具有鍛造應力消除結(jié)構(gòu)的中間臂式曲軸的制作方法
【專利摘要】一種鍛造的曲軸包括多個主軸頸、可圍繞由所述主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)的多個曲柄銷軸頸，以及多個曲柄臂。所述多個曲柄臂中的至少一個曲柄臂限定中間曲柄臂，所述中間曲柄臂位于所述多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接。所述中間曲柄臂具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)，所述應力消除結(jié)構(gòu)由第一間隔側(cè)壁、第二間隔側(cè)壁、內(nèi)壁以及基壁限定。所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)具有預定深度、包角、半徑和底切，其一起限定所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀。對所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀進行控制以減小所述曲軸中的應力。
【專利說明】具有鍛造應力消除結(jié)構(gòu)的中間臂式曲軸
【背景技術(shù)】
[0001]本文的示例性實施例總體上涉及曲軸，更具體地講，涉及具有鍛造應力消除結(jié)構(gòu)的中間臂式曲軸。
[0002]目前，許多OEM針對發(fā)動機使用鍛造的曲軸。一種類型的曲軸為中間臂式曲軸，該中間臂式曲軸具有至少一個完整的曲柄臂，該曲柄臂位于兩個相鄰的銷之間并將其連接。對于這種類型的曲軸，存在銷對銷重疊區(qū)域和銷對軸頸重疊區(qū)域。中間臂式曲軸的剛度和強度取決于銷對銷重疊區(qū)域和銷對軸頸重疊區(qū)域可實現(xiàn)的重疊量。然而，大多時候，銷對銷重疊區(qū)域和銷對軸頸重疊區(qū)域是不平衡的，從而在曲軸中造成不均勻的應力集中。當鍛造的曲軸的強度成問題時，通常需要調(diào)整曲軸的材料強度以實現(xiàn)所需的安全系數(shù)。例如，已知在曲軸的曲柄臂中加工應力凹口或應力消除槽以分布應力。然而，該應力凹口或應力消除槽通常僅減小曲軸一個隔離區(qū)域中的應力，并且額外的加工步驟增加了與曲軸相關(guān)聯(lián)的制造成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)一個方面，鍛造的曲軸包括適于連接到相關(guān)聯(lián)的滑輪的第一末端和適于連接到相關(guān)聯(lián)的飛輪的第二末端、多個主軸頸、可圍繞由主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)的多個曲柄銷軸頸，以及多個曲柄臂。多個曲柄臂中的至少一個曲柄臂限定中間曲柄臂，該中間曲柄臂位于多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接。中間曲柄臂具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)。內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)由第一間隔側(cè)壁、第二間隔側(cè)壁、內(nèi)壁和基壁限定。內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)具有預定深度、包角、半徑和底切，其一起限定內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀。對內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀進行控制以減小曲軸中的應力。
[0004]根據(jù)另一個方面，鍛造的曲軸包括適于連接到相關(guān)聯(lián)的滑輪的第一末端和適于連接到相關(guān)聯(lián)的飛輪的第二末端、多個主軸頸、可圍繞由主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)的多個曲柄銷軸頸，以及多個曲柄臂。鄰近第一末端定位的曲柄臂中的一者限定第一中間曲柄臂，鄰近第二末端定位的曲柄臂中的一者限定第二中間曲柄臂。第一中間曲柄臂和第二中間曲柄臂中的每個位于多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接。第一中間曲柄臂和第二中間曲柄臂中的至少一者具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)。內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)由第一間隔側(cè)壁、第二間隔側(cè)壁、內(nèi)壁和基壁限定。內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)具有預定參數(shù)，所述參數(shù)為深度、包角、半徑和底切。應力消除結(jié)構(gòu)的包角為應力消除結(jié)構(gòu)圍繞連接到具有應力消除結(jié)構(gòu)的中間曲柄的相鄰曲柄銷中的一者延伸的角距離。應力消除結(jié)構(gòu)的半徑由內(nèi)壁限定。應力消除結(jié)構(gòu)的底切設(shè)置在內(nèi)壁與基壁的交匯處。所述參數(shù)一起限定內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀。對內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀進行控制以減小曲軸中的應力。
