CN112727905A - 曲轴总成及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴总成，包括曲轴和填料，所述填料与曲轴之间通过过盈连接，以使得所述填料与曲轴连为一体；通过将所述填料采用过盈连接固定于曲轴上，不仅具有结构简单、紧凑，还降低了零部件的装配数量，从而提高了装配效率、降低了曲轴总成的重量，进而降低了曲轴的旋转惯性力，还节约了生产成本；通过将所述曲轴总成安装于发动机上，从而降低了发动机的整体质量，实现轻量化设计，还提高了对发动机气缸体的扫气效率，从而提高了发动机的性能，降低了生产成本，提高市场竞争力。

Description

曲轴总成及发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种曲轴总成及发动机。

背景技术

二冲程发动机的扫气主要依靠活塞下行时压缩曲轴箱的容积产生压差(曲轴箱内的压力比气缸体内的压力大)，在扫气口打开后，曲轴箱内的气体通过扫气口进入气缸内，将燃烧后的废气扫出气缸，而曲轴箱扫气的给气比和给气效率主要由进气口、扫气口、排气口的形状和大小,以及曲轴箱的容积来决定；但曲轴箱的容积受到曲轴箱结构的严格限制，现有技术中通常采用曲轴填料来减小曲轴箱内的气体容积，目前所有的曲轴填料依靠螺栓或各种额外的连接构件将曲轴填料安装固定在曲柄臂上,其结构复杂,零部件数量多,质量大，不仅不便于装配，还增加了发动机的整体质量、生产成本。

因此，为解决以上问题，需要一种曲轴总成，不仅能减少曲轴箱的气体容积，还具有结构简单、紧凑，质量轻，便于生产装配，从而提高发动机的轻量化，节约生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供曲轴总成，不仅能减少曲轴箱的气体容积，还具有结构简单、紧凑，质量轻，便于生产装配，从而提高发动机的轻量化，节约生产成本。

本发明的曲轴总成，包括曲轴和填料，所述填料与曲轴之间通过过盈连接，以使得所述填料与曲轴连为一体；通过将所述填料采用过盈连接固定于曲轴上，不仅具有结构简单、紧凑，还降低了零部件的装配数量，从而提高了装配效率、降低了曲轴总成的重量，进而降低了曲轴的旋转惯性力，还节约了生产成本。

进一步，所述填料为圆盘状，所述填料的端面开设有与曲轴的曲柄过盈配合的凹槽，所述凹槽与曲柄相配合，以使得所述填料与曲轴的曲柄连为一体；通过将所述填料设置为圆盘状，不仅增大了填料的体积，从而起到减少曲轴箱内的空气容积，进而提高曲轴箱压缩比(活塞下行压缩曲轴箱内的气体)，提高了给气比和给气效率，提高对气缸体内的扫气效果；同时在曲轴转动过程中，还能避免干涉，从而提高曲轴总成的可靠性、安全性。

进一步，所述填料包括填料Ⅰ和填料Ⅱ，所述填料Ⅰ沿竖直方向设置于曲柄的上侧，所述填料Ⅱ沿竖直方向设置于曲柄的下侧，所述凹槽包括设置于填料Ⅰ的凹槽Ⅰ和设置于填料Ⅱ的凹槽Ⅱ；通过将所述填料分为填料Ⅰ和填料Ⅱ，不仅便于生产制造，还便于安装。

所述填料Ⅰ和填料Ⅱ之间通过卡接连接连为一体；这里选择卡接连接将所述填料Ⅰ和填料Ⅱ连为一体，不仅能保证所述填料Ⅰ和填料Ⅱ连接的稳固性，还提高了结构紧凑性，便于装配等优点。

进一步，所述填料Ⅰ上有用于与填料Ⅱ相配合的配合面Ⅰ，所述填料Ⅱ上有用于与配合面Ⅰ相适配的配合面Ⅱ；所述配合面Ⅰ上固定设置有用于与填料Ⅱ卡接连接的卡接凸台Ⅰ和卡接凹槽Ⅰ，所述卡接凸台Ⅰ和卡接凹槽Ⅰ分别位于曲轴轴向两侧，所述配合面Ⅱ上固定设置有用于与卡接凸台Ⅰ、卡接凹槽Ⅰ相适配的卡接凹槽Ⅱ、卡接凸台Ⅱ，通过卡接凸台Ⅰ卡入卡接凹槽Ⅱ、卡接凸台Ⅱ卡入卡接凹槽Ⅰ中，以使得所述填料Ⅰ和填料Ⅱ连为一体。

