CN1111655C - 内燃机曲轴保持构造 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的曲轴保持构造10，由径向滚柱轴承25支承前曲轴35，通过将前曲轴35的凸起面40接触在固定于曲轴箱11的径向滚柱轴承25的内侧面26a，限制曲轴30、35的轴向伸长和变形。另外，径向滚柱轴承25与径向滚珠轴承20具有相同外径D1。

Description

内燃机曲轴保持构造

本发明涉及一种吸收曲轴的轴向伸长和变形的内燃机的曲轴保持构造。

内燃机的曲轴在热膨胀时产生轴向的伸长和变形，现有技术中具有可吸收曲轴的轴向伸长和变形的曲轴保持构造。作为该曲轴保持机构，已知有例如特开昭60-179597号公报的“内燃机的风轴保持机构”。

在该技术中，当通过轴承在曲轴箱安装曲轴时，在轴承的端面与曲轴箱之间的间隙处配置弹性构件，由该弹性材料吸收曲轴的轴向伸长和变形。

按照该技术，为了吸收曲轴的轴向伸长和变形，需要弹性构件，所以，可降低曲轴保持机构的成本。

另外，已知有不使用弹性材料的吸收曲轴的轴向伸长和变形的技术。下面根据附图详细说明该方法。

图4为现有内燃机的曲轴保持构造的断面图。“前”和“后”如图中所示。

在内燃机的曲轴保持构造60中，将铸铁制的后衬套65铸到曲轴箱61的后壁部62(示于图中的后侧)，在后衬套65压入径向滚珠轴承70的外圈71，在径向滚珠轴承70的内圈72以“紧配合”状态压入后曲轴76，在曲轴箱61的前壁部63(示于图中的前侧)铸入铸铁制的前衬套66，在前衬套66压入径向滚柱轴承73的外圈74，在径向滚柱轴承73的内圈75以“间隙配合”的状态压入前曲轴77，在后曲轴76的平衡重锤76a和前曲轴77的平衡重锤77a通过连杆销78连接连杆79。

通过在径向滚柱轴承73的内圈75以间隙配合状态压入前曲轴77，当在曲轴76、77产生轴向伸长和变形时，可如箭头a所示那样沿径向滚柱轴承73的方向释放曲轴76、77的伸长和变形。

图5为图4的5部放大图，在前曲轴77的平衡重锤77a形成与衬套66相向的凸起面77b，将凸起面77b与前衬套66的端面66a之间的间隙设定为L5。将间隙L5设定得比内圈75的内侧面75a与平衡重锤77a的台阶壁77c之间的间隙L6小。

这样，万一后曲轴76和前曲轴77的伸长和变形变大时，在平衡重锤77的台阶壁77c接触径向滚柱轴承73的内圈75之前，凸起面77b接触前衬套66的端面66a，限制热膨胀产生的伸长和变形。

为此，可防止在径向滚柱轴承73的内圈75作用轴向负荷，防止例如径向滚住轴承73的73a的偏磨损。

然而，为了将凸起面77b与前衬套66的端面66a之间的间隙L5设定得比间隙L6小，需要使前衬套66从曲轴箱的前壁部63凸出。为此，前衬套66的宽度W5变大，所以，前衬套66成为大的形状。

此外，为了使凸起面77b均匀地接触在前衬套66的端面66a，需要将前衬套66的端面66a的全面加工成平坦状。端面66a为环状，所以，加工很麻烦。为此，妨碍了前衬套66成本的降低。

另外，为了满足间隙L5的尺寸需要，需要将前衬套66的端面66a的凸出量控制在容许范围内。然而，由于前衬套66是铸入到曲轴箱61的前壁部63的，存在误差变大的可能。这样，为了将前衬套66的凸出量控制在容许范围内，间隙尺寸管理很费事，从而影响了成本的降低。

另外，前衬套66从曲轴箱的前壁部63凸出，前衬套66的宽度W5变大。为此，后衬套65(参照图4)的通用化变难，需要管理多种衬套。因此，衬套的管理麻烦，所以希望前后的衬套通用化。

因此，本发明的目的在于提供一种内燃机的曲轴保持构造，该曲轴保持构造可简化压入轴承的衬套，而且可使衬套通用化。

为了达到上述目的，在本发明第一方面的内燃机曲轴保持构造中，用于支承曲轴的轴承中的至少一个使用径向滚柱轴承；其特征在于：通过使曲轴侧面接触固定于曲轴箱的径向滚柱轴承的外圈侧面，限制曲轴的轴向伸长和变形。

在这里，径向滚柱轴承即使接触曲轴侧面也不朝轴向移动地安装于曲轴箱。这样，通过在径向滚柱轴承的外圈侧面接触曲轴侧面，限制曲轴的轴向伸长和变形。此时，径向轴承的外圈不朝轴向移动，所以，例如滚柱不产生偏磨损。

另外，成为曲轴侧面的接触面的外圈侧面预先形成为平坦状。为此，可省去将外圈侧面加工成平坦状的麻烦。此外，由于在高精度定位状态下将滚柱轴承压入到曲轴箱，所以，外圈侧面的尺寸管理简单。

