CN220726990U - 发动机曲轴平衡块连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机曲轴平衡块连接结构，用于将平衡块固定在曲轴上，主轴颈和连杆颈之间通过曲柄臂连接，平衡块通过连接螺栓固定安装在曲柄臂处，曲柄臂设有与平衡块配合安装的曲柄臂弧形安装面，平衡块包括外弧面、内安装弧面和两个侧部连接面，两个侧部连接面连接外弧面和内安装弧面，外弧面与主轴颈同轴线设置，内安装弧面与曲柄臂弧形安装面配合安装，内安装弧面的中部与曲柄臂弧形安装面之间有间隙且内安装弧面两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面贴靠。由于平衡块内安装弧面和曲柄臂弧形安装面配合安装，两个弧面相配合产生侧向止推作用，消除了平衡块变速惯性力导致的平衡块蠕动问题，提升平衡块连接可靠性，防止平衡块松动。

Description

发动机曲轴平衡块连接结构

技术领域

本实用新型涉及发动机曲轴技术领域，具体涉及一种发动机曲轴平衡块连接结构。

背景技术

柴油发动机的作功行程是由各缸轮流进行来完成的，所以作用于曲轴上的力也是间歇且不平衡的。要使这些力平稳传递出去，曲轴本身的转动要平稳，为使其平稳，就要求曲轴保持平衡。通常需用平衡块使曲轴得到平衡平。

现有技术中在结构空间限制的情况下，为取得较好的平衡惯量，平衡块设计成弧形块，并将弧形块与曲轴焊接固定。由于曲轴一般为合金钢材料，焊接工艺要求较高，焊接质量难以保证，并且焊接应力较大，往往焊接面出现裂纹失效，连接可靠性低，严重影响柴油机运行安全。也有的柴油发动机的平衡块用螺栓拧在曲轴上，在柴油机加速和减速变工况下，平衡块受到变速旋转的作用，有向外移动的作用，平衡块变速惯性力导致的平衡块蠕动，会出现平衡块松动，严重时会导致重大恶性事故。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种发动机曲轴平衡块连接结构，防止平衡块蠕动，提升平衡块连接可靠性，保持发动机曲轴平衡，并提高曲轴的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种发动机曲轴平衡块连接结构，用于将平衡块固定在曲轴上：所述曲轴包括主轴颈、连杆颈和曲柄臂，所述主轴颈和所述连杆颈之间通过所述曲柄臂连接，其特征在于，

所述平衡块通过连接螺栓固定安装在所述曲柄臂处，所述曲柄臂设有与所述平衡块配合安装的曲柄臂弧形安装面，

所述平衡块包括外弧面、内安装弧面和两个侧部连接面，两个所述侧部连接面连接所述外弧面和所述内安装弧面，所述外弧面与所述主轴颈同轴线设置，所述内安装弧面与所述曲柄臂弧形安装面配合安装，所述内安装弧面的中部与所述曲柄臂弧形安装面之间有间隙且所述内安装弧面两侧靠近边缘部与所述曲柄臂弧形安装面贴靠。

优选的：所述平衡块的所述内安装弧面中部与所述曲柄臂之间通过定位销定位连接，所述曲柄臂、所述平衡块上对应开设有定位销孔，所述定位销和所述平衡块上开设有放气通道。

优选的：所述平衡块上开设有平衡块拆装孔。

优选的：所述定位销上开设有周向环形槽和轴向通气道，所述平衡块上开设有连接通孔，所述连接通孔连通所述平衡块拆装孔和所述定位销孔，所述周向环形槽、所述轴向通气道、所述定位销孔、所述连接通孔和所述平衡块拆装孔形成所述放气通道。

优选的：设所述连杆颈径向截面所在的圆与所述曲柄臂最大端面所在的圆之间最小的距离为L₁，1mm≤L₁≤2mmm，

设所述曲柄臂最大端面所在的圆与所述主轴颈径向截面所在的圆之间最小的距离为L₂，1mm≤L₂≤2mmm。

优选的：所述曲柄臂弧形安装面和所述平衡块的所述内安装弧面不同心，设所述曲柄臂弧形安装面的半径为R₁，设所述内安装弧面的半径为R₂，0.2mm≤R₁-R₂≤0.3mm。

