CN218817549U - 一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及曲轴技术领域，公开了一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，包括多个主轴颈和多个曲柄臂组件，所述主轴颈与曲柄臂组件固定连接，且所述主轴颈与曲柄臂组件间隔设置，所述曲柄臂组件包括第一曲柄臂、第二曲柄臂和连杆颈，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂分别固定连接在连杆颈的两侧，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂远离连杆颈的一端分别设置有第一配重块和第二配重块，所述第一曲柄臂和第一配重块靠近连杆颈的一侧开设有第一减重槽，所述第二曲柄臂和第二配重块靠近连杆颈的一侧开设有第二减重槽。本实用新型用于解决现有技术仅通过在曲柄销上钻通孔去重，未对曲柄臂的配重进行合理设计，难以达到较好的去重效果的问题。

Description

一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴

技术领域

本实用新型涉及曲轴技术领域，尤其涉及一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴。

背景技术

在发动机运行过程中，曲轴主要用于将活塞的往复运动转化为旋转运动，因此，曲轴承受着很大的弯曲和扭转载荷，需要确保足够的扭振性能和强度可靠性。同时曲轴的各曲柄销和主轴颈在高载荷作用下的运动存在滑动摩擦，需要建立有稳定的油膜来避免轴承烧蚀。所以，曲轴的曲拐需要有足够的刚度、强度和平衡率，来达成曲轴的使用要求。

曲拐的刚度主要受曲柄销、主轴颈的直径和宽度，以及曲柄臂结构的影响，而曲拐的平衡率则由活塞连杆组的质量、曲柄臂配重的大小和分布位置决定。因此，曲柄臂的结构设计对曲轴轻量化影响重大。

中国实用新型专利公开号【CN206000847U】公开了一种汽车发动机轻量化曲轴，包括主轴颈、曲柄臂和曲柄销，所述曲柄销通过曲柄臂与主轴颈连接，所述曲柄臂与曲柄销的连接端外侧开有通孔，所述通孔从曲柄臂与曲柄销的连接端的外侧贯穿曲柄销，所述曲柄臂与曲柄销两端部分别设有斜面，所述斜面与主轴颈的轴线之间的夹角为钝角，所述通孔开设在斜面上。

该专利仅通过在曲柄销上钻通孔去重，未对曲柄臂的配重进行合理设计，难以达到较好的去重效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，解决现有技术仅通过在曲柄销上钻通孔去重，未对曲柄臂的配重进行合理设计，难以达到较好的去重效果的问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，包括多个主轴颈和多个曲柄臂组件，所述主轴颈与曲柄臂组件固定连接，且所述主轴颈与曲柄臂组件间隔设置，所述曲柄臂组件包括第一曲柄臂、第二曲柄臂和连杆颈，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂分别固定连接在连杆颈的两侧，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂远离连杆颈的一端分别设置有第一配重块和第二配重块，所述第一曲柄臂和第一配重块靠近连杆颈的一侧开设有第一减重槽，所述第二曲柄臂和第二配重块靠近连杆颈的一侧开设有第二减重槽。

通过采用上述技术方案，减少第二曲柄臂的重量，在不影响曲轴性能的情况下，有效减少整个曲轴的总重量，且第一减重槽和第二减重槽能够进一步降低第一曲柄臂和第二曲柄臂的重量，使曲轴整体重量更轻，达到轻量化效果。

进一步，所述连杆颈上开设有通孔，所述通孔贯穿第一曲柄臂和第二曲柄臂，所述通孔的截面呈中部靠近主轴颈轴心线、两端远离主轴颈轴心线的弧形。

通过采用上述技术方案，连杆颈上开设的通孔，有效减小了连杆颈重量，从而使曲轴整体重量减少。

进一步，多个所述曲柄臂组件依次为第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件、第三曲柄臂组件和第四曲柄臂组件，所述第一曲柄臂组件与第二曲柄臂组件方向相反，所述第一曲柄臂组件与第四曲柄臂组件镜像对称设置，所述第二曲柄臂组件与第三曲柄臂组件镜像对称设置。

