部件的立体图。

图4B是示出调隙板和飞轮的分解立体图。

图4C是示出图4B的局部细节的放大图。

图5是示出图1的曲轴轴向间隙调整机构的部分部件的立体图。

图6A是示出图1的曲轴轴向间隙调整机构中的调隙板的立体图。

图6B是示出调隙板的另一立体图。

图7是示出第二止推片和轴承座的配合关系的分解立体图。

图8是示出轴承座上的孔道的示意图。

附图标记说明

1飞轮；2曲轴；3调隙板；4第一止推片；5轴承座；6第二止推片；7曲轴衬套；8油封；11内凹腔；111底壁；112定位凹槽；12轴向凸出部；21凸缘；31定位凸台；32第一挡板；33第二挡板；34凸起；41定位凸台；51内凹腔；52凸缘；53定位凹槽；54孔道；55泄油孔；56凸缘；61定位凸台；62轴向凹陷部；71径向通孔；72周向凹槽。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的结构原理作进一步说明。

参照图1-8，在本发明的一个实施例的曲轴轴向间隙调整机构中，在曲轴2的轴向一端套装有飞轮1和轴承座5，飞轮1和轴承座5彼此相邻且轴向相对。轴承座5和曲轴2之间设置曲轴衬套7。在曲轴2的轴向(图2和3A中的点划线的方向)上，轴承座5被设置在曲轴2的向径向外侧凸出的凸缘21和飞轮1的一个轴向端面之间。

第一止推片4和第二止推片6在轴承座5的轴向相反的两侧配合定位，飞轮1具有朝向轴承座5开口的内凹腔11，调隙板3与飞轮1的内凹腔11配合安装。第一止推片4位于轴承座5和调隙板3之间。第二止推片6位于曲轴2的凸缘21和轴承座5之间。

在飞轮1的内凹腔11的径向外侧，飞轮1和轴承座5之间设置有油封8。更具体地，在飞轮1的内凹腔11的径向外侧设置有朝向轴承座5的轴向凸出部12。轴承座5具有与该轴向凸出部12对应且朝向飞轮1开口的内凹腔51。在轴向凸出部12和内凹腔51的外周面之间设置油封8。

第一止推片4与轴承座5相嵌合，更具体地，第一止推片4有一对中心对称的定位凸台41(参照图5，图5的角度仅能看到一个定位凸台41)与轴承座5的定位凹槽(未图示)相嵌合，以保证第一止推片4相对于轴承座5的周向定位。调隙板3的外周缘的定位凸台31(参照图4A、4B和6A-6B)与飞轮1的内凹腔11的外周面的定位凹槽112(图4C)配合安装，以确保调隙板3相对于飞轮1的周向定位。调隙板3的内周设有第一挡板32，用于引导润滑油的流向。

更具体地，参照图3B和图6A-6B，调隙板3呈环形，并具有大致U形的截面。即，调隙板3的内周的第一挡板32在径向上朝向调隙板3的径向内侧且在轴向上朝向轴承座5所在侧延伸。调隙板3的外周设有第二挡板33，定位凸台31设置于该第二挡板33。调隙板3的U形开口朝向第一止推片4和轴承座5。

调隙板3的第一挡板32具有引导润滑油的作用，第一挡板32和第二挡板33朝向远离内凹腔11的底壁111的方向延伸，从而有利于引导润滑油流入调隙板3和内凹腔11的底壁111之间。

调隙板3可以由金属等形成，其厚度可以例如为3mm至5mm。

优选地，内凹腔11的各边角处可以进行倒角，以利于润滑油的流动。

如图3A所示，在从轴承座5和飞轮1之间的径向内侧间隙流向径向外侧的润滑油中，绝大部分润滑油从调隙板3和内凹腔11之间流过，仅很少部分润滑油从调隙板3和第一止推片4之间(以及第一止推片4和轴承座5之间)流过。

可以在调隙板3的朝向内凹腔11的底壁111的表面和/或内凹腔11的底壁111形成肋和/或凸起34(图4A和图6B)，以维持调隙板3在装配时与内凹腔11的底壁111保持一定的初始距离，防止调隙板3一开始就贴合底壁111导致润滑油无法流入调隙板3与内凹腔11中，而导致调隙板3调节间隙功能失效。

虽然附图中未示出，但是还可以在调隙板3和内凹腔11的底壁111之间设弹簧(例如，板簧)，该弹簧可以与聚集的润滑油一起起到调隙作用。

优选地，调隙板3与飞轮1的内凹腔11的配合使得，调隙板3的内周缘与内凹腔11的内周面之间的总间隙大于调隙板3的外周缘与内凹腔11的外周面之间的总间隙，因而，从径向内侧的间隙进入到调隙板3和飞轮1之间的润滑油能够在一定程度上保持在调隙板3和飞轮1之间的空间，以通过该聚集的润滑油来调隙。