[0005]根據(jù)又一個方面，提高鍛造的曲軸的抗彎和抗扭強度的方法包括在曲軸的曲柄臂上提供內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)，所述曲柄臂位于曲軸的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接；通過控制由內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)限定的深度、包角、半徑和底切來控制內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀；以及將內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)定位在由相鄰的曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為具有曲柄臂的示例性中間臂式曲軸的側(cè)視圖，該曲柄臂位于兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接，該曲柄臂具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)。
[0007]圖2為圖1的曲軸的銷對銷重疊區(qū)域和銷對軸頸重疊區(qū)域的示意圖。
[0008]圖3為圖1的曲軸的示意圖，其示出了在重疊區(qū)域底部處以及與所施加載荷相同的平面中的應力集中。
[0009]圖4為圖1的曲軸的示意圖，其示出了偏離載荷平面和偏離鍛造分模線的應力集中。
[0010]圖5為圖1的曲軸的曲柄臂的放大視圖，該曲柄臂具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)。
[0011]圖6為沿圖5的線6-6截取的圖5的曲柄臂的局部剖視圖。
[0012]圖7為如由圖6的線7-7所標識的圖6的一部分的放大視圖。
[0013]圖8為圖1的曲軸的曲柄臂的局部側(cè)透視圖，該曲柄臂具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)。
[0014]圖9為圖1的曲軸的曲柄臂的局部側(cè)視圖，該曲柄臂具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)。
[0015]圖10為圖9的透視圖。
[0016]圖11為曲線圖，其示出了圖1的曲軸和缺乏具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的曲柄臂的曲軸的各自的安全系數(shù)。
[0017]圖12為具有曲柄臂的已知曲軸的局部透視圖，該曲柄臂具有加工的應力消除結(jié)構(gòu)。
[0018]圖13為曲線圖，示出了圖1的曲軸和圖12的曲軸的各自的安全系數(shù)。
【具體實施方式】
[0019]當然，應當理解，本文的描述和附圖僅為示例性的，并且在不脫離本發(fā)明的情況下，可在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)中進行各種修改和更改。一般來講，示例性中間臂式曲軸的視圖未按比例繪制。還應理解，本文所公開的示例性中間臂式曲軸的各個標識的部件僅為本領(lǐng)域的術(shù)語，其可從一個制造商到另一個制造商而有所不同，不應將其視為限制本發(fā)明。
[0020]現(xiàn)在參見附圖，其中在全部若干視圖中，類似的數(shù)字是指類似的部件，圖1示出了鍛造的曲軸100,其包括第一末端102和第二末端104。第一末端102包括曲柄鼻部106,其適用于連接到滑輪(未示出)。設(shè)置在曲柄鼻部106上的是驅(qū)動鏈輪110的安裝件108。曲軸100的第二末端104包括飛輪安裝法蘭114，其適用于連接到飛輪116(圖9和圖10)。曲軸100包括多個主軸頸120、122、124、126，和多個曲柄銷軸頸130、132、134、136、138、140，每個曲柄銷軸頸具有偏離多個主軸頸的相應軸線的軸。多個主軸頸120、122、124、126通過主軸承(未示出)旋轉(zhuǎn)，這又導致多個曲柄銷軸頸130、132、134、136、138、140圍繞由主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)。主軸頸中的每個包括用于將潤滑劑輸送到曲柄銷軸頸的油路142，并且曲柄銷軸頸中的每個包括油孔144。
[0021]曲軸100還包括設(shè)置在曲軸100的第一末端102與第二末端104之間的多個曲柄臂 150、152、154、156、158、160、162、164、166。曲柄臂 150、152、164、166 中的每個也可稱為平衡物。如圖所示，相鄰的曲柄臂通過主軸頸和曲柄銷軸頸中的一者而呈間隔關(guān)系。具體地講，曲柄銷軸頸130位于曲柄臂150、152之間；曲柄銷軸頸132位于曲柄臂152、154之間；主軸頸122位于曲柄臂154、156之間；曲柄銷軸頸134位于曲柄臂156、158之間；曲柄銷軸頸136位于曲柄臂158、160之間；主軸頸124位于曲柄臂160、162之間；曲柄銷軸頸138位于曲柄臂162、164之間；并且曲柄銷軸頸140位于曲柄臂164、166之間。鄰近第一末端102定位的曲柄臂中的一者限定第一中間曲柄臂，鄰近第二末端104定位的曲柄臂中的一者限定第二中間曲柄臂。具體地講，曲柄臂152限定第一中間曲柄臂，曲柄臂164限定第二中間曲柄臂。第一中間曲柄臂152和第二中間曲柄臂164中的每個位于多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接。
[0022]眾所周知，曲軸諸如示例性中間臂式曲軸100的剛度和/或強度通常取決于曲柄銷軸頸對曲柄銷軸頸和曲柄銷軸頸對主軸頸可實現(xiàn)的相應的重疊區(qū)域的量。然而，對于許多曲軸而言，這些重疊區(qū)域并不平衡，這又可在曲軸中造成不均勻的應力集中。例如，圖2示意性地示出了與主軸頸126和曲柄銷軸頸138、140相關(guān)聯(lián)的曲柄銷軸頸對曲柄銷軸頸重疊區(qū)域170和曲柄銷軸頸對主軸頸重疊區(qū)域172、174。圖3示意性地示出了沿曲軸100的分模線/中心軸線180施加于曲柄銷軸頸138的載荷或力F。該所施加的力導致在曲柄銷軸頸對主軸頸重疊區(qū)域172底部處和大約與所施加的力相同的平面中的應力集中。圖4再次示意性地示出了沿分模線/中心軸線180施加于曲柄銷軸頸138的力F。所施加的力也導致偏離載荷平面和偏離分模線/中心軸線180的應力集中。要調(diào)節(jié)重疊區(qū)域中的這些應力集中，示例性曲軸100的第一中間曲柄臂152和第二中間曲柄臂164中的至少一者具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)。
