CN110778595A - 曲轴外置全支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曲轴外置全支撑结构，该曲轴外置全支撑结构设置在曲轴的自由端或输出端，曲轴本体通过主轴承盖螺栓和主轴承盖安装在气缸体本体的各档主轴承座上，飞轮壳或齿轮室罩壳与气缸体本体安装为整体结构，齿轮轴与曲轴本体固定连接，曲轴外置全支撑结构包括：外置主轴承座组件，其设置在齿轮轴上，并与飞轮壳或齿轮室罩壳紧固连接为整体结构；外置主轴承衬套，其设置在外置主轴承座组件内侧，并与外置主轴承座组件过盈配合；及油封，其设置在外置主轴承座组件的内孔的端部位置，油封的内唇口与齿轮轴密封面贴合，油封的外圆周面与外置主轴承座组件的内孔过盈配合。本发明减少了悬臂过长导致的曲轴自由端或输出端的弯曲变形及跳动问题。

Description

曲轴外置全支撑结构
技术领域
本发明是关于发动机零部件技术领域，特别是关于一种曲轴外置全支撑结构。
背景技术
曲轴是活塞往复式内燃机的关键零部件，燃气推动活塞做功，做直线运动，曲轴的主要作用则是将活塞的往复直线运动通过曲柄连杆机构转变成连续的旋转运动，以输出功率驱动相关机器或设备运转，同时曲轴也用于驱动柴油机相关配气机构、燃油泵、机油泵、水泵等其他附件工作。通常，曲轴的各档主轴颈通过螺栓将主轴承盖安装在气缸体曲轴箱隔板的主轴承座上。对于直列发动机，曲轴主轴颈的数量一般比发动机的气缸数多1，而对于V型发动机，曲轴主轴颈的数量一般比发动机的气缸数一半数量多1。
发动机在进行原型机设计或二次配套开发设计过程中，为达成工程目标，需要加长曲轴自由端或输出端长度。然而，这样使得曲轴自由端或输出端与相邻的曲轴主轴颈之间的距离会加大，从而产生较长的悬臂效果。发动机运转工作状态下，当曲轴的自由端或输出端有较大功率和扭矩输出时，曲轴主轴承座之外伸出的悬臂部分会产生较大的弯曲变形或跳动问题，此弯曲变形量容易对曲轴主轴瓦润滑油膜建立所需的最小间隙产生影响。此外，该弯曲变形量也会导致曲轴上安装的驱动齿轮中心位置发生变化，与之配合的齿轮副在工作过程中容易产生啮合噪声，甚至齿面出现接触疲劳点蚀，齿轮轴及齿轮轴的衬套也会容易产生偏磨，极端情况下还会产生高温烧蚀抱死问题。
因此，本发明要解决的技术问题是当曲轴自由端或输出端加长后，解决曲轴自由端或输出端伸出的悬臂部分的变形或跳动问题。
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曲轴外置全支撑结构，其能够解决现有技术的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种曲轴外置全支撑结构，该曲轴外置全支撑结构设置在曲轴的自由端或输出端，曲轴本体通过主轴承盖螺栓和主轴承盖安装在气缸体本体的各档主轴承座上，飞轮壳或齿轮室罩壳与气缸体本体安装为整体结构，齿轮轴与曲轴本体固定连接，其中，曲轴外置全支撑结构包括：外置主轴承座组件，其设置在齿轮轴上，并与飞轮壳或齿轮室罩壳紧固连接为整体结构；外置主轴承衬套，其设置在外置主轴承座组件内侧，并与外置主轴承座组件过盈配合；以及油封，其设置在外置主轴承座组件的内孔的端部位置，油封的内唇口与齿轮轴密封面贴合，油封的外圆周面与外置主轴承座组件的内孔过盈配合。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承衬套与相邻主轴承座之间的距离与曲轴主轴颈的直径的比值的范围为≤1.2。
在本发明的一实施方式中，曲轴本体末端的端面距离相邻主轴承座之间的悬臂距离与曲轴主轴颈的直径的比值的范围为≤1.8。
在本发明的一实施方式中，齿轮轴在定位导向面的导向作用下，与曲轴本体通过齿轮轴压装螺栓初步固定，并采用分布在齿轮轴外侧的若干齿轮轴安装螺栓紧固，以输出动力。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承衬套与齿轮轴之间存在有间隙，间隙内充机油润滑。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承座组件的内侧设置有回油槽，回油槽位于外置主轴承衬套的外端面与油封的内端面之间，回油槽为环形凹槽。