优选的：设所述内安装弧面的中部与所述曲柄臂弧形安装面之间的间隙为δ，0.02mm≤δ≤0.03mm。

优选的：所述连接螺栓的杆部穿过所述平衡块并伸入所述曲柄臂将两者固定连接，所述连接螺栓包括第一连接螺栓和第二连接螺栓，所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓沿所述平衡块的中心线对称设置。

优选的：所述平衡块上开设有安装所述第一连接螺栓的第一沉头孔和安装所述第二连接螺栓的第二沉头孔。

优选的：所述主轴颈上开设有沿所述主轴颈径向的进油孔，所述连杆颈开设有沿所述连杆颈径向的出油孔，所述进油孔和所述出油孔一一对应，所述曲轴上开设有连通所述进油孔和所述出油孔的斜置油道。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的发动机曲轴平衡块连接结构，用于将平衡块固定在曲轴上；平衡块通过连接螺栓固定安装在曲柄臂处，曲柄臂设有与平衡块配合安装的曲柄臂弧形安装面，平衡块包括外弧面、内安装弧面和两个侧部连接面，两个侧部连接面连接外弧面和内安装弧面，外弧面与主轴颈同轴线设置，内安装弧面与曲柄臂弧形安装面配合安装，内安装弧面的中部与曲柄臂弧形安装面有间隙且内安装弧面两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面贴靠。平衡块被连接螺栓拧紧后，由于内安装弧面的中部与曲柄臂弧形安装面有间隙，而内安装弧面两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面贴靠，因此，平衡块的内安装弧面中部受力较轻，将与曲轴的接触压力分散到平衡块内安装弧面的两边，保证了两边接触承压。

在柴油机加速和减速变工况下，平衡块受到变速旋转的作用，有向外移动的作用，本实用新型的发动机曲轴平衡块连接结构，由于平衡块和曲柄臂固定时，平衡块内安装弧面和曲柄臂弧形安装面配合安装，两个弧面相配合产生侧向止推作用，消除了平衡块变速惯性力导致的平衡块蠕动问题，提升平衡块连接可靠性，防止出现平衡块松动导致的重大恶性事故，提高了曲轴的安全性。

附图说明

图1是本实用新型发动机曲轴平衡块连接结构的示意图；

图2是图1中A-A处的剖视示意图；

图3是图1中B-B处的剖视示意图；

图4是图3中定位销的放大结构示意图；

图5是图4的俯视示意图；

图6是图2中移除平衡块的放大示意图；

图中：

1、平衡块；101、外弧面；102、内安装弧面；103、侧部连接面；104、平衡块拆装孔；105、连接通孔；2、曲轴；200、斜置油道；201、主轴颈；2011、进油孔；202、曲柄臂；2021、曲柄臂弧形安装面；203、连杆颈；2031、出油孔；3、连接螺栓；301、第一连接螺栓；302、第二连接螺栓；4、定位销孔；5、定位销；501、周向环形槽；502、中心轴向孔；503、外表轴向槽；d、放气通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

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，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

如图1和图2所示的一种发动机曲轴平衡块连接结构，用于将平衡块1固定在曲轴2上：曲轴2包括主轴颈201、连杆颈203和曲柄臂202，主轴颈201和连杆颈203之间通过曲柄臂202连接，平衡块1通过连接螺栓3固定安装在曲柄臂202处，曲柄臂202设有与平衡块1配合安装的曲柄臂弧形安装面2021，平衡块1包括外弧面101、内安装弧面102和两个侧部连接面103，两个侧部连接面103连接外弧面101和内安装弧面102，外弧面101与主轴颈201同轴线设置，内安装弧面102与曲柄臂弧形安装面2021配合安装，内安装弧面102的中部与曲柄臂弧形安装面2021之间有间隙且内安装弧面102两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面2021贴靠。

由于平衡块1和曲柄臂202固定时，平衡块1内安装弧面102和曲柄臂弧形安装面2021配合安装，弧面配合产生侧向止推作用，消除了平衡块变速惯性力导致的平衡块蠕动问题，提升平衡块连接可靠性，防止出现平衡块松动导致的重大恶性事故。

