CN219865942U - 主轴承盖、发动机及工程设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种主轴承盖、发动机及工程设备。主轴承盖，包括盖体，盖体具有相对设置的两个表面及贯穿两个表面的缺孔，缺孔中用于安装轴瓦，至少一个表面上开设有向内凹陷的凹陷槽，凹陷槽对应于轴瓦的边缘，凹陷槽靠近缺孔的槽壁与缺孔的槽壁之间具有距离，以降低轴瓦的边缘的粗糙接触压力。通过在盖体的至少一个表面上开设凹陷槽，凹陷槽对应于轴瓦的边缘，主轴承盖该区域刚度降低，同理轴瓦在该区域的刚度也会降低，当轴瓦内表面受到压力后，轴瓦的边缘能够适当往外变形，利于磨损，凹陷槽的设置降低轴瓦在该区域的粗糙接触压力，提高主轴瓦工作可靠性以及发动的可靠性。

Description

主轴承盖、发动机及工程设备

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种主轴承盖、发动机及工程设备。

背景技术

随着大功率柴油机等发动机向高爆压、高转速、低能耗、轻量化方向发展，主轴承作为发动机的关键连接副，其工作状态和润滑性能受到严重影响，对主轴承的润滑性能提出了更高的要求。

主轴承包括主轴承盖和主轴瓦，主轴瓦设置在主轴承盖的安装孔中，主轴瓦在工作过程中受到气缸爆发压力和惯性力等冲击载荷影响较大，由于粗糙峰值反复接触引起合金层持续性缺失，容易造成表面磨损，主轴瓦粗糙接触压力过大可能会导致轴瓦烧熔，影响发动机的可靠性。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的主轴瓦在工作过程中受到冲击载荷影响导致其粗糙接触压力过大的缺陷，从而提供一种主轴承盖、发动机及工程设备。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种主轴承盖，包括盖体，盖体具有相对设置的两个表面及贯穿两个表面的缺孔，缺孔中用于安装轴瓦，至少一个表面上开设有向内凹陷的凹陷槽，凹陷槽对应于轴瓦的边缘，凹陷槽靠近缺孔的槽壁与缺孔的槽壁之间具有距离，以降低轴瓦的边缘的粗糙接触压力。

可选的，凹陷槽呈弧形或U形。

可选的，主轴承盖还具有位于缺孔两侧的连接面，凹陷槽沿其延伸方向的两端延伸至连接面。

可选的，至少一个表面上设有减重凹槽，减重凹槽位于凹陷槽远离缺孔的一侧。

可选的，减重凹槽呈弧形。

本实用新型还提供了一种发动机，包括：缸体和上述的主轴承盖，主轴承盖安装在缸体上。

可选的，缸体上开设有缸盖连接孔和主轴承盖连接孔，缸体的外壁上设有加强筋，加强筋的第一端对应于缸盖连接孔的底部，加强筋的第二端对应于主轴承盖连接孔的底部。

可选的，加强筋的数量为若干，若干加强筋两两一组，每组加强筋中的两个加强筋的第二端连接并形成V形筋。

可选的，缸体具有对应于主轴承盖的主轴承盖壁，主轴承盖具有壁面，主轴承盖壁和壁面围成拱形，和/或，缸体的前端面上开设有减重槽。

本实用新型还提供了一种工程设备，包括：上述的发动机。

本实用新型具有以下优点：

1、在盖体的至少一个表面上开设凹陷槽，凹陷槽对应于轴瓦的边缘，主轴承盖该区域刚度降低，同理轴瓦在该区域的刚度也会降低，当轴瓦内表面受到压力后，轴瓦的边缘能够适当往外变形，利于磨损，凹陷槽的设置降低轴瓦在该区域的粗糙接触压力，提高主轴瓦工作可靠性以及发动的可靠性。

2、凹陷槽呈弧形，凹陷槽的形状与轴瓦的形状相适配，可以进一步降低轴瓦在该区域的粗糙接触压力。

3、凹陷槽沿其延伸方向的两端延伸至连接面，使得凹陷槽可以完全对应于轴瓦沿其圆周方向的一半，可以降低轴瓦的最大粗糙接触压力，进一步提高主轴瓦的工作可靠性以及发动的可靠性。

4、减重凹槽的设置降低主轴承盖的整体质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例一的主轴承盖的主视示意图；

