CN110966487B - 一种柴油发动机飞轮壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柴油发动机技术领域，具体涉及一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面和围设在底面周围一圈的侧壁，侧壁后端与底面连接，底面和侧壁一体成型，底面和侧壁形成容纳飞轮的腔体，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环，飞轮壳的底面上设有加强筋，加强筋与飞轮壳底面一体成型，本发明通过飞轮壳结构以及飞轮壳铸造工艺的设计，显著提高了飞轮壳的强度，加强筋结构的设计有效分散了应力，应力集中显著降低，提高了飞轮壳的承载能力和可靠性，所述飞轮壳在铸造时，通过在铁粉中添加镍粉、铌钛合金，增加了生铁的强度及韧性，浇铸后所得到的飞轮壳壳体在经轻蚀及淬火处理后，飞轮壳到的耐磨性较处理前提高了10‑12%。

Description

一种柴油发动机飞轮壳
技术领域
本发明涉及柴油发动机技术领域，具体涉及一种柴油发动机飞轮壳。
背景技术
飞轮壳是发动机上一个重要的基础件，作用是连接发动机与变速器，承担发动机及变速器的部分重量，保护离合器和飞轮，而且还是发动机的支撑部件，其结构及加工质量直接影响发动机的性能。
该零件结构复杂，形状似盆，薄壁，盆底定位面有1/3悬空，工件刚性差，加工时易变性，属于难加工零件，现有飞轮壳由于结构设计以及铸造工序不同，强度不一，目前增加飞轮壳强度主要靠增加飞轮壳壁厚，以及利用粗大加强筋实现，这种方式虽然提高了飞轮壳的强度，但整体重量过大，并不方便安装使用，同时也会增加能耗。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种柴油发动机飞轮壳。
本发明通过如下技术方案来实现：一种柴油发动机飞轮壳，
一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面和围设在底面周围一圈的侧壁，侧壁后端与底面连接，底面和侧壁一体成型，底面和侧壁形成容纳飞轮的腔体，底面中心开设有曲轴中心孔，侧壁的前端外围设有一圈安装凸耳，安装凸耳上沿周向均匀设置有若干螺纹孔，侧壁下半部开设有散热窗，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环，防尘网定位环设置在腔体内，并与曲轴中心孔同轴心设置，防尘网定位环的前端与安装凸耳的前端平齐，防尘网定位环通过连接件与安装凸耳连接，防尘网定位环、连接件、安装凸耳为一体铸造成型；
飞轮壳壳体的底面上设有加强筋，加强筋与飞轮壳壳体底面一体成型，所述加强筋包括第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋；
第一加强筋沿曲轴中心孔径向均匀分布，第二加强筋沿曲轴中心孔外圆周均匀分布，第三加强筋沿底面内圆周均匀分布；
第一加强筋连接曲轴中心孔的外圆周与底面的内圆周；
第二加强筋的一端与底面的内圆周连接，第二加强筋的另一端与曲轴中心孔的外圆周连接，第二加强筋与第一加强筋之间的夹角为25-30°，第二加强筋与底面内圆周连接的那一端同时与第一加强筋连接；
第三加强筋设置在相邻且不相连的第一加强筋、第二加强筋之间，第三加强筋一端与底面的内圆周连接，另一端连接在第一加强筋的中部；
第四加强筋设置在相邻且不相连的第一加强筋、第二加强筋之间，第四加强筋的一端连接在第二加强筋的中部，第四加强筋的另一端连接在第三加强筋的中部。
进一步的，第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋与底面为一体铸造成型。
进一步的，第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋均由Q235材料制成。
进一步的，所述第一加强筋的个数为8-15个。
进一步的，该柴油发动机飞轮壳经以下铸造方法得到，将纯铁粉加热至完全融化，升温至1500-1530℃，向溶体中加入铁粉质量2-3%镍粉，升温至1680-1700℃，加入铁粉质量0.5-0.6%的铌钛合金，用石墨棒搅拌80-100s，浇筑到飞轮壳模具中，冷却后，将铸件与砂芯分离，清砂后，进行粗铣、精铣、钻孔、清理，将得到的飞轮壳壳体置于浓度为5-8%的氢氟酸溶液中浸泡处理60-80分钟，充分冲洗干净并吹干后，将飞轮壳壳体套设在一转速为180-200r/min的旋转工件上，在飞轮壳壳体表面喷涂一层导热油，用火焰淬火枪对飞轮壳壳体表面进行淬火，火焰温度为350-400℃，处理时间为40-45s。
