CN109630536A - V型20缸柴油机曲轴 - Google Patents

V型20缸柴油机曲轴 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种V型20缸柴油机曲轴。该V型20缸柴油机曲轴具有十个曲拐，从曲轴的前端看，在顺时针方向上，第一曲拐的连杆轴颈与第十曲拐的连杆轴颈轴向对齐；第七曲拐的连杆轴颈与第四曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第一曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第二曲拐的连杆轴颈与第九曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第七曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第六曲拐的连杆轴颈与第五曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第二曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第三曲拐的连杆轴颈与第八曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第六曲拐的连杆轴颈的夹角为72度；该V型20缸柴油机曲轴能够有效降低曲轴的扭振性能，并提高了曲轴强度和轴承油膜厚度。

Description

V型20缸柴油机曲轴
技术领域
本发明是关于发动机领域，特别是关于一种V型20缸柴油机曲轴。
背景技术
目前的柴油机都在提高其功率密度，缩小体积，为此各零部件就需要在外形尺寸尽量小的情况下，承受尽量大的载荷，作为直接传输柴油机动力的曲轴的强化尤为重要
现有大功率V型20缸柴油机(90度)的曲轴强度及扭振性能较差，无法承受更大的爆发压力。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的V型20缸柴油机曲轴，该V型20缸柴油机曲轴能够有效降低曲轴的扭振性能，并提高了曲轴强度和轴承油膜厚度，使得柴油机曲轴能够承受更高的爆发压力。
为实现上述目的，本发明提供了一种V型20缸柴油机曲轴，包括：主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂和平衡块，所述主轴颈安装在缸体上，所述连杆轴颈与连杆大头孔连接，所述主轴颈和连杆轴颈分别与曲柄臂的两侧连接，所述一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄臂形成一个曲拐；该V型20缸柴油机曲轴具有十个曲拐，从曲轴的前端看，在顺时针方向上，第一曲拐的连杆轴颈与第十曲拐的连杆轴颈轴向对齐；第七曲拐的连杆轴颈与第四曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第一曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第二曲拐的连杆轴颈与第九曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第七曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第六曲拐的连杆轴颈与第五曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第二曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第三曲拐的连杆轴颈与第八曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第六曲拐的连杆轴颈的夹角为72度；该V型20缸柴油机曲轴的单列发火顺序依次为：第一缸、第三缸、第六缸、第二缸、第七缸、第十缸、第八缸、第五缸、第九缸、第四缸，均匀72度发火。
在一优选的实施方式中，主轴颈的中央开设有轴向延伸的第一减重孔，该第一减重孔为圆柱状，所述第一减重孔的中间设置有加强肋。
在一优选的实施方式中，连杆轴颈内开设有第二减重孔，该第二减重孔贯穿连杆轴颈的左右两侧端面。
在一优选的实施方式中，第二减重孔为弧形。
在一优选的实施方式中，主轴颈的直径与缸径的比值为0.91～1.1；所述连杆轴颈的直径与缸径的比值为0.76～0.8；所述曲柄臂的厚度与缸径的比值为：0.21～0.24；缸心距与缸径的比值为1.3～1.5，所述平衡块的半径与冲程的比值为0.9-1。
与现有技术相比，根据本发明的V型20缸柴油机曲轴具有如下有益效果：该V型20缸柴油机曲轴配以合适发火顺序，能够有效降低曲轴的扭振性能，并提高了曲轴强度和轴承油膜厚度，使得柴油机曲轴能够承受更高的爆发压力，提高发动机运行可靠性。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的V型20缸柴油机曲轴的结构示意图。
图2是根据本发明第一实施方式的V型20缸柴油机曲轴的局部结构示意图。
图3是根据本发明第一实施方式的V型20缸柴油机曲轴的曲拐分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明优选实施例的V型20缸柴油机曲轴的具体包括：主轴颈11、连杆轴颈12、曲柄臂13和平衡块。其中，主轴颈11被安装在缸体上，连杆轴颈12与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，主轴颈11和连杆轴颈12分别与曲柄臂13的两侧连接，一个主轴颈11、一个连杆轴颈12和一个曲柄臂13组成了一个曲拐。该V型20缸柴油机曲轴具有六个曲拐，通过对该六个曲拐主要参数的设计，配以合适发火顺序，能够有效降低曲轴的扭振性能，并提高了曲轴强度和轴承油膜厚度，使得柴油机曲轴能够承受更高的爆发压力。