进一步，所述填料Ⅰ和填料Ⅱ之间还设置有限位机构；通过设置限位机构，从而增加了填料Ⅰ和填料Ⅱ之间固定连接的牢固性，避免在转动过程中发生窜动而影响曲轴的动平衡。

进一步，所述限位机构为限位凸起和与限位凸起相适配的限位凹槽，所述限位凸起有两个，分别为限位限位凸起Ⅰ和限位凸起Ⅱ，所述限位凸起Ⅰ、限位凸起Ⅱ分别设置于卡接凸台Ⅰ、卡接凸台Ⅱ，所述限位凹槽有两个，分别为限位凹槽Ⅰ、限位凹槽Ⅱ，通过限位凸起Ⅰ卡入限位凹槽Ⅰ、限位凸起Ⅱ卡入限位凹槽Ⅱ中，从而起到对填料Ⅰ和填料Ⅱ起到限位作用。

进一步，所述曲轴的连杆轴颈沿曲轴轴向方向开设有用于与填料Ⅰ连接的连接孔，所述填料Ⅰ沿曲轴轴线方向设置有用于与连接孔相适配的连接轴，通过所述连接轴与连接孔相适配，进一步增加填料Ⅰ与曲轴之间连接的牢固性。

进一步，所述连接轴上开设有至少一个环形凹槽；通过设置环形凹槽，不仅减轻了连接轴的质量，降低原材料成本，同时减少了连接轴与连接孔的配合面长度，从而降低了制造难度，避免因圆柱面过长而不能保证圆柱度。

所述环形凹槽有两个，沿连接轴轴向依次设置；通过设置两个环形凹槽，从而降低了连接轴的质量，还便于对连接轴的制造。

进一步，所述填料Ⅱ的凹槽Ⅱ底部沿曲轴轴线方向还设置有用于与曲柄的内侧连接的定位凸台，所述曲轴的内侧开设有用于与定位凸台相适配的凸台孔，所述定位凸台与凸台孔相适配；通过所述定位凸台与凸台孔相适配，从而起到装配定位的作用，同时，还起到沿曲轴轴线的径向方向进行限位，不仅便于装配，还提高了填料Ⅱ与曲柄之间连接的牢固性。

本发明的一种发动机，所述发动机安装有所述的曲轴总成；通过将所述曲轴总成安装于发动机上，不仅减轻了发动机的质量，还提高了对发动机气缸体的扫气效率，从而提高了发动机的性能。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种曲轴总成，通过将所述填料采用过盈连接固定于曲轴上，不仅具有结构简单、紧凑，还降低了零部件的装配数量，从而提高了装配效率、降低了曲轴总成的重量，进而降低了曲轴的旋转惯性力，还节约了生产成本；通过将所述曲轴总成安装于发动机上，从而降低了发动机的整体质量，实现轻量化设计，还提高了对发动机气缸体的扫气效率，从而提高了发动机的性能，降低了生产成本，提高市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的第一视角爆炸图；

图2为本发明的第二视角爆炸图；

图3为本发明的装配结构示意图；

图4为本发明的填料Ⅰ的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的第一视角爆炸图，图2为本发明的第二视角爆炸图，图3为本发明的装配结构示意图，图4为本发明的填料Ⅰ的结构示意图；如图所示，本实施例中的曲轴总成，包括曲轴1和填料，所述填料与曲轴1之间通过过盈连接，以使得所述填料与曲轴1连为一体；通过将所述填料采用过盈连接固定于曲轴1上，不仅具有结构简单、紧凑，还减少了零部件的装配数量，从而提高了装配效率、降低了曲轴总成的重量，进而降低了曲轴的旋转惯性力，还节约了生产成本；所述填料与曲轴1之间还可采用卡接连接、一体成型制作或其它通过自身结构而固定连为一体，在此不再赘述；所述填料可固定设置于曲轴的曲柄，还可固定设置于曲轴的轴颈，可根据具体需求选择，在此不再赘述。所述填料可采用塑料等轻质材料，使得对曲轴质量和重心影响不大，不仅进一步，降低了曲轴总成的整体质量，还便于生产装配，降低生产成本，所述填料的内部可做成空腔结构，从而更近一步降低填料的质量。