本发明有益效果在于，本发明通过飞轮壳结构以及飞轮壳铸造工艺的设计，显著提高了飞轮壳的强度，加强筋结构的设计有效分散了应力，应力集中显著降低，提高了飞轮壳的承载能力和可靠性，散热窗结合防尘网固定环的设计，保证了飞轮壳散热效果的同时，隔离了外界灰尘对飞轮壳内机件的影响，防尘网可通过凸耳固定在防尘网固定环上，方便取出和更换，整体结构的设计在保证飞轮壳强度的基础上，显著减轻了飞轮壳的重量；在飞轮壳的铸造工艺上，在铁粉中加入铁粉质量2-3%镍粉、0.5-0.6%的铌钛合金，增加了生铁的强度及韧性，浇铸后所得到的飞轮壳壳体在经轻蚀及淬火处理后，飞轮壳到的耐磨性较处理前提高了10-12%。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明防尘网定位环与飞轮壳连接局部放大示意图；
图3为本发明飞轮壳侧面结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进一步说明，以下实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明的保护范围，另外，本发明中所提到的所有联结/连接关系，并非单指构件直接相连，而是根据具体实施情况，通过添加或减少联结辅件，来组成更优的联结/连接结构。
实施例1：
一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面5和围设在底面5周围一圈的侧壁6，侧壁6后端与底面5连接，底面5和侧壁6一体成型，底面5和侧壁6形成容纳飞轮的腔体，底面5中心开设有曲轴中心孔4，侧壁6的前端外围设有一圈安装凸耳1，安装凸耳1上沿周向均匀设置有若干螺纹孔7，侧壁6下半部开设有散热窗2，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环3，防尘网定位环3设置在腔体内，并与曲轴中心孔4同轴心设置，防尘网定位环3的前端与安装凸耳1的前端平齐，防尘网定位环3通过连接件12与安装凸耳1连接，防尘网定位环3、连接件12、安装凸耳1为一体铸造成型；飞轮壳壳体的底面5上设有加强筋，加强筋与飞轮壳壳体的底面5一体成型，所述加强筋包括第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11；第一加强筋沿曲轴中心孔4径向均匀分布，第二加强筋9沿曲轴中心孔4外圆周均匀分布，第三加强筋10沿底面5内圆周均匀分布，第一加强筋8连接曲轴中心孔4的外圆周与底面5的内圆周；第二加强筋9的一端与底面5的内圆周连接，第二加强筋9的另一端与曲轴中心孔4的外圆周连接，第二加强筋9与第一加强筋8之间的夹角为25°，第二加强筋9与底面5内圆周连接的那一端同时与第一加强筋8连接；第三加强筋10设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第三加强筋10一端与底面5的内圆周连接，另一端连接在第一加强筋8的中部；第四加强筋11设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第四加强筋11的一端连接在第二加强筋9的中部，第四加强筋11的另一端连接在第三加强筋10的中部；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11与底面5为一体铸造成型；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11均由Q235材料制成;所述第一加强筋8的个数为8个；第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11的直径均为1.8mm。
一种柴油发动机飞轮壳铸造方法：
将纯铁粉加热至完全融化，升温至1500℃，向溶体中加入铁粉质量2%镍粉，升温至1680℃，加入铁粉质量0.5%的铌钛合金，用石墨棒搅拌80s，浇筑到飞轮壳模具中，冷却后，将铸件与砂芯分离，清砂后，进行粗铣、精铣、钻孔、清理，将得到的飞轮壳壳体置于浓度为5%的氢氟酸溶液中浸泡处理60分钟，充分冲洗干净并吹干后，将飞轮壳壳体套设在一转速为180r/min的旋转工件上，在飞轮壳壳体表面喷涂一层导热油，用火焰淬火枪对飞轮壳壳体表面进行淬火，火焰温度为350℃，处理时间为40s，处理结束，最终得到本发明一种柴油发动机飞轮壳。
