CN217029616U - 用于发动机的曲轴和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于发动机的曲轴和车辆，所述曲轴包括：曲轴本体，所述曲轴本体包括：多个主轴颈，多个所述主轴颈在所述曲轴本体的长度方向上间隔开；连杆颈组，所述连杆颈组包括两个相位差180°的连杆颈，所述连杆颈组设置在任意相邻的两个所述主轴颈之间。根据本申请的曲轴横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声。

Description

用于发动机的曲轴和车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种用于发动机的曲轴和车辆。

背景技术

现有的八缸发动机，发动机为八缸水平对置汽油机，八个缸活塞分成两组，每组活塞在对面一侧，连杆颈的布局相差90度，可以激起曲轴本体垂弯和横弯模态，引起低频振动。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种用于发动机的曲轴，该曲轴横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声。

本申请还提出了一种具有上述曲轴的车辆。

根据本申请的用于发动机的曲轴，包括：曲轴本体，所述曲轴本体包括：多个主轴颈，多个所述主轴颈在所述曲轴本体的长度方向上间隔开；连杆颈组，所述连杆颈组包括两个相位差180°的连杆颈，所述连杆颈组设置在任意相邻的两个所述主轴颈之间。

根据本申请的曲轴，每个连杆颈组中的两个连杆颈的相位差为180°，从而使得整个曲轴横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声，提升了声品质。

根据本申请的一个实施例，所述曲轴还包括：法兰盘，所述法兰盘设置在所述曲轴本体的一端且与所述曲轴本体固定连接；其中

所述连杆颈组为多个，多个所述连杆颈组包括：第一连杆颈组和第二连杆颈组，所述第一连杆颈组中的两个所述连杆颈沿所述法兰盘的第一径向方向间隔，所述第二连杆颈组中的两个所述连杆颈在沿所述法兰盘的第二径向方向间隔，所述第一径向方向与所述第二径向方向相互垂直。

根据本申请的一个实施例，所述法兰盘上设置有两组强度减弱区，两组所述强度减弱区关于所述第二径向方向对称，其中，每组所述强度减弱区包括关于所述第一径向方向对称的两个所述强度减弱区。

根据本申请的一个实施例，所述强度减弱区为凹槽。

根据本申请的一个实施例，所述法兰盘上设置有周向排布的六个安装孔，六个安装孔包括均关于所述法兰盘中心对称的两个第一安装孔和四个第二安装孔，两个第一安装孔的中心均位于所述第一径向方向上，所述第二安装孔位于所述第一径向方向与所述第二径向方向之间，所述强度减弱区位于所述第一安装孔与邻近的所述第二安装孔之间。

根据本申请的一个实施例，所述曲轴还包括：正时齿轮，所述正时齿轮设置在所述曲轴本体的另一端，且所述正时齿轮的内周上设置有与所述曲轴本体配合的第一定位凸起。

根据本申请的一个实施例，所述曲轴还包括：曲轴信号盘，所述曲轴信号盘设置在所述曲轴本体的所述一端，所述曲轴信号盘的外周上设置有缺齿部，所述缺齿部适于提供信号以确定曲轴本体相位和转速。

根据本申请的一个实施例，所述曲轴信号盘的内周上设置有与所述曲轴本体配合的第二定位凸起。

根据本申请的一个实施例，在所述第一连杆颈组中的一个所述连杆颈处于下止点时，所述第一径向方向为Z向，所述第二径向方向为Y向。

根据本申请的车辆可以包括上述的曲轴，由于根据本申请的车辆设置有上述的曲轴，由此有效解决了车辆的NVH的性能问题，降低了车辆噪音，使得用户的驾乘体验更好。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的曲轴的一个方向的示意图；