[0023]更具體地講，圖5示出了在曲柄臂164中鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)190，其再次鄰近曲軸100的第二末端104定位。然而，應當理解，也可在曲柄臂152中鍛造應力消除結(jié)構(gòu)。如圖所示，可面向第二末端104定位在曲柄臂164的側(cè)面192中的內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190由第一間隔側(cè)壁200、第二間隔側(cè)壁202、內(nèi)壁204以及基本上平坦的基壁206限定。第一側(cè)壁200和第二側(cè)壁202中的每個通常從連接到中間曲柄臂164的側(cè)面192的相鄰曲柄銷軸頸140徑向地延伸到曲柄臂164的外邊緣210。內(nèi)壁204為弧形形狀并且基本上與相鄰曲柄銷軸頸140的中心軸線212同心，內(nèi)壁的半徑大于或等于曲柄銷軸頸140的半徑。在所示實施例中，內(nèi)壁204偏離曲柄銷軸頸140的外周邊。如圖8-圖10最佳所示，內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190位于由相鄰曲柄銷軸頸138、140限定的重疊區(qū)域中。內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190也位于由主軸頸126和相鄰曲柄銷軸頸138、140限定的重疊區(qū)域中。應當理解，通過控制應力消除結(jié)構(gòu)的若干關(guān)鍵參數(shù)(即，深度、包角、半徑和底切)來控制內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的形狀以減小曲軸100中的應力。換句話講，內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190具有預定深度、包角、半徑和底切，其一起限定內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀?？蓛?yōu)化這些參數(shù)中的每個以實現(xiàn)在曲柄銷軸頸140基部處應力的最佳平衡。
[0024]返回參見圖5，內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190還包括第一弧形部分220，其限定第一側(cè)壁200與內(nèi)壁204之間的過渡；和第二弧形部分222，其限定第二側(cè)壁202與內(nèi)壁204之間的過渡。包角是圍繞相鄰曲柄銷軸頸140的角距離。該角距離是從第一切線230 (其從銷軸頸140的中心軸線212延伸并與限定第一弧形部分220的半徑相切)到第二切線232 (其從銷軸頸140的中心軸線212延伸并與限定第二弧形部分222的半徑相切)測量的。然而，應當理解，由每個側(cè)壁200、202限定的平面并未平行于相應的第一切線和第二切線取向，而是偏離曲柄銷軸頸140的軸線。此外，第一切線230與由曲軸100限定的分模線180成角度地間隔開或與之偏離。在示例性實施例中，該偏離為約5度。但應當理解，第一切線230可以偏離多于或少于5度。第一切線230也可延伸最多至分模線180(即，可與分模線180大約共線)，但不應延伸超過分模線。包角小于或等于約180度，并且應延伸超過曲軸100的高應力區(qū)域約10度，以允許將應力過渡到應力消除結(jié)構(gòu)190的側(cè)壁200、202中的一者內(nèi)。
[0025]關(guān)于內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的深度，并且參考圖6，內(nèi)壁204的下部240限定半徑，并且內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的深度至少部分地取決于該半徑的尺寸。當半徑增加時該深度也增加以防止曲柄銷軸頸上的應力集中。位于中間曲柄臂164上的示例性內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的深度小于或等于約65%的曲柄臂164厚度，其平行于曲軸100的旋轉(zhuǎn)軸線測量。對于內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的底切，如圖7所示，底切設(shè)置在內(nèi)壁204與基壁206的交匯處。對于示例性內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190，底切小于或等于約45度。
[0026]圖11為曲線圖，其示出了具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的示例性曲軸100和缺乏具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的曲柄臂的已知曲軸的各自的安全系數(shù)(即，疲勞系數(shù))。如圖所示，在內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的包角小于180度的情況下，示例性曲軸100超出安全系數(shù)限制。與已知曲軸相比，曲軸100具有約20%的強度增加。此外，內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190改善了從90度到180度的整個包角范圍內(nèi)的應力(參見圖5)。
[0027]圖12示出了已知曲軸300的中間臂300的一部分。曲軸300包括曲柄銷軸頸304。中間臂300具有鄰近曲柄銷軸頸304的外周邊定位的加工的應力消除結(jié)構(gòu)310。該應力消除結(jié)構(gòu)310通常在中間臂300的特定區(qū)域中加工。因此，應力消除結(jié)構(gòu)310僅在小區(qū)域上有效。這在圖13中最佳地示出，該圖為曲線圖，其示出了示例性曲軸100和已知曲軸302的各自的安全系數(shù)。再次地，曲軸100超出安全系數(shù)限制。相比之下，具有加工的應力消除結(jié)構(gòu)310的曲軸302并未超過安全系數(shù)限制，該應力消除結(jié)構(gòu)圍繞曲柄銷軸頸304定位在100度與130度之間。