图2示出了图1的主轴承盖的局部剖视示意图；

图3示出了图2的主轴承盖的A-A向剖视示意图；

图4示出了图1的主轴承盖的俯视示意图；

图5示出了图3的主轴承盖的B-B向剖视示意图；

图6示出了图1的主轴承盖的仰视示意图；

图7示出了图1的主轴承盖进行仿真计算的结构示意图；

图8示出了图4的主轴承盖进行仿真计算时轴瓦的粗糙接触压力随曲轴的旋转角度变化的曲线示意图；

图9示出了本实用新型实施例二的主轴承盖进行仿真计算时的结构示意图；

图10示出了图9的主轴承盖进行仿真计算时轴瓦的粗糙接触压力随曲轴的旋转角度变化的曲线示意图；

图11示出了本实用新型实施例的发动机的缸体和主轴承盖在第一视角下的立体示意图；

图12示出了图11的缸体和主轴承盖在第二视角下的立体示意图；

图13示出了图11的缸体和主轴承盖在第三视角下的立体示意图；

图14示出了图13的缸体和主轴承盖的局部示意图；

图15示出了图12的缸体的部分立体示意图；

图16示出了图15的缸体的另一视角的立体示意图；

图17示出了图12的缸体的前端示意图；

图18示出了图12的缸体的后端示意图；

图19示出了图12的缸体的左视示意图；

图20示出了图19的缸体的C-C向剖视示意图；

图21示出了图12的缸体的右视示意图；

图22示出了图21的缸体的D-D向剖视示意图；

图23示出了图12的缸体的俯视示意图；

图24示出了图12的缸体的仰视示意图。

附图标记说明：

10、盖体；11、表面；12、缺孔；13、凹陷槽；14、连接面；15、减重凹槽；16、连接通孔；17、定位孔；18、壁面；30、缸体；31、缸盖连接孔；32、主轴承盖连接孔；33、加强筋；34、主轴承盖壁；35、减重槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图5所示，本实施例的主轴承盖包括盖体10，盖体10具有相对设置的两个表面11及贯穿两个表面11的缺孔12，缺孔12中用于安装轴瓦，至少一个表面11上开设有向内凹陷的凹陷槽13，凹陷槽13对应于轴瓦的边缘，凹陷槽13靠近缺孔12的槽壁与缺孔12的槽壁之间具有距离，以降低轴瓦的边缘的粗糙接触压力。

应用本实施例的主轴承盖，在盖体10的至少一个表面11上开设凹陷槽13，凹陷槽13对应于轴瓦的边缘且不与缺孔12连通，主轴承盖该区域刚度降低，同理轴瓦在该区域的刚度也会降低，当轴瓦内表面受到压力后，轴瓦的边缘能够适当往外变形，利于磨损，凹陷槽13的设置降低轴瓦在该区域的粗糙接触压力，提高主轴瓦工作可靠性以及发动的可靠性。

具体地，两个表面11上开设有向内凹陷的凹陷槽13。可以理解，在图中未示出的实施例中，也可以在一个表面11上开设有向内凹陷的凹陷槽13。

在本实施例中，凹陷槽13呈弧形，凹陷槽13的形状与轴瓦的形状相适配，可以进一步降低轴瓦在该区域的粗糙接触压力。可以理解，凹陷槽13也可以呈U形等。

在本实施例中，主轴承盖还具有位于缺孔12两侧的连接面14，凹陷槽13沿其延伸方向的两端延伸至连接面14，使得凹陷槽13可以完全对应于轴瓦沿其圆周方向的一半，可以降低轴瓦的最大粗糙接触压力，进一步提高主轴瓦的工作可靠性以及发动的可靠性。可以理解，作为可替换的实施方式，凹陷槽13沿其延伸方向的两端延伸至主轴承盖的内部即不延伸至连接面14。

在本实施例中，至少一个表面11上设有减重凹槽15，减重凹槽15位于凹陷槽13远离缺孔12的一侧。减重凹槽15的设置降低主轴承盖的整体质量。具体地，两个表面11上均开设有减重凹槽15，两个减重凹槽15对称设置。

在本实施例中，减重凹槽15呈弧形。既便于加工，又美观，减轻了主轴承盖的整体质量，达到轻量化设计的目的。可以理解，作为可替换的实施方式，减重凹槽15也可以呈三角形等，或者，减重凹槽15包括多个细长凹槽，当然，减重凹槽15的形状并不局限于此，可以根据具体需求来选择。