图2是根据本申请实施例的曲轴的一个方向的示意图；

图3是根据本申请实施例的曲轴的端部示意图；

图4是根据本申请一个实施例的曲轴的立体图；

图5是根据本申请另一个实施例的曲轴的立体图；

图6是根据本申请实施例的曲轴组件的侧视图。

附图标记：曲轴100，曲轴本体110，第一连杆颈111，第二连杆颈112，第三连杆颈113，第四连杆颈114，第五连杆颈115，第六连杆颈116，第七连杆颈117，第八连杆颈118，主轴颈119，法兰盘120，正时齿轮140，飞轮150，曲轴信号盘160，凹槽 101。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图6描述根据本申请实施例的用于发动机的曲轴100，本申请的曲轴100可以应用于汽车的发动机，当然也可以应用于摩托车的发动机，这里不做限定。

根据本申请的用于发动机的曲轴100可以包括曲轴本体110。

曲轴本体110可以包括多个主轴颈119，多个主轴颈119在曲轴本体110的长度方向上间隔开；曲轴本体110还包括连杆颈组，连杆颈组包括两个相位差180°的连杆颈，连杆颈组设置在任意相邻的两个主轴颈119之间，也就是说，任意两个相邻的两个主轴颈119之间都设置有一个连杆颈组。每个连杆颈通过连杆固定连接相邻的主轴颈和/或另一相邻的连杆颈。

例如，若主轴颈119有三个，则任意相邻的两个主轴颈119之间设置有一个连杆颈组，整个曲轴100包含有两个连杆颈组，此时整个曲轴100应用在四缸发动机上；若主轴颈119有五个，则任意相邻的两个主轴颈119之间设置有一个连杆颈组，整个曲轴100 包含有四个连杆颈组，此时整个曲轴100应用在八缸发动机上。

本申请实施例中的曲轴，连杆颈组包含有两个相位差180°的连杆颈，因此使得整个曲轴100横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声，提升了声品质。

在本申请的一些实施例中，曲轴100还包括：法兰盘120，法兰盘120设置在曲轴本体110的一端且与曲轴本体110固定连接；其中连杆颈组为多个，多个连杆颈组包括第一连杆颈组和第二连杆颈组，第一连杆颈组中的两个连杆颈沿法兰盘120的第一径向方向间隔，第二连杆颈组中的两个连杆颈沿法兰盘120的第二径向方向间隔，第一径向方向和第二径向方向相互垂直，第一径向方向和第二径向方向均经过法兰盘的中心。

且具体地，法兰盘120在第一径向方向上的刚度和法兰盘120在第二径向方向上的刚度不同。

由此，通过将法兰盘120在第一径向方向的刚度构造为和法兰盘120在第二径向方向上的刚度不同，进一步使得整个曲轴100横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声，提升了声品质。

在本申请的一些实施例中，法兰盘120上设置有两组强度减弱区，两组强度减弱区关于第一径向方向对称，其中每组强度减弱区包括关于第二径向方向对称的两个强度减弱区。因此，法兰盘120在第二径向方向上的强度小于法兰盘120在第一径向方向上的强度。从而使得曲轴100的一阶横向弯曲模态和垂向弯曲模态频率差值，增大曲轴100 二阶横弯和纵弯模态频率差值，避免缸内燃烧压力激励时横弯模态和垂弯模态频率相近产生共振，从而降低发动机嗡嗡声。

进一步地，强度减弱区为凹槽，也就是说，法兰盘120上设置有两组凹槽，两组凹槽关于第一径向方向对称，其中每组凹槽包括关于第二径向方向对称的两个凹槽。

具体地，法兰盘120上设置有六个在周向上均匀且间隔开的安装孔，六个安装孔包括均关于法兰盘120中心对称的两个第一安装孔和四个第二安装孔，两个第一安装孔的中心均位于第二径向方向上，第二安装孔设置在第一径向方向和第二径向方向之间，强度减弱区位于第一安装孔与邻近的第二安装孔之间。

