CN201144953Y - 发动机曲轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发动机的曲轴，其前端和后端之间设有多个轴向分布的曲拐和平衡重块；每一所述曲拐包括轴向设置的主轴颈和连杆轴径，两者之间由曲柄固定连接；所述平衡重块的数目为四块，所述曲柄的半径为96.69mm，所述主轴颈和连杆轴径的润滑油孔的位置角度为25度。本实用新型所提供发动机曲轴的曲柄长度得到加长，进而增加了活塞行程；在发动机缸体高度不改变的情况下，可以增加发动机的压缩比。因此，气缸中的燃料可以燃烧得更迅速、更充分，发动机的输出功率将随之增大，其经济性能也将得到提高，排气质量也可以得到改善。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机的曲轴。
背景技术
众所周知，曲轴是发动机的重要部件。燃料在燃烧室中燃烧所产生的气体压力通过活塞以及与其相连的连杆传递至曲轴，并通过曲轴转化为扭矩，从而驱动车辆的传动系统、发动机的配气机构以及其它辅助装置。
同时，压缩比是发动机的重要结构参数，指压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后气体的最小容积之比，也等于气缸总容积与燃烧室容积的比值。发动机运转时，气缸中吸入的是燃油与空气混合物。压缩比越大，压缩终了混合气的压力和温度就越高，燃油分子的气化也就更完全，燃料可以燃烧得更迅速、更充分；因此，随着压缩比的增大，发动机的输出功率将随之增大，经济性能也将得到提高，排气质量也可以得到改善。相反，低压缩比的发动机燃烧时间相对延长，增加了能量消耗，从而降低动力输出。
可见，压缩比对于发动机的动力性能、经济性能意义重大。而现有技术中的发动机的压缩比普偏存在进一步提升的空间，比如，原北京吉普C698型发动机，其缸径为98.425mm，冲程86.69mm，缸径、冲程之比约为1.141。显然，其气缸呈扁平的矩形，因此其冲程较短；由此引起的缺点包括：
首先，燃烧室中气体燃烧膨胀做功的距离短，做功不充分，排气温度较高；由此带来热损失大的问题，导致发动机油耗偏高。
其次，由于冲程较短，发动机曲轴的回转半径较小，因此旋转力臂较短，所输出的扭矩较小。
因此，如何在不改变发动机缸体高度的前提下，增大其冲程，是本领域的技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发动机的曲轴，可以提高发动机的压缩比。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种发动机的曲轴，其前端和后端之间设有多个轴向分布的曲拐和平衡重块；每一所述曲拐包括轴向设置的主轴颈和连杆轴径，两者之间由曲柄固定连接；所述平衡重块的数目为四块。
优选地，所述曲柄半径的范围为93mm至99mm。
优选地，所述曲柄的半径为96.69mm。
优选地，所述主轴颈和连杆轴径的润滑油孔的位置角度范围为22度至28度。
优选地，所述主轴颈和连杆轴径的润滑油孔的位置角度为25度。
优选地，所述发动机的曲轴进一步包括经抛光工艺处理的止推面。
相对上述背景技术，本实用新型所提供发动机曲轴的曲柄的长度得到加长，进而增加了活塞行程；在发动机缸体高度不改变的情况下，可以增加发动机的压缩比。因此，气缸中的燃料可以燃烧得更迅速、更充分，发动机的输出功率将随之增大，其经济性能也将得到提高，排气质量也可以得到改善。
附图说明
图1为本实用新型所提供的发动机曲轴一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1所示发动机曲轴的左视示意图。
具体实施方式
本实用新型核心是提供一种发动机的曲轴，其可以提高发动机的压缩比。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本实用新型所提供的发动机曲轴一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的发动机曲轴1可以与发动机的连杆配合，将作用在活塞上的气体压力转化为旋转动力，并传递给车辆底盘的传动机构。同时，曲轴1还可以驱动发动机的配气机构以及其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。
曲轴1包括分居两侧的前端11和后端12。曲轴1的前端11装有正时齿轮，用以驱动风扇、水泵、以及起动爪等；曲轴1的后端12用来安装飞轮。前端11和后端12之间轴向设置若干主轴颈14，各主轴颈14相互间隔地设置。
主轴颈14是曲轴1的支承部分，通过主轴承支承在发动机曲轴箱的主轴承座中。主轴承14的具体数目主要取决于发动机的气缸数目，当然还受曲轴1的具体支承方式的影响。