具体地，减重凹槽15与盖体10的连接处圆滑过渡，使得主轴承盖的整体更加美观，易于加工，成本降低，适合大规模生产。

在本实施例中，如图4至图6所示，连接面14上开设有连接通孔16，通过螺栓等紧固件穿过连接通孔16固定在缸体30上，主轴承盖的固定方式简便。具体地，在连接通孔16的外侧设有定位孔17，定位孔17为盲孔，两个定位孔17为高精度加工而成，定位孔17与定位销进行过盈装配，采用定位销和定位孔17配合进行安装定位，可以保证更高的安装精度，以便轴承盖精确有效的安装到发动机的缸体30上，提高了发动机的装配精度和效率，有效的杜绝错装和反装造成的经济损失，杜绝传统技术在反复拆装过程中主轴承盖的顺序和方向被打乱的情况；装配时简单且精度高，重复装配精度更高，装配效率更快，从根本上杜绝了传统技术中因人为因素造成的主轴承盖顺序和方向被打乱的情况，最终避免了主轴承盖再次装配后汽车发动机主轴孔精度超差的问题。优选地，定位销两头采用双倒角设计，可以在装配中起导向作用，大大提升装配效率，不仅杜绝错装反装等带来的经济损失，还能从装配节拍上控制成本。

在本实施例中，盖体10为板体，通过板材加工形成主轴承盖，便于加工制造，降低制造成本。

实施例二

如图9所示，实施例二的主轴承盖与实施例一的区别在于凹陷槽13的两端是否延伸至连接面14，在实施例二中，凹陷槽13沿其延伸方向的两端延伸至主轴承盖的内部即不延伸至连接面14。

如图7至图10所示，将实施例一的主轴承盖与实施例二的主轴承盖进行仿真计算，采用实施例一的主轴承盖，轴瓦的最大粗糙接触压力为93.5MPa，采用实施例二的主轴承盖，轴瓦的最大粗糙接触压力为126.7MPa，具有全开凹陷槽13的主轴承盖与具有不全开凹陷槽13的主轴承盖相比，具有全开凹陷槽13的主轴承盖中所安装的轴瓦的最大粗糙接触压力降低了33.2MPa，粗糙接触压力能够得到有效改善，进而可以从侧面反映主轴承盖上开凹陷槽13相对于现有技术中的主轴承盖不开凹槽改善会明显。

需要说明的是，图8和图10中的横坐标是曲轴旋转的角度，1440°-2160°是指发动机第三个工作循环，曲轴旋转720°是发动机的一个工作循环，纵坐标是轴瓦的粗糙接触压力。

本实用新型还提供了一种发动机，如图11至图14所示，其包括：缸体30和上述的主轴承盖，主轴承盖安装在缸体30上。

在本实施例中，发动机还包括轴瓦，主轴承盖固定在缸体30上，轴瓦包括上瓦和下瓦，下瓦固定在主轴承盖的缺孔12中。

现有技术中，轴瓦采用高性能材料避免轴瓦因粗糙接触压力过大而导致失效，或者，增加曲轴平衡率、增加轴径能够有效减少主轴颈倾斜度，改善主轴承受力，减少峰值粗糙接触压力。但是，主轴瓦使用高性能材料会增加成本，提高平衡率、增加轴径不符合柴油机轻量化发展方向。而在本实施例中，通过在主轴承盖开设凹陷槽13，主轴承盖该区域刚度降低，同理轴瓦在该区域的刚度也会降低，主轴瓦内表面受到压力后，能够适当往外变形，利于磨损，从而降低主轴瓦在该区域的粗糙接触压力，主轴承盖结构简单、新颖，成本低，易于实现，且结构强度能够满足可靠性要求。

将发动机进行疲劳仿真计算，主轴承盖上的最小疲劳安全系数SF为2.4，大于设计目标值1.1，轴承盖的结构强度能够满足可靠性要求。

在本实施例中，如图11至图24所示，缸体30上开设有缸盖连接孔31和主轴承盖连接孔32，缸体30的外壁上设有加强筋33，加强筋33的第一端对应于缸盖连接孔31的底部，加强筋33的第二端对应于主轴承盖连接孔32的底部。使用加强筋33将主轴承盖连接孔32的底部与缸盖连接孔31的底部连接起来，提高缸体结构可靠性，这样发动机缸体受力更均匀，承载能力更好，发动机可靠性更好，有利于缸体其他区域进行轻量化设计。具体地，缸体30与缸盖通过缸盖螺栓连接，主轴承盖与缸体30通过主轴承螺栓连接。发动机爆压是指发动机在工作循环(即燃烧过程)中气缸内的最大压力，爆压产生的力通过曲轴系传递给主轴承盖，主轴承盖通过主轴承螺栓与缸体进行载荷传递，缸体与缸盖通过缸盖螺栓进行载荷传递，通过加强筋33使主轴承螺栓的底部区域与缸盖螺栓的底部区域进行连接，提高发动机缸体、缸盖承载能力，提高发动机可靠性。其中，曲轴系包括活塞、连杆、曲轴，爆压产生的力作用在缸体和活塞上，作用在活塞上的力通过连杆组件传递给曲轴。