第二安装孔包括两组，两组第二安装孔关于第二径向方向对称，且每组第二安装孔包括关于第一径向方向对称的第二安装孔，且每组第二安装孔中的两个第二安装孔之间没有设置孔位。第二安装孔与其相邻的第一安装孔之间设置有强度减弱区。

通过模态试验，测试曲轴100的振动模态频率和振型，在初始计算时，一阶横弯和一阶垂弯模态频率分别为178Hz和207Hz，比值为1.16，二阶横弯和二阶垂弯模态频率分别为468Hz和507Hz，比值1.08，低于1.15。优化后，一阶横弯和一阶垂弯模态频率分别为229Hz和264Hz，比值1.15；二阶横弯和二阶垂弯模态频率分别为550Hz和633Hz，比值1.15，比值满足≥1.15要求。

在本申请的一些实施例中，曲轴100还包括正时齿轮140，正时齿轮140设置在曲轴本体110的另一端，正时齿轮140的内周上设置有与曲轴本体110配合的第一定位凸起，曲轴本体110上设置有与第一定位凸起配合的第一定位槽，通过第一定位凸起和第一定位槽的配合，能够对正时齿轮140在圆周方向上定位。

根据本申请的一些实施例，曲轴100还包括曲轴信号盘160，曲轴信号盘160设置在曲轴本体110的所述一端，曲轴信号盘160的外周上设置有缺齿部，缺齿部适于提供信号以确定曲轴本体110相位和转速。

曲轴信号盘160的外周设置有多个齿牙，多个齿牙并非在整个周向紧密排布，而是将外周的一部分空缺出来以形成缺齿部。

曲轴信号盘160的内周上设置有与曲轴本体110配合的第二定位凸起，曲轴信号盘160上设置有第二定位凸起，曲轴本体110的所述另一端设置有键槽，第二定位凸起和键槽配合以实现对曲轴信号盘160的周向定位。

在本申请的一些实施例中，曲轴100还包括飞轮150，飞轮150设置在曲轴本体110的所述一端且与曲轴100固定连接。飞轮150可以在曲轴本体110转动的过程中存储一部分能量，且在曲轴本体110引故障不发生转动时为曲轴本体110提供一段时间的动力。

具体地，正时齿轮140设置在曲轴本体110的前端，法兰盘120形成在曲轴本体110的后端，曲轴信号盘160和飞轮150设置在曲轴本体110的后端。

曲轴本体110通过主轴颈和缸体连接，主轴颈和缸体之间有润滑油道。油道连接第一主轴颈和第一连杆颈111，多个油道也连接主轴颈和连杆颈。

在本申请的一个实施例中，第一连杆颈组和第二连杆颈组均为多个，可选择地，第一连杆颈组可以为两个，第二连杆颈组也为两个，两个第二连杆颈组可以设置在两个第一连杆颈组之间，第一径向方向和第二径向方向正交。

在第一连杆颈组中的一个连杆颈(例如第一连杆颈111)处于下止点时，第一径向方向为Z向(上下方向)，第二径向方向为Y向(左右方向)。

具体地，两个第一连杆颈组中的一个包括第一连杆颈111和第二连杆颈112，两个第一连杆颈组中的另一个包括第七连杆颈117以及第八连杆颈118，两个第二连杆颈组中的一个包括第三连杆颈113和第四连杆颈114，两个第二连杆颈组中的另一个包括第五连杆颈115和第六连杆颈116，其中第一连杆颈111和第二连杆颈112为一组且二者之间的相位差为180°，第三连杆颈113和第四连杆颈114为一组且且二者之间的相位差为180°，第五连杆颈115和第六连杆颈116为一组且二者之间的相位差为180°，第七连杆颈117和第八连杆颈118为一组且且二者之间的相位差为180°。