对实施例1所得到的壁厚为3mm的飞轮壳进行性能测试，经检测，实施例1所得到的飞轮壳杨氏弹性模量为85GPa，密度为6500kg/m 3 ，抗拉强度极限为260GPa。
实施例2：
一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面5和围设在底面5周围一圈的侧壁6，侧壁6后端与底面5连接，底面5和侧壁6一体成型，底面5和侧壁6形成容纳飞轮的腔体，底面5中心开设有曲轴中心孔4，侧壁6的前端外围设有一圈安装凸耳1，安装凸耳1上沿周向均匀设置有若干螺纹孔7，侧壁6下半部开设有散热窗2，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环3，防尘网定位环3设置在腔体内，并与曲轴中心孔4同轴心设置，防尘网定位环3的前端与安装凸耳1的前端平齐，防尘网定位环3通过连接件12与安装凸耳1连接，防尘网定位环3、连接件12、安装凸耳1为一体铸造成型；飞轮壳壳体的底面5上设有加强筋，加强筋与飞轮壳壳体底面5一体成型，所述加强筋包括第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11；第一加强筋沿曲轴中心孔4径向均匀分布，第二加强筋9沿曲轴中心孔4外圆周均匀分布，第三加强筋10沿底面5内圆周均匀分布，第一加强筋8连接曲轴中心孔4的外圆周与底面5的内圆周；第二加强筋9的一端与底面5的内圆周连接，第二加强筋9的另一端与曲轴中心孔4的外圆周连接，第二加强筋9与第一加强筋8之间的夹角为28°，第二加强筋9与底面5内圆周连接的那一端同时与第一加强筋8连接；第三加强筋10设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第三加强筋10一端与底面5的内圆周连接，另一端连接在第一加强筋8的中部；第四加强筋11设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第四加强筋11的一端连接在第二加强筋9的中部，第四加强筋11的另一端连接在第三加强筋10的中部；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11与底面5为一体铸造成型；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11均由Q235材料制成;所述第一加强筋8的个数为12个；第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11的直径均为1.8mm。
一种柴油发动机飞轮壳铸造方法：
将纯铁粉加热至完全融化，升温至1520℃，向溶体中加入铁粉质量2.8%镍粉，升温至1690℃，加入铁粉质量0.55%的铌钛合金，用石墨棒搅拌90s，浇筑到飞轮壳模具中，冷却后，将铸件与砂芯分离，清砂后，进行粗铣、精铣、钻孔、清理，将得到的飞轮壳壳体置于浓度为7%的氢氟酸溶液中浸泡处理65分钟，充分冲洗干净并吹干后，将飞轮壳壳体套设在一转速为190r/min的旋转工件上，在飞轮壳壳体表面喷涂一层导热油，用火焰淬火枪对飞轮壳壳体表面进行淬火，火焰温度为380℃，处理时间为42s，处理结束，最终得到本发明一种柴油发动机飞轮壳。
对实施例2所得到的壁厚为3mm的飞轮壳进行性能测试，经检测，实施例1所得到的飞轮壳杨氏弹性模量为88GPa，密度为6800kg/m 3 ，抗拉强度极限为263GPa。
实施例3：
一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面5和围设在底面5周围一圈的侧壁6，侧壁6后端与底面5连接，底面5和侧壁6一体成型，底面5和侧壁6形成容纳飞轮的腔体，底面5中心开设有曲轴中心孔4，侧壁6的前端外围设有一圈安装凸耳1，安装凸耳1上沿周向均匀设置有若干螺纹孔7，侧壁6下半部开设有散热窗2，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环3，防尘网定位环3设置在腔体内，并与曲轴中心孔4同轴心设置，防尘网定位环3的前端与安装凸耳1的前端平齐，防尘网定位环3通过连接件12与安装凸耳1连接，防尘网定位环3、连接件12、安装凸耳1为一体铸造成型；飞轮壳壳体的底面5上设有加强筋，加强筋与飞轮壳壳体底面5一体成型，所述加强筋包括第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11；第一加强筋沿曲轴中心孔4径向均匀分布，第二加强筋9沿曲轴中心孔4外圆周均匀分布，第三加强筋10沿底面5内圆周均匀分布，