通过采用上述技术方案，四个第一曲柄臂为大配重式，四个第二曲柄臂为小配重式，达到降低整个曲轴重量的目的。

进一步，所述第四曲柄臂组件的通孔内设置有用于安装信号盘的安装耳。

通过采用上述技术方案，通过设置安装耳，便于将信号盘安装在曲轴上。

进一步，所述第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件和第三曲柄臂组件中第二配重块与第二曲柄臂的重量比为1:4，所述第四曲柄臂组件中第二配重块的重量大于第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件和第三曲柄臂组件中第二配重块的重量。

通过采用上述技术方案，保证满足轴承润滑要求，保证整个曲轴自身的动、静平衡。

进一步，所述第一曲柄臂和第一配重块的连接处为收腰结构，所述收腰结构的最小截面的面积为400～600mm²。

通过采用上述技术方案，以保证收腰结构位置能够承受配重在曲轴旋转的离心力。

进一步，所述第一减重槽与第一曲柄臂，以及所述第二减重槽与第二曲柄臂的厚度比均为(0.5～0.65):1。

通过采用上述技术方案，保证第一曲柄臂和第二曲柄臂满足扭转刚度。

本实用新型的有益效果：

1、通过设置大配重的第一曲柄臂和小配重的第二曲柄臂，以及第一减重槽和第二减重槽，使曲轴整体重量更轻，达到轻量化效果。

2、通过设置收腰结构，收腰结构与第一减重槽和第二减重槽配合，使配重分布在离轴向最远的位置，用最小的质量实现需要的质径积效果，达到整体质量的最低。

3、通过在连杆颈上开设的通孔，有效减小了连杆颈重量，从而使曲轴整体重量减少。

附图说明

图1是本实用新型一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴的结构示意图；

图2是本实用新型一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴的剖面结构示意图；

图3是本实用新型一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴中第一曲柄臂的剖面、平面和立体结构示意图；

图4是本实用新型一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴中第二曲柄臂的平面和剖面结构示意图；

其中，主轴颈1，第一曲柄臂组件21，第二曲柄臂组件22，第三曲柄臂组件23，第四曲柄臂组件24，安装耳241，第一曲柄臂31，第一配重块311，收腰结构312，第一减重槽313，第二曲柄臂32，第二配重块321，第二减重槽322，连杆颈33，通孔331。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制，为了更好地说明本实用新型的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用于的具体含义。

如图1-图4所示，本实用新型的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，包括多个主轴颈1和多个曲柄臂组件，所述主轴颈1与曲柄臂组件固定连接，且所述主轴颈1与曲柄臂组件间隔设置。本实施例中，曲柄臂组件设置有四个，分别为第一曲柄臂31组件21、第二曲柄臂32组件22、第三曲柄臂组件23和第四曲柄臂组件24，所述第一曲柄臂31组件21与第二曲柄臂32组件22方向相反，所述第一曲柄臂31组件21与第四曲柄臂组件24镜像对称设置，所述第二曲柄臂32组件22与第三曲柄臂组件23镜像对称设置。

所述曲柄臂组件包括第一曲柄臂31、第二曲柄臂32和连杆颈33，所述第一曲柄臂31和第二曲柄臂32分别固定连接在连杆颈33的两侧，且本实施例中，四个第一曲柄臂31为大配重式，四个第二曲柄臂32为小配重式，第一曲柄臂31和第二曲柄臂32达到平衡效果，从而实现降低整个曲轴重量的目的。