平衡块1内安装弧面102的半径根据曲柄臂202的半径设计，平衡块1外弧面的半径有一个可控的范围，依照该范围，可根据发动机自身排量的设计变化对曲轴平衡块1的设计进行改变，既能满足曲轴的动平衡，又可使平衡块1的质量降到最低。

在一些实施例中，曲柄臂弧形安装面2021和平衡块1的内安装弧面102的圆心不同心，设曲柄臂弧形安装面2021的半径为R₁，设内安装弧面102的半径为R₂，0.2mm≤R₁-R₂≤0.3mm。在一些实施例中，设内安装弧面102的中部与曲柄臂弧形安装面2021之间的间隙为δ，0.02mm≤δ≤0.03mm。对间隙δ的检测，可以通过塞尺检测。

平衡块1被连接螺栓3拧紧后，由于内安装弧面102的中部与曲柄臂弧形安装面2021有间隙，而内安装弧面102两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面2021贴靠，因此，平衡块1的内安装弧面102中部受力较轻，将与曲轴接触压力分散到平衡块1内安装弧面102的两边，确保了两边承压。

如图3所示，平衡块1的内安装弧面102中部与曲柄臂202之间通过定位销5定位连接，曲柄臂202、平衡块1上对应开设有定位销孔，定位销5和平衡块1上开设有放气通道d。

平衡块1上开设有平衡块拆装孔104。便于安装和拆卸平衡块1。

如图4和图5所示，定位销5上开设有周向环形槽501和轴向通气道，平衡块1上开设有连接通孔105，连接通孔105连通平衡块拆装孔104和定位销孔4，周向环形槽501、轴向通气道、定位销孔4、连接通孔105和平衡块拆装孔104形成放气通道d。

在一些实施例中，如图4所示，设周向环形槽501的深度为H₁，1mm≤H₁≤2mm。

在一些实施例中，如图5所示，定位销5的轴向通气道包括中心轴向孔502和位于周面上的外表轴向槽503，设外表轴向槽503的深度为H₂，0.2mm≤H₂≤0.4mm。

在定位销5和平衡块1处设计放气通道d，防止安装时，平衡块1、定位销5和曲柄臂202安装接触面之间存气形成气阻，确保平衡块1内安装弧面102两侧靠近边缘部与曲柄臂弧形安装面2021贴合，螺栓拧紧到位。

上述的周向环形槽501的深度和外表轴向槽503的深度不易过深，也不易过浅。如过槽深过浅则气体不易沿槽排出，如果槽深过深，则影响定位销孔4的强度，造成受力时容易损坏。

在一些实施例中，结合图1和图6所示，设连杆颈203径向截面所在的圆与曲柄臂202最大端面所在的圆之间最小的距离为L₁，1mm≤L₁≤2mmm，设曲柄臂202最大端面所在的圆与主轴颈201径向截面所在的圆之间最小的距离为L₂，1mm≤L₂≤2mmm。设曲柄臂202与连杆颈203相接的连接端为第一连接端，第一连接端的端面是曲柄臂202最大端面，第一连接端的端面顶部的外边缘与连杆颈203端面的顶部外边缘之间的径向距离为上述的L₁，1mm≤L₁≤2mmm，相当于两者几乎平齐。而第一连接端的端面底部的外边缘与主轴颈201端面的底部外边缘之间的径向距离为上述的L₂，1mm≤L₂≤2mmm，相当于两者几乎平齐。这种设置方式使得曲柄臂202结构紧凑(径向上尤其紧凑)，便于曲轴毛坯锻造成型，质量稳定。

在一些实施例中，如图3所示，连接螺栓3的杆部穿过平衡块1并伸入曲柄臂202将两者固定连接，连接螺栓3包括第一连接螺栓301和第二连接螺栓302，第一连接螺栓301和第二连接螺栓302沿平衡块1的中心线对称设置。这样使得连接时平衡块1受力均匀，并且连接可靠。

平衡块1上开设有安装第一连接螺栓301的第一沉头孔和安装所述第二连接螺栓302的第二沉头孔。由于第一连接螺栓301安装在第一沉头孔中，第二连接螺栓302安装在第二沉头孔中，安装后连接螺栓3的头部低于衡块的外弧面，避免曲轴转动时，螺栓头部与其他零部件发生干涉。