第一连杆颈111和第二连杆颈112所在的平面为第一平面，第七连杆颈117和第八连杆颈118所在的平面也为第一平面，第一平面可以由曲轴本体110的转动轴线和第一连杆颈111、第二连杆颈112、第七连杆颈117或第八连杆颈118限定出；第三连杆颈 113和第四连杆颈114所在的平面为第二平面，第五连杆颈115和第六连杆颈116所在的平面也为第二平面，第二平面由曲轴本体110的转动轴线和第三连杆颈113、第四连杆颈114、第五连杆颈115或第六连杆颈116限定出。

第一平面和第二平面正交，法兰盘120设置在曲轴本体110的一端且与曲轴本体110 固定连接；法兰盘120在第一径向方向(第一连杆颈111和第二连杆颈112之间的间隔方向)上的刚度与法兰盘120在第二径向方向(第三连杆颈113和第四连杆颈114之间的间隔方向)上的刚度不同。例如，法兰盘120在第一径向方向上的刚度大于所述法兰盘120在第二径向方向上的刚度。

由于法兰盘120第一径向方向的刚度和第二径向方向的刚度不同，因此使得整个曲轴100横向和纵向的模态频率不同，避免了横弯和垂弯模态频率共振，降低了噪声，提升了声品质。可以理解的是，虽然法兰盘120第一径向方向的刚度和第二径向方向的刚度不同，但前提是要保证法兰盘120具有足够的厚度，避免其在曲轴100工作时发生断裂。

下面简单描述本申请实施例的车辆。

根据本申请实施例的车辆可以包括上述的曲轴100，由于根据本申请的车辆设置有上述的曲轴100，由此有效解决了车辆的NVH的性能问题，降低了车辆噪音，使得用户的驾乘体验更好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨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，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于发动机的曲轴，其特征在于，包括：

曲轴本体，所述曲轴本体包括：

多个主轴颈，多个所述主轴颈在所述曲轴本体的长度方向上间隔开；

连杆颈组，所述连杆颈组包括两个相位差180°的连杆颈，所述连杆颈组设置在任意相邻的两个所述主轴颈之间。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，所述曲轴还包括：法兰盘，所述法兰盘设置在所述曲轴本体的一端且与所述曲轴本体固定连接；其中

所述连杆颈组为多个，多个所述连杆颈组包括：第一连杆颈组和第二连杆颈组，所述第一连杆颈组中的两个所述连杆颈沿所述法兰盘的第一径向方向间隔，所述第二连杆颈组中的两个所述连杆颈在沿所述法兰盘的第二径向方向间隔，所述第一径向方向与所述第二径向方向相互垂直。

3.根据权利要求2所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，所述法兰盘上设置有两组强度减弱区，两组所述强度减弱区关于所述第一径向方向对称，其中，每组所述强度减弱区包括关于所述第二径向方向对称的两个所述强度减弱区。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，所述强度减弱区为凹槽。

5.根据权利要求3所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，所述法兰盘上设置有周向排布的六个安装孔，六个安装孔包括均关于所述法兰盘中心对称的两个第一安装孔和四个第二安装孔，两个第一安装孔的中心均位于所述第二径向方向上，所述第二安装孔位于所述第一径向方向与所述第二径向方向之间，所述强度减弱区位于所述第一安装孔与邻近的所述第二安装孔之间。

6.根据权利要求1所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，还包括：正时齿轮，所述正时齿轮设置在所述曲轴本体的另一端，且所述正时齿轮的内周上设置有与所述曲轴本体配合的第一定位凸起。

7.根据权利要求2所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，还包括：曲轴信号盘，所述曲轴信号盘设置在所述曲轴本体的所述一端，所述曲轴信号盘的外周上设置有缺齿部，所述缺齿部适于提供信号以确定曲轴本体相位和转速。

8.根据权利要求7所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，所述曲轴信号盘的内周上设置有与所述曲轴本体配合的第二定位凸起。

9.根据权利要求2所述的用于发动机的曲轴，其特征在于，在所述第一连杆颈组中的一个所述连杆颈处于下止点时，所述第一径向方向为Z向，所述第二径向方向为Y向。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的曲轴。

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