CN203067573U - 曲轴后端法兰 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种曲轴后端法兰，包括法兰本体以及法兰本体上开设的用于设置连接螺栓的连接孔，所述的法兰本体与飞轮相贴合连接的贴合面中部设置用于飞轮安装和定位的环形凸台，所述贴合面上设置有向法兰本体内开设的环形槽，所述的环形槽与环形凸台同心且紧邻环形凸台的外周设置。当采用上述结构以后，通过减小贴合面的内径，增大曲轴后端法兰与飞轮间的有效力矩传递，在曲轴后端法兰外径较小的同时满足发动机较大传递扭矩的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机领域，具体涉及一种发动机用曲轴后端法兰。
背景技术
目前我国国产及合资品牌轿车的发动机曲轴后端法兰的结构如图1所示，通过预设的多个连接螺栓将法兰和飞轮相贴合连接从而实现曲轴到飞轮的力矩传递。法兰与飞轮相贴合连接的贴合面1a呈平整状，连接面中部向飞轮侧设置有用于飞轮安装、定位的环形凸台1b，环形凸台1b与法兰本体1c同心设置。但按该方式具体操作时，经常出现涉及的法兰与飞轮间的有效力矩传递无法满足发动机最大传递扭矩的问题，因此，通常需要通过增大曲轴后端法兰和飞轮之间的预紧力来克服上述问题，例如，增大连接螺栓公称直径和增加连接螺栓数量。
由于现代轿车发动机的设计爆发压力越来越大，发动机在前舱的布置需求也越来越紧凑，而单纯的增大连接螺栓公称直径或增加连接螺栓数量的同时，必须同时增大曲轴后端法兰的外径，这样就会使得曲轴后端法兰外周油封接触面的线速度增大，加速密封件磨损和不利于密封，同时也会使得发动机整体的布置空间加大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种曲轴后端法兰，可在不增加曲轴后端法兰外径的同时，满足曲轴与飞轮间较大扭矩的传递。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种曲轴后端法兰，包括法兰本体以及法兰本体上开设的用于设置连接螺栓的连接孔，所述的法兰本体与飞轮相贴合连接的贴合面中部设置用于飞轮安装和定位的环形凸台，所述贴合面上设置有向法兰本体内开设的环形槽，所述的环形槽与环形凸台同心且紧邻环形凸台的外周设置。
本实用新型的有益效果在于：当采用上述结构以后，通过减小贴合面的内径，增大曲轴后端法兰与飞轮间的有效力矩传递，在曲轴后端法兰外径较小的同时满足发动机较大传递扭矩的需求。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本实用新型的装配示意图；
图3为本实用新型的结构示意图；
图4为图3的A处放大示意图。
具体实施方式
曲轴后端法兰与飞轮间的有效传递力矩M=f*rm，其中f为连接螺栓施加在曲轴后端法兰与飞轮之间的预紧力，rm为曲轴后端法兰与飞轮之间的有效摩擦半径。因此增大有效传递力矩M就必须通过增大预紧力f和/或有效摩擦半径rm来实现，而增大预紧力f会导致法兰本体10的直径增大且不利于发动机结构紧凑的设计。因此，本申请中采用增大有效摩擦半径rm来实现增大有效传递力矩M。
由于其中r0为法兰本体10与飞轮相贴合连接的贴合面外径，rf为法兰本体10与飞轮相贴合连接的贴合面内径，因此本申请中，通过在一定范围内增大贴合面内径rf实现增大有效摩擦半径rm，进而提高有效传递力矩M的数值，以满足曲轴与飞轮间较大扭矩的传递。