[0028]本發(fā)明還提供了提高鍛造的曲軸的抗彎和抗扭強度的方法。該方法包括在曲軸的曲柄臂上提供內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)，所述曲柄臂位于曲軸的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接；通過控制由內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)限定的深度、包角、半徑和底切來控制內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀；以及將內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)定位在由相鄰的曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。該方法還包括將內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)定位在由曲軸的主軸頸和相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
[0029]如從前述明顯看出，本發(fā)明提供了具有內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190的曲軸100，該內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190鍛造在曲柄臂164中，例如在經(jīng)受高應力的曲柄銷軸頸140的下方。與內(nèi)鍛形狀相關(guān)聯(lián)的應力消除結(jié)構(gòu)由應力消除結(jié)構(gòu)190的深度、包角、半徑和底切控制?？蓛?yōu)化所有四個參數(shù)以實現(xiàn)在曲柄銷軸頸140基部處應力的最佳平衡。本發(fā)明提出的內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190有效地減小了曲軸100中的該應力，并且由于應力消除結(jié)構(gòu)的形狀可被調(diào)節(jié)，所述減小并非僅涵蓋一個隔離區(qū)域，而是涵蓋更廣泛的區(qū)域。此外，因為內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)190鍛造在曲柄臂164中，所以無需進行額外的昂貴加工。應用內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)可以顯著提高曲軸的強度，這又降低了對增加曲軸材料以增加曲軸強度的需求。
[0030]應當理解，各種以上公開的以及其他的特征和功能或其替代形式可有利地結(jié)合到許多其他不同系統(tǒng)或應用中。另外，隨后可由本領(lǐng)域技術(shù)人員作出各種當前未預見或意料之外的替代形式、修改、變型或其中的改進，本文旨在將這些涵蓋于以下權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鍛造的曲軸，包括: 適于連接到相關(guān)聯(lián)的滑輪的第一末端和適于連接到相關(guān)聯(lián)的飛輪的第二末端； 多個主軸頸； 可圍繞由所述主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)的多個曲柄銷軸頸；以及 多個曲柄臂，所述多個曲柄臂中的至少一個曲柄臂限定中間曲柄臂，所述中間曲柄臂位于所述多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接，所述中間曲柄臂具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)由第一間隔側(cè)壁、第二間隔側(cè)壁、內(nèi)壁和基壁限定，所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)具有一起限定所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀的預定深度、包角、半徑和底切，其中控制所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀以減小所述曲軸中的應力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的所述深度小于或等于約65 %的所述中間曲柄臂的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述包角為圍繞所述相鄰的曲柄銷軸頸中的一者的角距離，其從具有于其內(nèi)鍛造的所述應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間曲柄的側(cè)面延伸，所述包角小于或等于約180度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曲軸，其中所述包角延伸超過所述曲軸的高應力區(qū)域約10度，以允許將應力過渡到所述應力消除結(jié)構(gòu)的側(cè)壁中的一者內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)壁為弧形形狀以限定所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的半徑并且基本上與所述相鄰的曲柄銷軸頸中的一者同心，所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的半徑大于或等于所述一個相鄰的曲柄銷軸頸的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的底切設(shè)置在所述內(nèi)壁與所述基壁的交匯處，所述底切小于或等于約45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)面向所述曲軸的第一末端和第