本实施例中，所述填料为圆盘状，所述填料的端面开设有与曲轴的曲柄11过盈配合的凹槽，所述凹槽与曲柄11相配合，以使得所述填料与曲轴的曲柄11连为一体；通过将所述填料设置为圆盘状，不仅增大了填料的体积，从而起到减少曲轴箱内的空气容积，进而提高曲轴箱压缩比(活塞下行压缩曲轴箱内的气体)，提高了给气比和给气效率，提高对气缸内的扫气效果；同时在曲轴转动过程中，还能避免干涉，从而提高曲轴总成的可靠性、安全性；所述凹槽与曲柄相配合的含义为所述曲柄安装于凹槽内，并通过过盈配合固定为一体，通过将所述填料固定设置于曲柄上，并且通过在曲柄上开设安装曲柄的凹槽，从而增加了结构紧凑性，避免因所述填料设置于曲轴轴颈而增大曲轴箱体的容积；所述圆盘状的填料的轴线与曲轴轴线同轴设置，以使得曲轴在转动时，不仅能增大填料的体积，从而降低曲轴箱体内空气的体积，提高曲轴箱体的压缩比，同时能减少干涉故障；所述圆盘状的填料的半径与曲柄的半径相同设置，在不改变曲轴箱体容积的前提下，尽量增大填料的体积，当然，在满足曲轴箱体的压缩比的情况下，所述圆盘状的填料的半径还可小于曲柄的半径设置，在此不再赘述；所述填料可采用一体成型制造，还可采用组合式制造，可根据具体需求选择，在此不再赘述。

本实施例中，所述填料包括填料Ⅰ2和填料Ⅱ3，所述填料Ⅰ2沿竖直方向设置于曲柄的上侧，所述填料Ⅱ3沿竖直方向设置于曲柄的下侧，所述凹槽包括设置于填料Ⅰ的凹槽Ⅰ21和设置于填料Ⅱ的凹槽Ⅱ31；通过将所述填料分为填料Ⅰ2和填料Ⅱ3，不仅便于生产制造，从而减低制造难度，降低制造成本，还便于安装，从而提高装配效率；所述填料沿竖直方向并通过圆盘轴心分为填料Ⅰ和填料Ⅱ，便于所述填料Ⅰ和填料Ⅱ与曲柄之间的装配，所述竖直方向为连接并垂直于曲轴轴线和轴颈轴线的连接线方向，所述曲柄的下侧为沿竖直方向远离曲轴轴线的一侧，所述曲柄的上侧为沿竖直方向靠近曲轴轴线的一侧；所述填料还可分为三块或多块，可根据具体需求选择，在此不再赘述；所述凹槽Ⅰ21的形状与曲柄11的上侧形状相同，并与之过盈配合，所述凹槽Ⅱ31的形状与曲柄11的下侧形状相同，并与之过盈配合。

所述填料Ⅰ2和填料Ⅱ3之间通过卡接连接连为一体；这里选择卡接连接将所述填料Ⅰ2和填料Ⅱ3连为一体，不仅能保证所述填料Ⅰ2和填料Ⅱ3连接的稳固性，还提高了结构紧凑性，便于装配等优点；当然，还可采用铆接连接，过盈配合等固定连接方式连为一体，在此不再赘述。

本实施例中，所述填料Ⅰ2上有用于与填料Ⅱ3相配合的配合面Ⅰ25，所述填料Ⅱ3上有用于与配合面Ⅰ25相适配的配合面Ⅱ34；所述配合面Ⅰ25上固定设置有用于与填料Ⅱ3卡接连接的卡接凸台Ⅰ23和卡接凹槽Ⅰ22，所述卡接凸台Ⅰ23和卡接凹槽Ⅰ22分别位于曲轴轴向两侧，所述配合面Ⅱ34上固定设置有用于与卡接凸台Ⅰ23、卡接凹槽Ⅰ22相适配的卡接凹槽Ⅱ33、卡接凸台Ⅱ32，通过卡接凸台Ⅰ23卡入卡接凹槽Ⅱ33，卡接凸台Ⅱ32卡入卡接凹槽Ⅰ25中，以使得所述填料Ⅰ2和填料Ⅱ3连为一体；所述配合面Ⅰ25、配合面Ⅱ34均为平面，当然还可采用阶梯面、弧面或其它形状的面，这里采用平面，不仅结构简单，还便于加工制造，节约加工成本；所述卡接凸台Ⅰ23固定设置于配合面Ⅰ25，并位于曲轴轴颈的一侧，所述卡接凹槽Ⅰ22开设于配合面Ⅰ25上，并位于曲轴轴颈的另一侧，并且所述卡接凸台Ⅰ23与卡接凹槽Ⅰ2到曲轴轴线的距离相等设置，所述卡接凹槽Ⅱ33、卡接凸台Ⅱ32相应的设置于平面Ⅱ34，以便所述卡接凸台Ⅰ23与卡接凹槽Ⅱ33卡接配合，所述卡接凸台Ⅱ32与卡接凹槽Ⅰ22卡接配合，通过采用该结构布置，以便在曲轴转动过程中使得转动平衡，避免因卡接凸台Ⅰ、卡接凸台Ⅱ、卡接凹槽Ⅰ及卡接凹槽Ⅱ布置不合理而导致转动不平衡而损坏；所述卡接凸台Ⅰ在垂直于曲轴轴线的截面上近似“T”形，包括上顶面和两侧面，所述上顶面为远离配合面Ⅰ一侧的面，所述两侧面为连接上顶面与配合面Ⅰ25之间的面，所述上顶面为圆弧形，所述两侧面向圆弧中心凹陷，从而增加卡接连接的牢固性，所述近似为“T”形的含义为可在“T”形的基础上作出适当的修改，以便更能满足需求；所述卡接凸台Ⅱ与卡接凸台Ⅰ的形状结构相同设置。

