CN115681300A - 一种发动机曲轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机曲轴，包括曲轴前端、多个主轴颈、曲轴后端及一个以上的曲轴组件；曲轴前端与曲轴组件之间通过一个主轴颈连接，曲轴后端与曲轴组件之间也通过一个主轴颈连接；当曲轴组件为两个以上时，两个曲轴组件之间同样通过一个主轴颈连接；曲轴组件包括两个曲柄、两个平衡块及一个连杆轴颈；连杆轴颈设置于两个曲柄之间，在两个曲柄远离连杆轴颈的一端各设置有一个平衡块；主轴颈及所述连杆轴颈均设置有向外凸出的鼓形结构。本技术方案将主轴颈及连杆轴颈均设置为像鼓的形状，中间部位微粗于两端，可降低曲轴轴瓦两侧的边载负荷峰值，有利于轴瓦两侧润滑油膜厚度的保持，避免轴瓦侧边早期磨损失效。

Description

一种发动机曲轴

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机曲轴。

背景技术

随着社会的前进和汽车工业的快速发展，汽车发动机技术在不断的提高，人们对汽车动力性、经济性、安全性和舒适性等方面也有了更高的要求。发动机作为汽车的动力装置，是汽车的心脏，汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。

发动机曲轴是发动机中最主要、承载最复杂的部件之一。曲轴将连杆的往复运动转换成旋转运动，在高速旋转的过程中，需要有充分的润滑和足够的强度，以防止曲轴疲劳失效。尤其是对于燃烧爆压日益提升、工作负荷恶劣的柴油机，更应保证曲轴的润滑。

当前曲轴的轴径均为圆柱形结构，用于同轴瓦直径线性匹配，现实际生产的发动机曲轴的轴径等部件还是能够适应当前的发动机爆压的，但是随着发动机的性能提升及能源利用率的提高，发动机的爆压必然提升。但是随着发动机爆压的提升，发动机的运转条件日益严苛，曲轴等零部件在高负荷的情况下，弯曲变形较大，容易造成曲轴与轴瓦之间异常接触和润滑不良，从而导致拉瓦，甚至曲轴断裂、发动机报废等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机曲轴，以解决现技术的曲轴在高爆压、高负荷情况下弯曲变形较大，导致曲轴与轴瓦接触和润滑不良的问题。

为实现上述技术方案，本申请是通过以下技术方案实现的：

一种发动机曲轴，包括曲轴前端、多个主轴颈、曲轴后端及一个以上的曲轴组件；曲轴前端与曲轴组件之间通过一个主轴颈连接，曲轴后端与曲轴组件之间也通过一个主轴颈连接；当曲轴组件为两个以上时，两个曲轴组件之间同样通过一个主轴颈连接；

曲轴组件包括两个曲柄、两个平衡块及一个连杆轴颈；所述连杆轴颈设置于两个曲柄之间，在两个曲柄远离连杆轴颈的一端各设置有一个平衡块；

所述主轴颈及所述连杆轴颈均设置有向外凸出的鼓形结构。

进一步的，在曲轴前端与主轴颈之间，曲轴后端与主轴颈之间均设置有安装轴颈，安装轴颈的外径小于主轴颈的最小外径。

进一步的，在每个主轴颈上均设置有主轴瓦，在连杆轴径上设置有连杆轴瓦。

进一步的，鼓形结构轴向长度为主轴颈或连杆轴颈的轴向长度的中间1/3-1。

进一步的，鼓形结构的外径与主轴颈两侧的外径或连杆轴颈两侧的外径的差值范围均为0-4μm。

进一步的，所述主轴瓦及连杆轴瓦的内腔均为圆柱形结构。

进一步的，所述主轴瓦与主轴颈之间的间隙，连杆轴瓦与连杆轴颈之间的间隙均为两端厚中间薄结构，润滑油填充入间隙内形成两端厚中间薄的润滑油膜。

本发明的有益效果是：

1、本技术方案将主轴颈及连杆轴颈均设置为像鼓的形状，中间部位微粗于两端，其原理是：常规的圆柱形主轴颈及连杆轴颈在燃烧压下作用下，轴颈会因微小弹性弯曲变形导致轴瓦两侧载荷增加，本申请的中鼓度可降低曲轴轴瓦两侧的边载负荷峰值，有利于轴瓦两侧润滑油膜厚度的保持，避免轴瓦侧边早期磨损失效。

2、本技术方案的鼓形结构设计对最小油膜厚度的影响较大，曲轴轴径进行腰鼓度设计，大幅改善曲轴变形导致的润滑不良和零部件失效问题。

附图说明

图1为本发明曲轴装配示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为本发明曲轴结构示意图。

图4为图3的A处放大图。

图5为本发明曲轴轴径与轴瓦匹配示意图。

附图标记说明

1、曲轴前端；2、安装轴颈；3、主轴瓦；4、连杆轴瓦；5、曲轴组件；6、曲轴后端；7、主轴颈；8、连杆轴颈；9、鼓形结构；10、间隙；11、曲柄；12、平衡块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

如图1至图5所示，本申请提供一种发动机曲轴，包括曲轴前端1、多个主轴颈7、曲轴后端6及一个以上的曲轴组件5；曲轴前端与曲轴组件之间通过一个主轴颈连接，曲轴后端与曲轴组件之间也通过一个主轴颈连接；当曲轴组件5为两个以上时，两个曲轴组件之间同样通过一个主轴颈连接；在本实施例中，以四缸发动机为例，曲轴组件为四个，若为八缸发动机，则曲轴组件为八个。