其采取的方案如图2、3、4所示，一种曲轴后端法兰，包括法兰本体10以及法兰本体10上开设的用于设置连接螺栓的连接孔13，所述的法兰本体10与飞轮相贴合连接的贴合面10a中部设置用于飞轮安装和定位的环形凸台11，所述贴合面10a上设置有向法兰本体10内开设的环形槽12，所述的环形槽12与环形凸台11同心且紧邻环形凸台11的外周设置。通过在环形凸台11的外周设置的环形槽12，这样增大了贴合面10a的内径，进而提高曲轴后端法兰与飞轮之间的有效传递力矩M。本申请只需要在现有的曲轴后端法兰的贴合面10a开设环形槽12即可，不需要对曲轴后端法兰的结构做出较大改变和避免增大曲轴后端法兰的直径，其操作方便。由于，各类型发动机上所用的曲轴后端法兰的直径以及环形凸台11外径的不同，对于设置的环形槽12的槽深与槽宽，本领域技术人员可以根据曲轴后端法兰的强度需求以及有效摩擦半径rm的计算公式进行计算和优化，以确定最佳的尺寸范围，获得最佳的增大有效传递力矩M数值的效果。
本申请中优选按照以下方案进行实施，其取得的效果最佳。所述环形槽12的槽深为0.5mm～1mm，环形槽的槽口宽度D:d≤D≤d-2/3r1，其中d为连接孔13孔芯至环形凸台11外周壁的间距，r1为连接孔13的孔径。所述环形槽12的槽底宽度小于槽口宽度。所述的环形槽12靠近环形凸台11一侧的槽壁上部延伸向环形凸台11本体内部开设有凹缺部11a。
以下以奇瑞公司生产的A机型发动机为例作进一步说明，若采用如图1所示的传统曲轴后端法兰进行操作时，曲轴后端法兰外径为Φ87mm，环形凸台的外径为Φ43mm，采用6个强度等级为10.9级的M10×1.25的连接螺栓均匀布置在半径为Φ66mm的连接螺栓分布圆上，通过计算可得连接螺栓所加载的预紧力只能保证法兰与飞轮之间的有效传递力矩为1153Nm，而该A机型发动机在此处的最大传递力矩要求为1205Nm，这样为保证发动机的力矩有效传递就需要将6个连接螺栓的设计结构调整为7个连接螺栓，且需将曲轴后端法兰的外径设置的较大。
若采用本申请中的方案进行实施，只需要在紧邻环形凸台11的外周向法兰本体10内开设一槽深为0.5mm，槽口宽度为17mm的环形槽11，同样采用相同的6个强度等级为10.9级的M10×1.25的连接螺栓进行连接，经校核减小贴合面10a面积后预紧力产生的轴向压强满足材料的许用性能，曲轴后端法兰与飞轮之间的有效传递力矩达1277Nm，可有效满足该A机型发动机的力矩传递。
另外，曲轴后端法兰的结构设计需求非常紧凑，减少一个连接螺栓的布置或将连接螺栓公称直径减小1mm，即可将曲轴后端法兰的外径设计的更小，对周边零部件的布置与选材都具有良好的效应，发动机可设计得更加紧凑。同时，减小曲轴后端与飞轮的贴合面11a面积也可以使得贴合面11a的平面度更高，扭矩的传递更加稳定。总之，本实用新型，可在不增加曲轴后端法兰直径和连接螺栓个数、工称直径的情形下，增大曲轴后端法兰与飞轮之间的有效传递力矩。
Claims (4)
1.一种曲轴后端法兰，包括法兰本体（10）以及法兰本体（10）上开设的用于设置连接螺栓的连接孔（13），所述的法兰本体（10）与飞轮相贴合连接的贴合面（10a）中部设置用于飞轮安装和定位的环形凸台（11），其特征在于：所述贴合面（10a）上设置有向法兰本体（10）内开设的环形槽（12），所述的环形槽（12）与环形凸台（11）同心且紧邻环形凸台（11）的外周设置。
2.如权利要求1所述的曲轴后端法兰，其特征在于：所述环形槽（12）的槽深为0.5mm～1mm，环形槽（12）的槽口宽度D:d≤D≤d-2/3r1；其中d为连接孔（13）孔芯至环形凸台（11）外周壁的间距，r1为连接孔（13）的孔径。
3.如权利要求1或2所述的曲轴后端法兰，其特征在于：所述环形槽（12）的槽底宽度小于槽口宽度。
4.如权利要求1或2所述的曲轴后端法兰，其特征在于：所述的环形槽（12）靠近环形凸台（11）一侧的槽壁上部延伸向环形凸台（11）本体内部开设有凹缺部（11a）。
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2013
- 2013-01-18 CN CN 201320026180 patent/CN203067573U/zh not_active Expired - Lifetime
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