在本发明的一实施方式中，齿轮轴和飞轮壳或齿轮室罩壳还设置有回油通道，回油通道分别与回油槽及发动机曲轴箱相连通，以使得回油槽能够将润滑外置主轴承衬套之后的机油引回至发动机。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承座组件与飞轮壳或齿轮室罩壳之间通过定位销定位，并通过外置主轴承座安装螺栓与飞轮壳或齿轮室罩壳紧固。
与现有技术相比，本发明的曲轴外置全支撑结构具有如下优点：通过在曲轴自由端或输出端增加曲轴外置全支撑结构，减少了悬臂过长导致的曲轴自由端或输出端的弯曲变形以及跳动问题。本发明的曲轴外置全支撑结构结构紧凑，定位容易，质量较小，便于安装和维修，不需要额外的大型设备或工具做特殊定位或处理。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的曲轴外置全支撑结构的整体剖视图；
图2是根据本发明一实施方式的曲轴外置全支撑结构的局部剖视图；
图3是根据本发明一实施方式的曲轴外置全支撑结构的尺寸关系示意图。
主要附图标记说明：
1-气缸体本体；2-缸孔；3-垫板；4、飞轮壳或齿轮室罩壳；5-主轴承座；6-外置主轴承座组件；7-外置主轴承衬套；8-油封；9-齿轮轴；10-垫块；11-齿轮轴压装螺栓；12-齿轮轴安装螺栓；13-外置主轴承座安装螺栓；14-回油槽；15-齿轮轴密封面；16-定位导向面；17-曲轴主轴颈；18-曲轴本体；19-主轴承盖；20-主轴承盖螺栓；X-外置主轴承衬套与相邻主轴承座之间的距离；Y-曲轴本体末端的端面距离相邻主轴承座之间的悬臂距离；D-曲轴主轴颈直径。
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。
参考图1至图2，根据本发明优选实施方式的曲轴外置全支撑结构设置在曲轴的自由端或输出端，如图所示，曲轴本体18通过主轴承盖螺栓20和主轴承盖19安装在气缸体本体1的各档主轴承座5上，垫板3通过安装螺栓与气缸体本体1安装为整体，飞轮壳或齿轮室罩壳4通过安装螺栓与气缸体本体1安装为整体结构。齿轮轴9在定位导向面16的导向作用下，与曲轴本体18之间用齿轮轴压装螺栓11进行初步固定，再用分布在齿轮轴9外侧的若干齿轮轴安装螺栓12进行紧固，以确保动力安全可靠的输出。
曲轴外置全支撑结构包括：外置主轴承座组件6、外置主轴承衬套7以及油封8，其中，外置主轴承座组件6设置在齿轮轴9上，并与飞轮壳或齿轮室罩壳4紧固连接为整体结构；外置主轴承衬套7设置在外置主轴承座组件6内侧，并与外置主轴承座组件6过盈配合；油封8设置在外置主轴承座组件6的内孔的端部位置，油封8的内唇口与齿轮轴密封面15贴合，油封8的外圆周面与外置主轴承座组件6的内孔过盈配合，从而形成密封效果。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承衬套7与齿轮轴9之间存在有间隙，间隙内充机油润滑。外置主轴承座组件6的内侧设置有回油槽14，回油槽14位于外置主轴承衬套7的外端面与油封8的内端面之间，回油槽14为环形凹槽。
在本发明的一实施方式中，齿轮轴9和飞轮壳或齿轮室罩壳4还设置有回油通道，回油通道分别与回油槽14及发动机曲轴箱相连通，以使得回油槽14能够将润滑外置主轴承衬套7之后的机油引回至发动机，避免过多的机油淤塞在外置主轴承衬套7周围，导致无法及时散热而出现轴瓦过热甚至烧蚀问题。
在本发明的一实施方式中，外置主轴承座组件6与飞轮壳或齿轮室罩壳4之间通过定位销定位，并通过外置主轴承座安装螺栓13与飞轮壳或齿轮室罩壳4紧固并成为整体。