在本实施例中，加强筋33的数量为若干，若干加强筋33两两一组，每组加强筋33中的两个加强筋33的第二端连接并形成V形筋，可以进一步增强缸体的结构强度。可以理解，作为可替换的实施方式，每组加强筋33中的两个加强筋33的第二端也可以不连接。

在本实施例中，如图17、图18及图20所示，缸体30具有对应于主轴承盖的主轴承盖壁34，主轴承盖具有壁面18，主轴承盖壁34和壁面18围成拱形，缸体30采用拱形设计，结构重量减轻，同时保证了主轴承盖壁34的结构强度能够满足设计要求。将缸体进行疲劳仿真计算，缸体的最小疲劳安全系数SF为1.3，大于设计目标值1.1,结构可靠性满足要求，符合发动机轻量化的发展趋势，有利于提高发动机及整车的经济性。

在本实施例中，如图12和图14所示，缸体30的前端面上开设有减重槽35，减重槽35的设置可以进一步降低缸体的重量。具体地，减重槽35的数量为两个且位于主轴承盖的两侧。

具体地，发动机为柴油发动机、汽油发动机或混合发动机。

本实用新型还提供了一种工程设备，其特征在于，包括：上述的发动机。

具体地，工程设备可以包括重卡、挂车、挖掘机、掘锚机、推土机、压路机和混凝土泵车等作业车辆。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、轴瓦工作工程中，轴瓦的下瓦两侧边缘粗糙接触压力最大，通过在主轴承盖上开设凹陷槽13，能够有效降低轴瓦的下瓦两侧边缘粗糙接触压力，提高主轴瓦工作可靠性以及发动的可靠性。

2、主轴承盖结构简单、新颖，成本低，易于实现，且结构强度能够满足可靠性要求。

3、使用加强筋33将主轴承盖连接孔32的底部与缸盖连接孔31的底部连接起来，提高缸体结构可靠性，这样发动机缸体受力更均匀，承载能力更好，发动机可靠性更好，有利于缸体其他区域进行轻量化设计。通过加强筋33使主轴承螺栓的底部区域与缸盖螺栓的底部区域进行连接，提高发动机缸体、缸盖承载能力，提高发动机可靠性。

4、缸体30采用U形拱设计，即缸体进行轻量化设计，缸体的重量减轻，有利于提高发动机及整车的经济性。

5、缸体30的前端面上开设有减重槽35，减重槽35的设置可以进一步降低缸体的重量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种主轴承盖，其特征在于，包括盖体(10)，所述盖体(10)具有相对设置的两个表面(11)及贯穿两个所述表面(11)的缺孔(12)，所述缺孔(12)中用于安装轴瓦，至少一个所述表面(11)上开设有向内凹陷的凹陷槽(13)，所述凹陷槽(13)对应于所述轴瓦的边缘，所述凹陷槽(13)靠近所述缺孔(12)的槽壁与所述缺孔(12)的槽壁之间具有距离，以降低所述轴瓦的边缘的粗糙接触压力。

2.根据权利要求1所述的主轴承盖，其特征在于，所述凹陷槽(13)呈弧形或U形。

3.根据权利要求2所述的主轴承盖，其特征在于，所述主轴承盖还具有位于所述缺孔(12)两侧的连接面(14)，所述凹陷槽(13)沿其延伸方向的两端延伸至所述连接面(14)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的主轴承盖，其特征在于，至少一个所述表面(11)上设有减重凹槽(15)，所述减重凹槽(15)位于所述凹陷槽(13)远离所述缺孔(12)的一侧。

5.根据权利要求4所述的主轴承盖，其特征在于，所述减重凹槽(15)呈弧形。

6.一种发动机，其特征在于，包括：缸体(30)和权利要求1至5中任一项所述的主轴承盖，所述主轴承盖安装在所述缸体(30)上。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述缸体(30)上开设有缸盖连接孔(31)和主轴承盖连接孔(32)，所述缸体(30)的外壁上设有加强筋(33)，所述加强筋(33)的第一端对应于所述缸盖连接孔(31)的底部，所述加强筋(33)的第二端对应于所述主轴承盖连接孔(32)的底部。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述加强筋(33)的数量为若干，若干所述加强筋(33)两两一组，每组所述加强筋(33)中的两个所述加强筋(33)的第二端连接并形成V形筋。

9.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述缸体(30)具有对应于所述主轴承盖的主轴承盖壁(34)，所述主轴承盖具有壁面(18)，所述主轴承盖壁(34)和所述壁面(18)围成拱形，和/或，所述缸体(30)的前端面上开设有减重槽(35)。

10.一种工程设备，其特征在于，包括：权利要求6至9中任一项所述的发动机。