可以在调隙板3的内周缘和外周缘设置多个凹陷部来允许润滑油流入调隙板3和内凹腔11的底壁111之间的空间，同时保证调隙板3的径向宽度与内凹腔11的径向尺寸相对应，以防止调隙板3相对于内凹腔11径向窜动。

应当理解，调隙板3的内周缘和外周缘与内凹腔11的内周面和外周面的配合关系应当使得调隙板3能够相对于内凹腔11(飞轮1)轴向移动，以实现调隙。

第一止推片4和第二止推片6为大致平板状的环形形状，它们的彼此相反的表面可以设置有多个轴向凹陷部。更具体地，参照图5和图7，第二止止推片6除设置有与第一止推片4的定位凸台41类似的定位凸台61之外，第二止推片6的面向曲轴2的凸缘21的表面设置有多个延伸过第二止推片6的整个径向宽度的轴向凹陷部62，用于引导润滑油。类似地，第一止推片4的面向调隙板3的表面也可以设置有多个延伸过第一止推片4的整个径向宽度的轴向凹陷部，以引导润滑油。应当理解，该轴向凹陷部无需严格地沿着径向延伸。参照图7及图3A、3B，轴承座5上形成有用于支撑第一止推片4的凸缘56和用于支撑第二止推片6的凸缘52。如图7清楚地示出的，在凸缘52上形成有用于接收第二止推片6的定位凸台61的定位凹槽53。定位凸台与定位凹槽的卡合可以将第一止推片4和第二止推片6固定于轴承座5。由于第一止推片4和第二止推片6固定于轴承座5并且与轴承座5形成面接触，因此，没有或几乎没有润滑油流过第一止推片4和轴承座5之间以及第二止推片6和轴承座5之间。

曲轴衬套7设置有一个或多个径向通孔71(图5中示出了一个径向通孔)。该径向通孔71用于接收来自轴承座5的对应孔道54(图8)的润滑油。曲轴衬套7的径向内表面还设置有在轴向上与径向通孔71对应的周向凹槽72，因此，从径向通孔71引入到周向凹槽72的润滑轴能够分散到曲轴2的整周。

下面简单说明根据本发明的曲轴轴向间隙调整机构的工作原理。

柴油机在工作时，尤其是采用斜齿轮传动的发动机，会对曲轴2产生一个轴向力，使曲轴2存在一定的动态间隙且会随轴向力的变化而改变。图3A中的虚线箭头示出了润滑油的流动方向，经油泵(未图示)加压的润滑油从轴承座5中的孔道54流入曲轴衬套7的径向通孔71，然后润滑油沿着曲轴衬套7流向第二止推片6侧和第一止推片4侧，在曲轴2的旋转作用下，润滑油在旋转离心力作用下沿径向向外流动，流经第一止推片4，在轴承座5处被油封8挡住。更具体地，液态润滑油在曲轴2的高速旋转下、在调隙板3的内周的第一挡板32的引导下，流入调隙板3与飞轮1之间，在调隙板3处聚积，流出调隙板3的外周缘和内凹腔11的外周面之间间隙的润滑油经由轴承座5的泄油孔55(参见图4A)流入到机体中。润滑油在旋转离心力的作用下，在内凹腔11内产生压力，对飞轮1有轴向作用力，从而阻止飞轮1沿轴向向轴承座5移动。在各个部件有轴向尺寸公差时，也能保证曲轴2不会轴向窜动，从而达到调整曲轴2轴向间隙的目的。另外，部分润滑油会通过轴向凹陷部62流经曲轴2的凸缘21和第二止推片6之间，固定于轴承座5的第二止推片6阻止曲轴2靠近轴承座5，从而，轴承座5的轴向两侧的液压力将曲轴2的轴向位置限定在小范围内。

注意，图8中示出的孔道54为进油孔道，孔道54大致沿着径向贯穿。图4A中示出泄油孔55，该泄油孔55沿着轴向贯穿轴承座。在图4A的结构中，存在3个泄油孔55。因此，在安装状态下，处于下方的一个或两个泄油孔55可以用于润滑油的泄流。

本发明的曲轴轴向间隙调整机构布局紧凑，结构合理，不仅能延长零部件的寿命，而且可以降低柴油机工作时的振动和噪声，可广泛适用于机械类轴向间隙的调整。

以上所述，仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，想到的各种变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