在本发明的一实施方式中，如图3所示，外置主轴承衬套7与相邻主轴承座5之间的距离X与曲轴主轴颈17的直径D的比值X/D的范围≤1.2。曲轴本体18末端的端面距离相邻主轴承座5之间的悬臂距离Y与曲轴主轴颈17的直径D的比值Y/D的范围≤1.8，以使得曲轴外置全支撑结构拥有良好的支撑效果和受力性能。
本发明的曲轴外置全支撑结构的安装方法具体为：
首先，曲轴本体18通过主轴承盖螺栓20和主轴承盖19安装在气缸体本体1的各档主轴承座5上。垫板3通过安装螺栓与气缸体本体1安装为整体。飞轮壳或齿轮室罩壳4通过安装螺栓与气缸体本体1安装为整体。接着，齿轮轴9在定位导向面16的导向作用下，与曲轴本体18之间用齿轮轴压装螺栓11进行初步固定，再用分布在齿轮轴9外侧的若干齿轮轴安装螺栓12进行紧固。之后进行外置主轴承座组件6的安装，在安装外置主轴承座组件6之前，需要压装好采用过盈配合的外置主轴承衬套7，外置主轴承座组件6与飞轮壳或齿轮室罩壳4之间通过定位销进行定位，再通过外置主轴承座安装螺栓13将外置主轴承座组件6与飞轮壳或齿轮室罩壳4进行紧固并成为整体。最后进行油封8的安装，油封8的内唇口与齿轮轴密封面15贴合，油封8的外圆周面与外置主轴承座组件6的内孔过盈配合，从而形成密封效果。
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 (8)

1.一种曲轴外置全支撑结构，其特征在于，该曲轴外置全支撑结构设置在曲轴的自由端或输出端，曲轴本体通过主轴承盖螺栓和主轴承盖安装在气缸体本体的各档主轴承座上，飞轮壳或齿轮室罩壳与所述气缸体本体安装为整体结构，齿轮轴与所述曲轴本体固定连接，其中，所述曲轴外置全支撑结构包括：
外置主轴承座组件，其设置在所述齿轮轴上，并与所述飞轮壳或齿轮室罩壳紧固连接为整体结构；
外置主轴承衬套，其设置在所述外置主轴承座组件内侧，并与所述外置主轴承座组件过盈配合；以及
油封，其设置在所述外置主轴承座组件的内孔的端部位置，所述油封的内唇口与齿轮轴密封面贴合，所述油封的外圆周面与所述外置主轴承座组件的内孔过盈配合。
2.如权利要求1所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述外置主轴承衬套与相邻主轴承座之间的距离与曲轴主轴颈的直径的比值的范围为≤1.2。
3.如权利要求1所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述曲轴本体末端的端面距离相邻主轴承座之间的悬臂距离与所述曲轴主轴颈的直径的比值的范围为≤1.8。
4.如权利要求1所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述齿轮轴在定位导向面的导向作用下，与所述曲轴本体通过齿轮轴压装螺栓初步固定，并采用分布在所述齿轮轴外侧的若干齿轮轴安装螺栓紧固，以输出动力。
5.如权利要求1所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述外置主轴承衬套与所述齿轮轴之间存在有间隙，所述间隙内充机油润滑。
6.如权利要求5所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述外置主轴承座组件的内侧设置有回油槽，所述回油槽位于所述外置主轴承衬套的外端面与所述油封的内端面之间，所述回油槽为环形凹槽。
7.如权利要求6所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述齿轮轴和所述飞轮壳或齿轮室罩壳还设置有回油通道，所述回油通道分别与所述回油槽及发动机曲轴箱相连通，以使得所述回油槽能够将润滑所述外置主轴承衬套之后的机油引回至发动机。
8.如权利要求1所述的曲轴外置全支撑结构，其特征在于，所述外置主轴承座组件与所述飞轮壳或齿轮室罩壳之间通过定位销定位，并通过外置主轴承座安装螺栓与所述飞轮壳或齿轮室罩壳紧固。
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