主轴颈201上开设有沿主轴颈201径向的进油孔2011，连杆颈203开设有沿连杆颈203径向的出油孔2031，进油孔2011和出油孔2031一一对应，曲轴2上开设有连通进油孔2011和出油孔2031的斜置油道200。如图1所示，连杆颈203的出油孔2031和主轴颈201的进油孔2011水平设置，要避开上下受力严重的区域，确保曲轴良好受力，提升曲轴寿命。连杆颈203的出油孔2031最佳位置是设置在连杆颈203的中间，主轴颈201的进油孔2011最佳位置是设置在主轴颈201的中间。

综上所述，在柴油机加速和减速变工况下，平衡块受到变速旋转的作用，有向外移动的作用，本实用新型的发动机曲轴平衡块连接结构，由于平衡块和曲柄臂固定时，平衡块内安装弧面和曲柄臂弧形安装面配合安装，两个弧面相配合产生侧向止推作用，消除了平衡块变速惯性力导致的平衡块蠕动问题，提升平衡块连接可靠性，防止出现平衡块松动导致的重大恶性事故，提高了曲轴的安全性。

本实用新型不局限于上述实施例，一切基于本实用新型的构思、原理、结构和方法，所做出的种种改进，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机曲轴平衡块连接结构，用于将平衡块固定在曲轴上：所述曲轴包括主轴颈、连杆颈和曲柄臂，所述主轴颈和所述连杆颈之间通过所述曲柄臂连接，其特征在于，

所述平衡块通过连接螺栓固定安装在所述曲柄臂处，所述曲柄臂设有与所述平衡块配合安装的曲柄臂弧形安装面，

所述平衡块包括外弧面、内安装弧面和两个侧部连接面，两个所述侧部连接面连接所述外弧面和所述内安装弧面，所述外弧面与所述主轴颈同轴线设置，所述内安装弧面与所述曲柄臂弧形安装面配合安装，所述内安装弧面的中部与所述曲柄臂弧形安装面之间有间隙且所述内安装弧面两侧靠近边缘部与所述曲柄臂弧形安装面贴靠。

2.如权利要求1所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述平衡块的所述内安装弧面中部与所述曲柄臂之间通过定位销定位连接，所述曲柄臂、所述平衡块上对应开设有定位销孔，所述定位销和所述平衡块上开设有放气通道。

3.如权利要求2所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述平衡块上开设有平衡块拆装孔。

4.如权利要求3所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述定位销上开设有周向环形槽和轴向通气道，所述平衡块上开设有连接通孔，所述连接通孔连通所述平衡块拆装孔和所述定位销孔，所述周向环形槽、所述轴向通气道、所述定位销孔、所述连接通孔和所述平衡块拆装孔形成所述放气通道。

5.如权利要求1所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：设所述连杆颈径向截面所在的圆与所述曲柄臂最大端面所在的圆之间最小的距离为L₁，1mm≤L₁≤2mmm，

设所述曲柄臂最大端面所在的圆与所述主轴颈径向截面所在的圆之间最小的距离为L₂，1mm≤L₂≤2mmm。

6.如权利要求1所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述曲柄臂弧形安装面和所述平衡块的所述内安装弧面不同心，设所述曲柄臂弧形安装面的半径为R₁，设所述内安装弧面的半径为R₂，0.2mm≤R₁-R₂≤0.3mm。

7.如权利要求6所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：设所述内安装弧面的中部与所述曲柄臂弧形安装面之间的间隙为δ，0.02mm≤δ≤0.03mm。

8.如权利要求1所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述连接螺栓的杆部穿过所述平衡块并伸入所述曲柄臂将两者固定连接，所述连接螺栓包括第一连接螺栓和第二连接螺栓，所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓沿所述平衡块的中心线对称设置。

9.如权利要求8所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述平衡块上开设有安装所述第一连接螺栓的第一沉头孔和安装所述第二连接螺栓的第二沉头孔。

10.如权利要求1所述的发动机曲轴平衡块连接结构，其特征在于：所述主轴颈上开设有沿所述主轴颈径向的进油孔，所述连杆颈开设有沿所述连杆颈径向的出油孔，所述进油孔和所述出油孔一一对应，所述曲轴上开设有连通所述进油孔和所述出油孔的斜置油道。