所述第一曲柄臂31和第二曲柄臂32远离连杆颈33的一端分别设置有第一配重块311和第二配重块321，所述第一曲柄臂31组件21、第二曲柄臂32组件22和第三曲柄臂组件23中第二配重块321与第二曲柄臂32的重量比为1:4，保证满足轴承润滑要求的前提下，最大程度的降低第二配重块321的重量。所述第四曲柄臂组件24中第二配重块321的重量大于第一曲柄臂31组件21、第二曲柄臂32组件22和第三曲柄臂组件23中第二配重块321的重量。本实施例中，第四第四曲柄臂组件24中第二配重块321的重量介于第一配重块311和第一曲柄臂31组件21中第二配重块321重量之间。保证整个曲轴自身的动、静平衡的前提下，最大程度的降低第四曲柄臂组件24中第二配重块321的重量。

本实施例中，所述第一曲柄臂31和第一配重块311的连接处为收腰结构312，所述收腰结构312的最小截面的面积为400～600mm2。本实施例优选为500mm2，以保证收腰结构312位置能够承受配重在曲轴旋转的离心力。

本实施例中，所述第一曲柄臂31和第一配重块311靠近连杆颈33的一侧开设有第一减重槽313，所述第二曲柄臂32和第二配重块321靠近连杆颈33的一侧开设有第二减重槽322。通过设置第一减重槽313和第二减重槽322，能够降低第一曲柄臂31和第二曲柄臂32的重量，使曲轴整体重量更轻，达到轻量化效果。

且本实施例中，所述第一减重槽313与第一曲柄臂31，以及所述第二减重槽322与第二曲柄臂32的厚度比均为(0.5～0.65):1。保证第一曲柄臂31和第二曲柄臂32满足扭转刚度的前提下，最大程度的降低第一曲柄臂31和第二曲柄臂32的重量。

本实施例中，所述连杆颈33上开设有通孔331，所述通孔331贯穿第一曲柄臂31和第二曲柄臂32，所述通孔331的截面呈中部靠近主轴颈1轴心线、两端远离主轴颈1轴心线的弧形。通过连杆颈33上开设的通孔331，有效减小了连杆颈33重量，从而使曲轴整体重量减少。

本实施例中，所述第四曲柄臂组件24的通孔331内设置有用于安装信号盘的安装耳241。通过设置安装耳241，便于将信号盘安装在曲轴上。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，包括多个主轴颈和多个曲柄臂组件，所述主轴颈与曲柄臂组件固定连接，且所述主轴颈与曲柄臂组件间隔设置，其特征在于，所述曲柄臂组件包括第一曲柄臂、第二曲柄臂和连杆颈，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂分别固定连接在连杆颈的两侧，所述第一曲柄臂和第二曲柄臂远离连杆颈的一端分别设置有第一配重块和第二配重块，所述第一曲柄臂和第一配重块靠近连杆颈的一侧开设有第一减重槽，所述第二曲柄臂和第二配重块靠近连杆颈的一侧开设有第二减重槽。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：所述连杆颈上开设有通孔，所述通孔贯穿第一曲柄臂和第二曲柄臂，所述通孔的截面呈中部靠近主轴颈轴心线、两端远离主轴颈轴心线的弧形。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：多个所述曲柄臂组件依次为第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件、第三曲柄臂组件和第四曲柄臂组件，所述第一曲柄臂组件与第二曲柄臂组件方向相反，所述第一曲柄臂组件与第四曲柄臂组件镜像对称设置，所述第二曲柄臂组件与第三曲柄臂组件镜像对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：所述第四曲柄臂组件的通孔内设置有用于安装信号盘的安装耳。

5.根据权利要求3所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：所述第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件和第三曲柄臂组件中第二配重块与第二曲柄臂的重量比为1:4，所述第四曲柄臂组件中第二配重块的重量大于第一曲柄臂组件、第二曲柄臂组件和第三曲柄臂组件中第二配重块的重量。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：所述第一曲柄臂和第一配重块的连接处为收腰结构，所述收腰结构的最小截面的面积为400～600mm²。

7.根据权利要求1所述的一种轻量化的直列四缸汽车发动机曲轴，其特征在于：所述第一减重槽与第一曲柄臂，以及所述第二减重槽与第二曲柄臂的厚度比均为0.5～0.65:1。

Images