具体来讲，发动机曲轴是引擎的主要旋转机件，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，是发动机上的一个重要的机件。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。
主轴颈11为中空结构，即主轴颈11的中央开设有轴向延伸的第一减重孔，优选的，该第一减重孔为圆柱状。该第一减重孔的中间设置有加强肋。
连杆轴颈12为中空结构，即连杆轴颈内开设有第二减重孔，该第二减重孔贯穿连杆轴颈的左右两侧端面，优选的，该第二减重孔为弧形。
主轴颈11的一端和连杆轴颈12的一端分别与曲柄臂13的两侧连接组成了曲拐。
平衡块用于平衡曲轴连杆轴颈和曲柄臂产生的离心力和力矩，使曲轴运转平稳和减少主轴颈轴瓦承受的负荷，以使发动机平稳运转，减少主轴颈负荷。平衡块有两种，一种是与曲轴制成一体；另一种是制成单独的，再用螺钉固定在曲柄上。后一种叫做装配式平衡块，发动机一般采用一体式的平衡块。
(一)曲拐的主要设计参数：
如图2所示，主轴颈的直径d1/D(缸径)为0.91～1.1，可有效提高曲轴强度。
连杆轴颈的直径d2/D(缸径)为0.76～0.8，有效提高曲轴强度和连杆轴颈的刚度，防止两个缸的轴颈变形。
曲柄臂的厚度H/D(缸径)为0.21～0.24，有效缩小缸心距离，缩小发动机长度。
缸心距L/D(缸径)为1.3～1.5，有效缩小缸心距离,保证发动机的紧凑性。
平衡块的半径P/S(冲程)为0.9-1，可以有效改善轴承轴颈的油膜水平。
(二)曲轴结构对应的发火顺序
如图3所示，该V型20缸柴油机将所有气缸分成两组，把相邻气缸以一定夹角布置一起，使两组气缸形成有一个夹角的平面，从侧面看气缸呈V字形。该V型20缸柴油机的高度和长度尺寸小，布置起来较为方便。它便于通过扩大气缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的气缸数。该V型20缸柴油机曲轴具有十个曲拐，从曲轴的前端看，在顺时针方向上，第一曲拐的连杆轴颈1与第十曲拐的连杆轴颈轴向对齐；第七曲拐的连杆轴颈7与第四曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第一曲拐的连杆轴颈1的夹角为72度，第二曲拐的连杆轴颈2与第九曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第七曲拐的连杆轴颈7的夹角为72度，第六曲拐的连杆轴颈6与第五曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第二曲拐的连杆轴颈2的夹角为72度，第三曲拐的连杆轴颈3与第八曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第六曲拐的连杆轴颈6的夹角为72度。
该V型20缸柴油机曲轴的单列发火顺序依次为：第一缸、第三缸、第六缸、第二缸、第七缸、第十缸、第八缸、第五缸、第九缸、第四缸，均匀72度发火，合适的发火有利于轴系扭振性能的改善。
综上，该V型20缸柴油机曲轴配以合适发火顺序，能够有效降低曲轴的扭振性能，并提高了曲轴强度和轴承油膜厚度，使得柴油机曲轴能够承受更高的爆发压力，提高发动机运行可靠性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种V型20缸柴油机曲轴，其特征在于，包括：主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂和平衡块，所述主轴颈安装在缸体上，所述连杆轴颈与连杆大头孔连接，所述主轴颈和连杆轴颈分别与曲柄臂的两侧连接，所述一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄臂形成一个曲拐；该V型20缸柴油机曲轴具有十个曲拐，从曲轴的前端看，在顺时针方向上，第一曲拐的连杆轴颈与第十曲拐的连杆轴颈轴向对齐；第七曲拐的连杆轴颈与第四曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第一曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第二曲拐的连杆轴颈与第九曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第七曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第六曲拐的连杆轴颈与第五曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第二曲拐的连杆轴颈的夹角为72度，第三曲拐的连杆轴颈与第八曲拐的连杆轴颈轴向对齐，并与第六曲拐的连杆轴颈的夹角为72度；该V型20缸柴油机曲轴的单列发火顺序依次为：第一缸、第三缸、第六缸、第二缸、第七缸、第十缸、第八缸、第五缸、第九缸、第四缸，均匀72度发火。
2.如权利要求1所述的V型20缸柴油机曲轴，其特征在于，所述主轴颈的中央开设有轴向延伸的第一减重孔，该第一减重孔为圆柱状，所述第一减重孔的中间设置有加强肋。
3.如权利要求1所述的V型20缸柴油机曲轴，其特征在于，所述连杆轴颈内开设有第二减重孔，该第二减重孔贯穿连杆轴颈的左右两侧端面。
4.如权利要求3所述的V型20缸柴油机曲轴，其特征在于，所述第二减重孔为弧形。
5.如权利要求3所述的V型20缸柴油机曲轴，其特征在于，所述主轴颈的直径与缸径的比值为0.91～1.1；所述连杆轴颈的直径与缸径的比值为0.76～0.8；所述曲柄臂的厚度与缸径的比值为：0.21～0.24；缸心距与缸径的比值为1.3～1.5，所述平衡块的半径与冲程的比值为0.9-1。
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