另外，通过形成为在外圈侧面接触曲轴侧面的构成，不需要如现有技术那样在压入径向滚柱轴承的衬套的端面接触曲轴侧面。为此，使衬套的端面凸出，可省去将凸出的端面加工成平坦状的麻烦。

本发明第二方面的特征在于：滚柱轴承与其它轴承的外径相同。

通过使轴承的外径与滚柱轴承的外径相同，将压入轴承的衬套的内径设定为相同大小，可实现衬套的通用化。

图1为本发明内燃机曲轴保持构造的断面图。

图2为图1的2-2线断面图。

图3为本发明内燃机的曲轴保持构造的作用说明图。

图4为现有内燃机的曲轴保持构造的断面图。

图5为图4的5部放大图。

下面根据附图说明本发明的实施形式。其中，“前”和“后”如图中所示，附图根据符号的方向观看。

图1为本发明的内燃机曲轴保持构造的断面图。

在内燃机的曲轴保持构造10中，将铸铁制的后衬套15铸到曲轴箱11的后壁部12(示于图中的后侧)，在后衬套15压入径向滚珠轴承20的外圈21，在径向滚珠轴承20的内圈22压入后曲轴30，在曲轴箱11的前壁部13(示于图中的前侧)铸入铸铁制的前衬套16，在前衬套16压入径向滚柱轴承25的外圈26，在径向滚柱轴承25的内圈27以间隙配合的状态压入前曲轴35，在这些曲轴30、35通过连杆销43连接连杆45。

在该内燃机的曲轴保持构造10中，通过在固定于曲轴箱11的径向滚柱轴承25换外圈侧面(外圈26的内侧面)26a接触曲轴侧面(前曲轴35的凸起面)40，限制曲轴30、35的轴向伸长和变形，将径向滚柱轴承25的外径设定为与径向滚珠轴承20的外径相同的D1。

内燃机的曲轴保持构造10在后曲轴30具有单向离合器50和齿轮51、52，在前曲轴35具有链轮53、54。

齿轮51连接于起动机，齿轮52连接于平衡器。另外，链轮53通过链55连接到气门用凸轮，链轮54通过链56连接到油泵。

后曲轴30由以“紧配合”状态压入到径向滚珠轴承20的内圈22的后轴部31和安装于后轴部31前端的后平衡重锤32构成，在后平衡重锤32设置用于插入连杆销43的插入孔33。

在这里，“紧配合”指在内圈22压入后轴部31时可经常存在过盈量的配合。

前曲轴35由以“间隙状态”压入到径向滚柱轴承25的内圈27的前轴部36和安装于前轴部36前端的前平衡重锤37构成，在前平衡重锤37具有用于插入连杆销43的插入孔38。

在这里，“间隙配合”指在将前轴部36压入到前轴部36时内圈27与前轴部36之间经常存在间隙的配合。

在后平衡重锤32和前平衡重锤37的各插入孔33、38压入连杆销43的两端，并在连杆销43的中央通过径向滚针轴承46可自由回转地连接连杆45的基端部。在连杆45的前端通过活塞销连接活塞(图中未示出)。

通过使活塞在缸内往复运动，使后曲轴30和前曲轴35一体回转。此时，后曲轴30和前曲轴35在产生的热的作用下朝轴向膨胀。因此，前曲轴35的前轴部36以间隙配合状态压入到径向滚柱轴承25的内圈27。为此，可朝前侧释放后曲轴30和前曲轴35的由热膨胀产生的轴向伸长和变形。

径向轴承20由压入到后衬套15的外圈21、压入到后曲轴30的内圈22、配置于外圈21与内圈22之间的多个滚珠23…(…表示多个)、及通过配置于外圈21与内圈22之间而以一定间隔保持多个滚珠23…的保持器24构成。

外圈21的外径为D1，内圈22的内径为D2。

径向滚珠轴承25由压入到前衬套16的外圈26、以间隙配合状态压入到前曲轴35的内圈27、配置于外圈26与内圈27之间的多个滚珠28…、及通过配置于外圈26与内圈27之间而以一定间隔保持多个滚珠28…的保持器29构成。

外圈26的外径为D1，内圈27的内径为D3。

通过使径向滚珠轴承20的外圈22为外径D1，径向滚珠轴承25的外圈26的外径为D1，可将衙衬套15和前衬套16的内径设定为同一大小。为此，可实现后衬套15和前衬套16的通用化。因此，可降低后衬套15和前衬套16的成本。此外，通过使衬套通用化，没有必要管理多种衬套，所以管理变得容易。

另外，将径向滚珠轴承25的内圈27的宽度W1(一并参照图3(a))设定得比外圈26的宽度W2(一并参照图3(a))小。这样，可将内圈27的内侧面27a配置在外圈26的内侧面26a的内侧。因此，可将内圈27的内侧面27a与前平衡重锤37的台阶壁37a之间的间隔L1设定得较大。

通过在前平衡重锤37的外侧面39将凸起面40形成于与外圈26的内侧面26a相向的位置，从而将外圈26的内侧面26a与凸起面40的间隔L2设定得比间隔L1小。其理由将在图3中详细说明。