二末端中的所述一者設(shè)置在所述中間臂的側(cè)面上，并且所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁偏離所述相鄰的曲柄銷軸頸的外周邊，所述相鄰的曲柄銷軸頸連接到具有所述應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間臂的側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)徑向地偏離由所述曲軸限定的鍛造分模線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)位于由所述相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)位于由所述主軸頸和所述相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁中的每個通常從所述相鄰的曲柄銷軸頸徑向地延伸到所述中間臂的外邊緣，所述相鄰的曲柄銷軸頸連接到具有所述應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間臂的側(cè)面，由每個側(cè)壁限定的平面偏離相應的相鄰曲柄銷軸頸的軸線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸，其中與不具有所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的曲軸相比，具有所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的所述曲軸具有約20%的強度增加。
13.一種鍛造的曲軸，包括: 適于連接到相關(guān)聯(lián)的滑輪的第一末端和適于連接到相關(guān)聯(lián)的飛輪的第二末端； 多個主軸頸； 可圍繞由所述主軸頸限定的軸線沿環(huán)形路徑旋轉(zhuǎn)的多個曲柄銷軸頸；以及 多個曲柄臂，所述曲柄臂中的一者鄰近限定第一中間曲柄臂的所述第一末端定位，并且所述曲柄臂中的一者鄰近限定第二中間曲柄臂的所述第二末端定位，所述第一中間曲柄臂和第二中間曲柄臂中的每個位于所述多個曲柄銷軸頸中的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接，所述第一中間曲柄臂和第二中間曲柄臂中的至少一個具有于其內(nèi)鍛造的應力消除結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)由第一間隔側(cè)壁、第二間隔側(cè)壁、內(nèi)壁和基壁限定，所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)具有預定參數(shù)，所述參數(shù)為所述應力消除結(jié)構(gòu)的深度；所述應力消除結(jié)構(gòu)的包角，所述包角為所述應力消除結(jié)構(gòu)圍繞連接到具有所述應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間曲柄的所述相鄰曲柄銷中的一者延伸的角距離；由所述內(nèi)壁限定的所述應力消除結(jié)構(gòu)的半徑；以及所述應力消除結(jié)構(gòu)的底切，所述底切設(shè)置在所述內(nèi)壁與所述基壁的交匯處；所述參數(shù)一起限定所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的深度小于或等于約65 %的具有應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間曲柄臂的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曲軸，其中所述包角小于或等于約180度，并且延伸超過所述曲軸的高應力區(qū)域約10度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曲軸，其中所述內(nèi)壁的半徑大于或等于從具有所述應力消除結(jié)構(gòu)的所述中間曲柄臂的側(cè)面延伸的所述相鄰的曲柄銷軸頸的半徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曲軸，其中所述底切小于或等于約45度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曲軸，其中所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)位于由所述相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域以及由所述主軸頸和所述相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域兩者中。
19.一種提高鍛造的曲軸的抗彎和抗扭強度的方法，包括: 在所述曲軸的曲柄臂上提供內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)，所述曲柄臂位于所述曲軸的兩個相鄰的曲柄銷軸頸之間并將其連接； 通過控制由所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)限定的深度、包角、半徑和底切來控制所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)的形狀；以及 將所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)定位在由所述相鄰的曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將所述內(nèi)鍛應力消除結(jié)構(gòu)定位在由所述曲軸的主軸頸和所述相鄰曲柄銷軸頸限定的重疊區(qū)域中。
【文檔編號】F16C3/08GK104321547SQ201380023862
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】S.K.沃爾特斯 申請人:本田技研工業(yè)株式會社