本实施例中，所述填料Ⅰ2和填料Ⅱ3之间还设置有限位机构；通过设置限位机构，从而增加了填料Ⅰ2和填料Ⅱ3之间固定连接的牢固性，避免在转动过程中发生窜动而影响曲轴的动平衡；所述限位机构可采用设置限位凸起与限位凹槽的形式，还可采用增加限位件进行限位，可根据具体需求选择。

本实施例中，所述限位机构为限位凸起和与限位凸起相适配的限位凹槽，所述限位凸起有两个，分别为限位凸起Ⅰ26和限位凸起Ⅱ35，所述限位凸起Ⅰ26、限位凸起Ⅱ35分别设置于卡接凸台Ⅰ23、卡接凸台Ⅱ32，所述限位凹槽有两个，分别为限位凹槽Ⅰ27、限位凹槽Ⅱ36，通过限位凸起Ⅰ26卡入限位凹槽Ⅱ36、限位凸起Ⅱ35卡入限位凹槽Ⅰ27中，从而起到对填料Ⅰ2和填料Ⅱ3起到限位作用；通过设置限位凸起与限位凹槽配合形成限位，不仅能起到对填料Ⅰ和填料Ⅱ沿曲轴轴向进行限位，同时还提高了结构紧凑性；通过将所述限位凸起Ⅰ和限位凸起Ⅱ分别设置于卡接凸台Ⅰ、卡接凸台Ⅱ上，进一步提高了结构紧凑性，当然，所述限位凸起Ⅰ、限位凸起Ⅱ还可分别设置于配合面Ⅰ、配合面Ⅱ，可根据具体需求选择，在此不再赘述。

本实施例中，所述曲轴的连杆轴颈沿曲轴轴向方向开设有用于与填料Ⅰ2连接的连接孔12，所述填料Ⅰ沿曲轴轴线方向设置有用于与连接孔12相适配的连接轴24，通过所述连接轴24与连接孔12相适配，进一步增加填料Ⅰ2与曲轴1之间连接的牢固性；所述连接轴24与连接孔12相适配的含义为连接轴与连接孔通过过盈配合固定连接，进一步提高了填料Ⅰ2与曲轴1之间固定的稳固性，同时还具有结构简单，紧凑性高的优点。

本实施例中，所述连接轴24上开设有至少一个环形凹槽24a；通过设置环形凹槽，不仅减轻了连接轴24的质量，降低原材料成本，同时减少了连接轴24与连接孔12的配合面长度，从而降低了制造难度，避免因圆柱面过长而不能保证圆柱度，从而提高了加工制造效率。

所述环形凹槽24a有两个，沿连接轴轴向依次设置，这里选择设置两个环形凹槽24a，提高了连接轴24与连接孔12之间的配合，当然，还可采用设置一个或多个，在此不再赘述。