本具体实施方式中，曲轴1为全支承曲轴，其主轴颈14比气缸多一个，每一个连杆轴颈13两边都设有一个主轴颈14。采用这种支承方式，曲轴1的强度和刚度都比较好，并且减轻了主轴承载荷，进而可以减小磨损。
相邻的两主轴颈13之间设有连杆轴径14。
曲轴1的连杆轴颈14是其与发动机连杆的连接部分，并通过曲柄15与主轴颈14固定相连。上述连接部位最好用圆弧过渡，从而可以减少应力集中。
连杆轴颈14的数目决定于发动机的气缸数以及发动机的类型。直列发动机的连杆轴颈14的数目与其气缸数相等，V型发动机的连杆轴颈14的数目等于其气缸数的一半。
显然，连杆轴径14与主轴颈13的横截面都为圆形，两者的中心轴相错离。连杆轴径14和主轴颈13通过曲柄15固定连接于一体。
曲柄15是主轴颈14和连杆轴颈13的连接部分，其断面通常为椭圆形。
在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的曲轴1，其曲柄15的半径范围可以为93mm至99mm；从理论上说，曲柄半径加大至100mm都是可以的，但是，如果曲柄半径过长势必需要加高发动机缸体，因此生产线将需做较大改动，反而会出现改造投资过大的问题。
具体地，可以将曲柄半径设为96.69mm，此时可以实现最佳技术效果。
上述每一连杆轴径14、主轴颈13，以及两者之间的曲柄15构成一个曲拐。
为了平衡惯性力，曲柄15处铸有平衡重块16，平衡重块16也可以以常规的方式紧固于曲柄15。平衡重块16的作用，是平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡部分往复惯性力，从而使曲轴1可以平稳地旋转。
在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的曲轴1所具有的平衡重块16的数目为4块。六缸发动机的曲轴1可设置4块、6块或者8块平衡重块16，或甚至所有曲柄15下都设置平衡重块16。然而平衡重块16数目过多会导致曲轴1的质量和材料消耗的增加，并使锻造工艺变得复杂。本实用新型所提供的曲轴1具有4块平衡重块16，解决了平衡重块16过多的缺陷，减小了曲轴1的质量以及材料消耗，简化了的锻造工艺。
处于工作状态时，曲轴1承受气体压力、惯性力以及惯性力矩的作用，其受力较大而且受力较为复杂，且其还承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴1为高速旋转件。因此，曲轴1应当具有足够的刚度和强度，并应当具有良好的承受冲击载荷的能力；此外，曲轴1应当耐磨损且润滑良好。
所以，曲轴1可以由中碳钢或中碳合金钢模锻而成；为提高曲轴1的耐磨性能和耐疲劳强度，连杆轴径14和主轴颈13的表面可以经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。
请参考图2，图2为图1所示发动机曲轴的左视示意图。
如上所述，曲轴1应当润滑良好。因此，连杆轴径14和主轴颈13的表面应当开设润滑油孔17，其中的润滑油可以对连杆轴径14和主轴颈13的表面持续润滑。在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的曲轴1润滑油孔17的位置角度R的范围为22度至28度，最好将其设为25度。
此外，上述曲轴1的多个主轴颈13之一的轴肩部分用作轴线方向的位置基准面，即止推面。在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的曲轴1的止推面(图中未示出)采用抛光处理工艺，同时整个曲轴1可以经过正火处理。
综上所述，本实用型通过增加曲拐半径这一在技术上比较容易实现，并且投入较少、成本较低的方法提高了发动机的压缩比，进而增大发动机的冲程，取得了相应的技术效果。
以上对本实用新型所提供的一种发动机的曲轴进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1、一种发动机曲轴，其前端和后端之间设有多个轴向分布的曲拐和平衡重块；每一所述曲拐包括轴向设置的主轴颈和连杆轴径，两者之间由曲柄固定连接；其特征在于，所述平衡重块的数目为四块。
2、如权利要求1所述的发动机的曲轴，其特征在于，所述曲柄半径的范围为93mm至99mm。
3、如权利要求2所述的发动机曲轴，其特征在于，所述曲柄的半径为96.69mm。
4.如权利要求3所述的发动机曲轴，其特征在于，所述主轴颈和连杆轴径的润滑油孔的位置角度范围为22度至28度。
5.如权利要求4所述的发动机曲轴，其特征在于，所述主轴颈和连杆轴径的润滑油孔的位置角度为25度。
6、如权利要求5所述的发动机曲轴，其特征在于，进一步包括经抛光工艺处理的止推面。
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