第一加强筋8连接曲轴中心孔4的外圆周与底面5的内圆周；第二加强筋9的一端与底面5的内圆周连接，第二加强筋9的另一端与曲轴中心孔4的外圆周连接，第二加强筋9与第一加强筋8之间的夹角为30°，第二加强筋9与底面5内圆周连接的那一端同时与第一加强筋8连接；第三加强筋10设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第三加强筋10一端与底面5的内圆周连接，另一端连接在第一加强筋8的中部；第四加强筋11设置在相邻且不相连的第一加强筋8、第二加强筋9之间，第四加强筋11的一端连接在第二加强筋9的中部，第四加强筋11的另一端连接在第三加强筋10的中部；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11与底面5为一体铸造成型；所述第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11均由Q235材料制成；所述第一加强筋8的个数为15个；第一加强筋8、第二加强筋9、第三加强筋10、第四加强筋11的直径均为1.8mm。
一种柴油发动机飞轮壳铸造方法：
将纯铁粉加热至完全融化，升温至1530℃，向溶体中加入铁粉质量3%镍粉，升温至1700℃，加入铁粉质量0.6%的铌钛合金，用石墨棒搅拌100s，浇筑到飞轮壳模具中，冷却后，将铸件与砂芯分离，清砂后，进行粗铣、精铣、钻孔、清理，将得到的飞轮壳壳体置于浓度为8%的氢氟酸溶液中浸泡处理80分钟，充分冲洗干净并吹干后，将飞轮壳壳体套设在一转速为200r/min的旋转工件上，在飞轮壳壳体表面喷涂一层导热油，用火焰淬火枪对飞轮壳壳体表面进行淬火，火焰温度为400℃，处理时间为45s，处理结束，最终得到本发明一种柴油发动机飞轮壳。
对实施例3所得到的壁厚为3mm的飞轮壳进行性能测试，经检测，实施例3所得到的飞轮壳杨氏弹性模量为83GPa，密度为6590kg/m 3 ，抗拉强度极限为249GPa。
上述实施例仅为本发明技术构思及特点，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或装饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种柴油发动机飞轮壳，包括飞轮壳壳体，飞轮壳壳体包括底面和围设在底面周围一圈的侧壁，侧壁后端与底面连接，底面和侧壁一体成型，底面和侧壁形成容纳飞轮的腔体，底面中心开设有曲轴中心孔，侧壁的前端外围设有一圈安装凸耳，安装凸耳上沿周向均匀设置有若干螺纹孔，侧壁下半部开设有散热窗，飞轮壳壳体前端设有一圈防尘网定位环，防尘网定位环设置在腔体内，并与曲轴中心孔同轴心设置，防尘网定位环的前端与安装凸耳的前端平齐，防尘网定位环通过连接件与安装凸耳连接，防尘网定位环、连接件、安装凸耳为一体铸造成型；
飞轮壳壳体的底面上设有加强筋，加强筋与飞轮壳壳体底面一体成型，所述加强筋包括第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋；
第一加强筋沿曲轴中心孔径向均匀分布，第二加强筋沿曲轴中心孔外圆周均匀分布，第三加强筋沿底面内圆周均匀分布；
第一加强筋连接曲轴中心孔的外圆周与底面的内圆周；
第二加强筋的一端与底面的内圆周连接，第二加强筋的另一端与曲轴中心孔的外圆周连接，第二加强筋与第一加强筋之间的夹角为25-30°，第二加强筋与底面内圆周连接的那一端同时与第一加强筋连接；
第三加强筋设置在相邻且不相连的第一加强筋、第二加强筋之间，第三加强筋一端与底面的内圆周连接，另一端连接在第一加强筋的中部；
第四加强筋设置在相邻且不相连的第一加强筋、第二加强筋之间，第四加强筋的一端连接在第二加强筋的中部，第四加强筋的另一端连接在第三加强筋的中部，底面厚度为3mm。
2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机飞轮壳，其特征在于，第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋与底面为一体铸造成型。
3.根据权利要求1所述的一种柴油发动机飞轮壳，其特征在于，第一加强筋、第二加强筋、第三加强筋、第四加强筋均由Q235材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机飞轮壳，其特征在于，所述第一加强筋的个数为8-15 个。
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