本实施例中，所述填料Ⅱ的凹槽Ⅱ底部沿曲轴轴线方向还设置有用于与曲柄的内侧连接的定位凸台37，所述曲轴的内侧开设有用于与定位凸台相适配的凸台孔13，所述定位凸台37与凸台孔13相适配；所述定位凸台37与凸台孔13相适配的含义为通过所述定位凸台37与凸台孔13的配合，从而起到定位作用，不仅便于填料Ⅱ的装配，还对填料Ⅱ起到限位作用，提高了填料Ⅱ与曲柄连接的牢固性；通过将所述定位凸台设置于凹槽Ⅱ底部，进一步增加了结构紧凑性；所述凸台孔13开设与曲轴的曲柄内侧，所述曲柄内侧为曲柄11沿曲轴轴线方向靠连杆轴颈一侧。

本发明还公开了一种发动机，所述发动机安装有所述的曲轴总成；通过将所述曲轴总成安装于发动机上，不仅减轻了发动机的质量，实现轻量化设计，还提高了对发动机气缸体的扫气效率，从而提高了发动机的性能，降低了生产成本，提高市场竞争力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种曲轴总成，其特征在于：包括曲轴和填料，所述填料与曲轴之间通过过盈连接，以使得所述填料与曲轴连为一体。

2.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于：所述填料为圆盘状，所述填料的端面开设有与曲轴的曲柄过盈配合的凹槽，所述凹槽与曲柄相配合，以使得所述填料与曲轴的曲柄连为一体。

3.根据权利要求2所述的曲轴总成，其特征在于：所述填料包括填料Ⅰ和填料Ⅱ，所述填料Ⅰ沿竖直方向设置于曲柄的上侧，所述填料Ⅱ沿竖直方向设置于曲柄的下侧，所述凹槽包括设置于填料Ⅰ的凹槽Ⅰ和设置于填料Ⅱ的凹槽Ⅱ。

所述填料Ⅰ和填料Ⅱ之间通过卡接连接连为一体。

4.根据权利要求3所述的曲轴总成，其特征在于：所述填料Ⅰ上有用于与填料Ⅱ相配合的配合面Ⅰ，所述填料Ⅱ上有用于与配合面Ⅰ相适配的配合面Ⅱ；所述配合面Ⅰ上固定设置有用于与填料Ⅱ卡接连接的卡接凸台Ⅰ和卡接凹槽Ⅰ，所述卡接凸台Ⅰ和卡接凹槽Ⅰ分别位于曲轴轴向两侧，所述配合面Ⅱ上固定设置有用于与卡接凸台Ⅰ、卡接凹槽Ⅰ相适配的卡接凹槽Ⅱ、卡接凸台Ⅱ，通过卡接凸台Ⅰ卡入卡接凹槽Ⅱ、卡接凸台Ⅱ卡入卡接凹槽Ⅰ中，以使得所述填料Ⅰ和填料Ⅱ连为一体。

5.根据权利要求4所述的曲轴总成，其特征在于：所述填料Ⅰ和填料Ⅱ之间还设置有限位机构。

6.根据权利要求5所述的曲轴总成，其特征在于：所述限位机构为限位凸起和与限位凸起相适配的限位凹槽，所述限位凸起有两个，分别为限位限位凸起Ⅰ和限位凸起Ⅱ，所述限位凸起Ⅰ、限位凸起Ⅱ分别设置于卡接凸台Ⅰ、卡接凸台Ⅱ，所述限位凹槽有两个，分别为限位凹槽Ⅰ、限位凹槽Ⅱ，通过限位凸起Ⅰ卡入限位凹槽Ⅰ、限位凸起Ⅱ卡入限位凹槽Ⅱ中，从而起到对填料Ⅰ和填料Ⅱ起到限位作用。

7.根据权利要求3所述的曲轴总成，其特征在于：所述曲轴的连杆轴颈沿曲轴轴向方向开设有用于与填料Ⅰ连接的连接孔，所述填料Ⅰ沿曲轴轴线方向设置有用于与连接孔相适配的连接轴，通过所述连接轴与连接孔相适配，进一步增加填料Ⅰ与曲轴之间连接的牢固性。

8.根据权利要求7所述的曲轴总成，其特征在于：所述连接轴上开设有至少一个环形凹槽；

所述环形凹槽而两个，沿连接轴轴向依次设置。

9.根据权利要求3所述的曲轴总成，其特征在于：所述填料Ⅱ的凹槽Ⅱ底部沿曲轴轴线方向还设置有用于与曲柄的内侧连接的定位凸台，所述曲轴的内侧开设有用于与定位凸台相适配的凸台孔，所述定位凸台与凸台孔相适配。

10.一种发动机，其特征在于：所述发动机安装有权利要求1-9任一权利要求所述的曲轴总成。

Images