曲轴组件包括两个曲柄11、两个平衡块12及一个连杆轴颈8；连杆轴颈设置于两个曲柄之间，在两个曲柄远离连杆轴颈的一端各设置有一个平衡块；主轴颈及所述连杆轴颈均设置有向外凸出的鼓形结构。

本申请的技术方案中，曲轴前端、主轴颈、曲轴后端及曲轴组件的连接关系及主体结构均与现有技术的曲轴没有区别，因此，本申请的曲轴结构及连接关系没有进行详细的说明。本申请的技术改进在主轴颈及连杆轴颈的鼓形结构的设计。

在曲轴前端与主轴颈之间，曲轴后端6与主轴颈之间均设置有安装轴颈2，安装轴颈的外径小于主轴颈的最小外径。在每个主轴颈上均设置有主轴瓦3，在连杆轴径上设置有连杆轴瓦4。

鼓形结构9轴向长度为主轴颈或连杆轴颈的轴向长度的中间1/3-1，此部分为鼓形结构的轴向长度为主轴颈或连杆轴颈的整个轴向长度，或者鼓形结构的轴向长度为主轴颈的轴向长的1/3至主轴颈的整个轴向长度，也为连杆轴颈的轴向长度的1/3至连杆轴颈的整个轴向长度。但是需要说明的是，本申请的曲轴中，不论包括有几个主轴颈或几个连杆轴颈，其上的鼓形结构的规格均相同，在此具体说明，比如，鼓形结构的轴向长度为主轴颈的轴向长度，即主轴颈的整体呈鼓形，则所有的主轴颈及所有的连杆轴颈均整体呈鼓形；若是鼓形结构为主轴颈的轴向长度的1/3，则主轴颈的两端各轴向1/3长度为圆柱形，中间的1/3轴向长度呈鼓形结构，同时，所有的其它主轴颈及所有的连杆轴颈均按此结构进行设计。

在本申请中，鼓形结构9的外径与主轴颈两侧的外径或连杆轴颈两侧的外径的差值范围均为0-4μm。在此对该技术方案进行详细的说明，若主轴颈和连杆轴颈的整个轴向长度均为鼓形结构，则该主轴颈和连杆轴颈的中部最凸出部分，即最大外径与两端的外径的差值为4μm，自最大外径的两侧向两端延伸时，外径与两端的外径差值逐渐减小，这一差值在0-4μm之间，当外径差值为0时，即主轴颈的端部外径与鼓形结构的最小外径的差，实际也是主轴颈或连杆轴颈的两端实际重合。

若鼓形结构不是主轴颈或连杆轴颈的整个轴向长度时，鼓形结构的最小外径实际上是主轴颈或连杆轴颈的圆柱体的外径，因此，差值的最小值为0。

本申请的主轴瓦及连杆轴瓦的内腔均为圆柱形结构，这样主轴瓦或连杆轴瓦与其配合的主轴颈或连杆轴颈之间的间隙10为中间小两端大，此时，润滑油充入该空隙时，润滑油膜的形状也为两端厚中间薄的结构，此时润滑油的量远大于常规结构的润滑油量，此时，当主轴颈及连杆轴颈的鼓形结构出现变形时，大幅改善曲轴变形导致的润滑不良和零部件失效问题。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种发动机曲轴，包括曲轴前端、多个主轴颈、曲轴后端及一个以上的曲轴组件；曲轴前端与曲轴组件之间通过一个主轴颈连接，曲轴后端与曲轴组件之间也通过一个主轴颈连接；当曲轴组件为两个以上时，两个曲轴组件之间同样通过一个主轴颈连接；

曲轴组件包括两个曲柄、两个平衡块及一个连杆轴颈；所述连杆轴颈设置于两个曲柄之间，在两个曲柄远离连杆轴颈的一端各设置有一个平衡块；其特征在于，

所述主轴颈及所述连杆轴颈均设置有向外凸出的鼓形结构。

2.根据权利要求1所述的发动机曲轴，其特征在于，在曲轴前端与主轴颈之间，曲轴后端与主轴颈之间均设置有安装轴颈，安装轴颈的外径小于主轴颈的最小外径。

3.根据权利要求1所述的发动机曲轴，其特征在于，在每个主轴颈上均设置有主轴瓦，在连杆轴径上设置有连杆轴瓦。

4.根据权利要求1所述的发动机曲轴，其特征在于，鼓形结构轴向长度为主轴颈或连杆轴颈的轴向长度的中间1/3-1。

5.根据权利要求4所述的发动机曲轴，其特征在于，鼓形结构的外径与主轴颈两侧的外径或连杆轴颈两侧的外径的差值范围均为0-4μm。

6.根据权利要求3所述的发动机曲轴，其特征在于，所述主轴瓦及连杆轴瓦的内腔均为圆柱形结构。

7.根据权利要求6所述的发动机曲轴，其特征在于，所述主轴瓦与主轴颈之间的间隙，连杆轴瓦与连杆轴颈之间的间隙均为两端厚中间薄结构，润滑油填充入间隙内形成两端厚中间薄的润滑油膜。

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