后衬套15为压入径向滚珠轴承20的外圈22的环状构件，为设定为宽度W3的构件。另外，前衬套16为压入径向滚柱轴承25的外圈26的环状构件，为设定为宽度W3的构件。

通过将径向滚珠轴承20的外圈22和径向滚柱轴承25的外圈26分别设定为D1，从而可将各衬套15、16的内径设定为相同大小。因此，可实现后衬套15和前衬套16的通用化。

图2为图1的2-2线断面图，如图所示，在前曲轴35的前平衡重锤37的外侧面39，与前轴部36同轴地形成外径D4和内径d1的大体环状的凸起面40(由网目示出的区域)，在凸起面40的下部形成凹坑41，在上部沿连杆43的外周形成凹部42。

由于凸起面40大体形成为环状，所以，当后曲轴30(参照图1)和前曲轴35热膨胀时，凸起面40可均匀地接触在外圈26的内侧面26a(参照图1)。为此，可防止例如在前曲轴35产生错位。

下面，说明内燃机的曲轴保持构造10的作用。

图3(a)、(b)为本发明的内燃机的曲轴保持构造的作用说明图，(a)为图1的3部放大图，示出膨胀前的状态，(b)为热膨胀后的状态。

在(a)中，前平衡锤37的台阶壁37a与内圈27的内侧面27a的间隔为L1，凸起面40与外圈26的内侧面26a的间隔为L2，L1＞L2的关系成立。

在该状态下，使活塞在缸内往复运动，则后曲轴30(参照图1)和前曲轴35热膨胀。通过以间隙配合的状态将前曲轴35的前轴部36压入到径向滚柱轴承25的内圈27，使后曲轴30和前曲轴35如箭头①所示那样伸长。

这样，后曲轴30和前曲轴35的热膨胀朝前侧(即径向滚柱轴承25侧)释放，前平衡重锤37如箭头①所示那样移动。

在(b)中，通过将凸起面40接触在径向滚柱轴承25的外圈26的内侧面26a，限制后曲轴30和前曲轴35的轴向伸长和变形。在这里，外圈26的外侧面26b接触前壁部13的台阶壁13a，所以，即使凸起面40接触在外圈26的内侧面26a，外圈26也可保持在正规的位置。

另一方面，可将前平衡重锤37的台阶壁37a与内圈27的内侧面27a的间隔保持为L3。因此，不会在内圈27的内侧面27a作用轴向推压力，所以，内圈27不会从正规位置错开。

另外，由于外圈26的内侧面26a平坦地形成，所以，不需要对内侧面26a进行加工以使其变得平坦。

此外，不需要使前衬套16的端面从前壁部13凸出到内侧，而且没有必要将凸出的端面加工成平坦状。为此，可将前衬套16的宽度W3设定为与后衬套15(示于图1)的宽度相同的大小。另外，由于可将后衬套15和前衬套16的内径形成为相同大小，所以，可实现后衬套15和前衬套16的通用化。

在上述实施形式中，说明了由径向滚珠轴承20和径向滚柱轴承25这2个轴承支承内燃机的曲轴30、35的例子，但轴承不限于2个。

另外，作为内燃机，说明了单缸发动机，但不限于此，也可适用于例如4缸那样的多缸发动机。

另外，说明了由径向滚珠轴承20支承后曲轴30的例子，但作为替代，也可使用例如径向滚柱轴承。

本发明由上述构成可产生以下效果。

本发明第一方面通过将曲轴侧面接触在径向滚柱轴承的外圈侧面，可限制曲轴的轴向伸长和变形。径向轴承的外圈安装在曲轴箱，即使接触曲轴侧面也不朝轴向移动。因此，可防止例如径向滚柱轴承的滚柱的偏磨损。

另外，由于成为同轴侧面的接触面的外圈侧面预先形成为平坦状，所以可省去将外圈侧面加工成平坦状的麻烦。此外，由于径向滚柱轴承在定位于高精度的状态下压入到曲轴箱，所以，外圈侧面的尺寸管理简单。因此，可降低曲轴保持构造的成本。

另外，通过形成为在外圈侧面接触曲轴侧面的构成，没有必要如现有技术那样在压入径向滚柱轴承的衬套的端面接触曲轴侧面。因此，没有必要如现有技术那样使衬套的端面凸出，将其端面加工成平坦状，所以，可降低衬套的成本。

本发明第二方面将轴承外径形成为与径向滚柱轴承外径相同的大小，从而可将压入轴承的衬套的内径设定为相同大小。因此，可实现衬套的通用化，降低衬套成本。此外，通过衬套的通用化，还可使管理变得容易。

Claims (2)

1、一种内燃机的曲轴保持构造，用于支承曲轴的轴承中的至少一个使用径向滚柱轴承；其特征在于：通过使曲轴侧面突出接触固定于曲轴箱的径向滚柱轴承的外圈侧面，限制曲轴的轴向伸长和变形。

2、如权利要求1所述的内燃机的曲轴保持构造，其特征在于：滚柱轴承与剩下的轴承的外径相同。