CN215370572U - 一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构。曲轴结构包括主轴颈、偏心轴、第二轴颈、曲柄、连杆轴颈、平衡重、平衡孔、减重孔和信号齿。整体曲轴采用单曲柄结构，在满足曲轴结构强度和振动的情况下，有效减轻曲轴重量。其特征包括：所述的连杆轴颈连接有发动机活塞连杆总成；所述的曲柄上布置有平衡重和信号齿；所述的主轴颈和第二轴径为曲轴的支撑轴径，连接有轴承固定在曲轴箱上；所述的偏心轴采用与曲轴一体式加工；所述平衡孔主要为了平衡偏心轴引起的不平衡质量，通过偏心轴内设计平衡孔结构，既能消除偏心轴的不平衡问题，又能保证发动机的轻量化要求。

Description

一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构

技术领域

本发明涉及一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，尤其涉及小型无人机用重油发动机，属于内燃机零部件。

背景技术

近几年，夹气直喷发动机因其重油雾化性能的优秀表现，使传统上只能用压燃燃烧方式的重油实现点燃燃烧方式，在保证了点燃式发动机的燃烧速度及热效率的同时大大减轻了发动机的整机重量，使其完美地适用于小型无人机。

夹气直喷发动机相比于传统发动机增加了一套供气系统，为夹气直喷系统提供高压辅助空气。目前供气系统一般采用集成式压气机或外置式气泵，而对于小型无人机用发动机由于对功重比和体积要求较高一般采用集成式压气机。集成式压气机多采用活塞式，通过在曲轴上设计偏心轴驱动活塞连杆机构，实现压气机循环供气。由于增加偏心轴结构为曲轴平衡带来新的问题，特别是单缸机，本身就很难实现完全平衡，偏心轴结构加剧了曲轴不平衡问题，所以需要设计一种曲轴结构，既能消除偏心轴的不平衡问题，又能保证发动机的轻量化要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构。曲轴结构包括主轴颈、偏心轴、第二轴颈、曲柄、连杆轴颈、平衡重、平衡孔、减重孔和信号齿。整体曲轴采用单曲柄结构，在满足曲轴结构强度和振动的情况下，有效减轻曲轴重量。其特征包括：所述的连杆轴颈连接有发动机活塞连杆总成。所述的曲柄上布置有平衡重和信号齿，信号齿用于发动机曲轴位置传感器的信号采集。所述的主轴颈和第二轴径为曲轴的支撑轴径，连接有轴承固定在曲轴箱上。所述的偏心轴采用与曲轴一体式加工，减少曲轴零部件个数，提高曲轴结构可靠性。

进一步的，所述平衡孔主要为了平衡偏心轴引起的不平衡质量，平衡孔以偏心轴中心线为轴线设计，通过CAE计算分析，得到平衡孔的最佳直径。

进一步的，所述的偏心轴与曲柄成45°角设计，有利于压气机缸体在曲轴箱的空间布置。

进一步的，所述的主轴颈和第二轴径布置在偏心轴两侧，减小曲轴振动。

进一步的，所述的曲轴中布置减重孔，在连杆轴颈、主轴颈和曲柄上设计有减重孔，以减轻曲轴重量。

综上所述，本发明提供一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，通过偏心轴内设计平衡孔结构，既能消除偏心轴的不平衡问题，又能保证发动机的轻量化要求。

以下将结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为曲轴结构图，

图2为曲轴主视图，

图3为曲轴剖面图，

图中：

1—主轴颈 2—偏心轴 3—第二轴颈 4—信号齿 5—曲柄

6—连杆轴颈 7—减重孔 8—平衡重 9—平衡孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本实施方式涉及一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，主要用于小型航空重油无人机，所述的曲轴结构包括主轴颈1，偏心轴2，第二轴颈3，信号齿4，曲柄5，连杆轴颈6，减重孔7，平衡重8和平衡孔9。曲轴采用单曲柄结构，在满足曲轴结构强度和振动的情况下，有效减轻曲轴重量。其特征包括：所述的主轴颈1和第二轴径3为曲轴的支撑轴径，连接有轴承固定在曲轴箱上。所述的连杆轴颈6连接有发动机活塞连杆总成。所述的曲柄5上布置有信号齿4和平衡重8，信号齿4用于发动机曲轴位置传感器的信号采集，平衡重8用于平衡曲轴不平衡量。所述的偏心轴2采用一体式加工，减少曲轴零部件个数，提高曲轴结构可靠性；偏心轴2与曲柄5成45°角设计，有利于压气机缸体在曲轴箱的空间布置；在偏心轴2内部设计有平衡孔9，主要为了平衡偏心轴2引起的不平衡质量，平衡孔9以偏心轴2中心线为轴线设计，通过CAE计算分析，得到平衡孔9的最优直径。主轴颈1和第二轴径3布置在偏心轴2两侧，减小曲轴振动。曲轴中布置减重孔7，在连杆轴颈6、主轴颈1和曲柄5上设计有减重孔7，以减轻曲轴重量。

工作原理:本实施例中的曲轴结构主要用于单缸夹气直喷发动机,首先将曲轴安装在发动机曲轴箱内部,在连杆轴颈6上安装轴承和发动机活塞连杆总成,在偏心轴2上安装轴承和压气机活塞连杆总成。通过将发动机活塞连杆总成的上下运动变成旋转运动,带动偏心轴旋转，从而驱动压气机工作，为夹气直喷系统提供高压空气，然后通过曲轴旋转向外输出动力。该曲轴结构通过偏心轴内平衡孔设计，既能消除偏心轴的不平衡问题，又能保证发动机的轻量化要求。这就是该曲轴结构工作的整个过程。

Claims (5)

1.一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，其特征在于，所述的曲轴结构包括主轴颈（1），偏心轴（2），第二轴颈（3），信号齿（4），曲柄（5），连杆轴颈（6），减重孔（7），平衡重（8）和平衡孔（9），曲轴采用单曲柄结构；所述的主轴颈（1）和第二轴颈（3）为曲轴的支撑轴径，连接有轴承固定在曲轴箱上；所述的连杆轴颈（6）连接有发动机活塞连杆总成；所述的曲柄（5）上布置有信号齿（4）和平衡重（8）；信号齿（4）用于发动机曲轴位置传感器的信号采集；平衡重（8）用于平衡曲轴不平衡量；所述的偏心轴（2）采用一体式加工。

2.根据权利要求1所述的一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，其特征在于，偏心轴（2）与曲柄（5）成45°角设计。

3.根据权利要求1所述的一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，其特征在于：偏心轴（2）内部设计有平衡孔（9），主要为了平衡偏心轴（2）引起的不平衡质量，平衡孔（9）以偏心轴（2）中心线为轴线设计。

4.根据权利要求1所述的一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，其特征在于，主轴颈（1）和第二轴颈（3）布置在偏心轴（2）两侧。

5.根据权利要求1所述的一种单缸夹气直喷发动机的曲轴结构，其特征在于，在连杆轴颈（6）、主轴颈（1）和曲柄（5）上设计有减重孔（7）。

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