例如，定位凸台31、41和61的个数不限于两个，可以为三个或更多个，多个定位凸台也不限于在周向上等间隔配置。

虽然上面说明了加压的润滑油从轴承座5流入曲轴衬套7，然后流入调隙板3和飞轮1之间，最后流回轴承座5。然而，本发明不限于此。例如，加压的润滑油可以从曲轴2流入曲轴衬套7，然后流入调隙板3和飞轮1之间，最后流回轴承座5。

Claims (10)

1.一种曲轴轴向间隙调整机构，在曲轴(2)的轴向一端套装有彼此相邻的轴承座(5)和飞轮(1)，其特征在于，

在所述飞轮(1)的轴向端面具有朝向所述轴承座(5)开口的内凹腔(11)，在所述内凹腔(11)内容纳有调隙板(3)，第一止推片(4)设置于所述轴承座(5)而位于所述轴承座(5)和所述调隙板(3)之间，

在所述曲轴(2)工作时，流经所述曲轴(2)和所述轴承座(5)之间的润滑油朝向径向外侧经过所述调隙板(3)的轴向两侧，在所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)之间的空间聚集，在旋转离心力的作用下，聚集的润滑油压力升高，从而对所述飞轮(1)和与所述飞轮(1)固定的所述曲轴(2)施加远离所述轴承座(5)的轴向作用力。

2.根据权利要求1所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

在所述曲轴(2)工作时，在流经所述曲轴(2)和所述轴承座(5)之间并朝向径向外侧经过所述调隙板(3)的轴向两侧的润滑油中，流经所述轴承座(5)和所述第一止推片(4)之间的润滑油和流经所述第一止推片(4)和所述调隙板(3)之间的润滑油的总和，小于流经所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)之间的润滑油。

3.根据权利要求1所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

所述调隙板(3)与所述飞轮(1)的内凹腔(11)的配合使得，所述调隙板(3)的内周缘与所述内凹腔(11)的内周面之间的总间隙大于所述调隙板(3)的外周缘与所述内凹腔(11)的外周面之间的总间隙，从而使从径向内侧向径向外侧流入到所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)之间的润滑油能够在所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)之间的空间聚集。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

所述调隙板(3)的内周设置有第一挡板(32)，所述第一挡板(32)在径向上朝向所述调隙板(3)的径向内侧延伸的同时在轴向上朝向所述轴承座(5)所在侧延伸，以将润滑油引导到所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)之间。

5.根据权利要求4所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

所述调隙板(3)的外周设置有第二挡板(33)，所述第二挡板(33)在轴向上朝向所述轴承座(5)所在侧延伸，

所述第一止推片(4)在径向上位于所述第一挡板(32)和所述第二挡板(33)之间。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

在所述调隙板(3)面向所述内凹腔(11)的底壁(111)的表面和/或所述内凹腔(11)的底壁(111)形成有肋和/或凸起，以维持所述调隙板(3)在装配时与所述内凹腔(11)的底壁(111)保持一定的初始距离。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

在所述飞轮(1)的内凹腔(11)的径向外侧，在所述飞轮(1)和所述轴承座(5)之间设置有油封(8)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

在所述曲轴(2)的凸缘(21)和所述轴承座(5)之间还设置有第二止推片(6)，

所述第一止推片(4)通过设置在其外周缘的多个定位凸台(41)与所述轴承座(5)的定位凹槽相嵌合，以实现所述第一止推片(4)相对于所述轴承座(5)的周向定位；并且/或者

所述第二止推片(6)通过设置在其外周缘的多个定位凸台(61)与所述轴承座(5)的定位凹槽相嵌合，以实现所述第二止推片(6)相对于所述轴承座(5)的周向定位；并且/或者

所述调隙板(3)通过设置在其外周缘的多个定位凸台(31)与所述飞轮(1)的内凹腔(11)的外周面的定位凹槽相嵌合，以实现所述调隙板(3)相对于所述飞轮(1)的周向定位。

9.根据权利要求8所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

所述第一止推片(4)的与所述调隙板(3)接触的表面设置有延伸过所述第一止推片(4)的整个径向宽度的多个轴向凹陷部，并且/或者

所述第二止推片(6)的与所述曲轴(2)接触的表面设置有延伸过所述第二止推片(6)的整个径向宽度的多个轴向凹陷部(62)。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的曲轴轴向间隙调整机构，其特征在于，

在所述轴承座(5)和所述曲轴(2)之间设置有曲轴衬套(7)，所述曲轴衬套(7)设置有一个或多个径向通孔(71)，并且/或者

在所述调隙板(3)和所述内凹腔(11)的底壁(111)之间设置有弹簧。