自減振曲軸以及發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自減振曲軸以及發(fā)動機，所述自減振曲軸包括相鄰的第一曲拐和第二曲拐。所述第一曲拐包括第一連桿軸頸、兩個第一曲柄和分別通過對應的所述第一曲柄連接于所述第一連桿軸頸兩端的第一主軸頸和第二主軸頸；所述第二曲拐包括第二連桿軸頸、兩個第二曲柄和分別通過對應的所述第二曲柄連接于所述第二連桿軸頸兩端的第三主軸頸和第四主軸頸。其中，所述第一主軸頸與所述第四主軸頸同軸設置，且通過彈性件相互連接為使得該第一主軸頸與第四主軸頸能夠相對于彼此周向轉動，以通過所述周向轉動壓縮彈性件儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的所述彈性件能夠伸展而釋放機械能，而實現(xiàn)各曲拐之間的柔性連接，進而有效控制曲軸的扭轉振動。
【專利說明】自減振曲軸以及發(fā)動機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機【技術領域】，具體地，涉及一種自減振曲軸以及包括該自減振曲軸的發(fā)動機。

【背景技術】
[0002]曲軸是發(fā)動機的主要旋轉機件，裝上連桿后，曲軸可將連桿的往復運動變成旋轉運動而為車輛提供動力。
[0003]現(xiàn)有發(fā)動機普遍采用實心鑄鐵曲軸或鍛造鋼曲軸，結構簡單，僅有連接連桿、輸出扭矩的功能，并無特殊裝置。一般情況下，發(fā)動機在正常工作時，各氣缸可能工作不均勻，扭矩輸出不穩(wěn)定，軸系扭轉剛度不足。在隨時間周期變化的單拐轉矩作用下，各曲拐間會產生相當大的周期性相對扭轉，氣缸數(shù)越多，曲軸越長，這種扭轉振動現(xiàn)象越嚴重，且無法避免。當發(fā)動機運行至某一轉速時，該扭轉振動現(xiàn)象會非常突出，導致發(fā)動機發(fā)生劇烈抖動，噪聲、磨損、油耗增加，功率下降，嚴重時發(fā)生曲軸扭斷，而給車輛等帶來安全隱患。從這些方面來看，目前發(fā)動機采用的普通曲軸存在一定的缺陷，而限制了發(fā)動機的NVH、熱效率以及安全性。
[0004]有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺點，需要提供一種新型的自減振曲軸。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種能夠減輕各曲拐之間的扭轉振動的自減振曲軸。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種自減振曲軸，其包括相鄰的第一曲拐和第二曲拐:
[0007]所述第一曲拐包括第一連桿軸頸、兩個第一曲柄和分別通過對應的所述第一曲柄連接于所述第一連桿軸頸兩端的第一主軸頸和第二主軸頸；
[0008]所述第二曲拐包括第二連桿軸頸、兩個第二曲柄和分別通過對應的所述第二曲柄連接于所述第二連桿軸頸兩端的第三主軸頸和第四主軸頸；
[0009]其中，所述第一主軸頸與所述第四主軸頸同軸設置，且通過彈性件相互連接為使得該第一主軸頸與第四主軸頸能夠相對于彼此周向轉動，以通過所述周向轉動壓縮彈性件儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的所述彈性件能夠伸展而釋放機械能。
[0010]優(yōu)選地，所述第一主軸頸的外周上設有沿軸向布置的凸棱，所述第四主軸頸開設有軸向的內孔，且所述內孔的孔壁上開設有用于容納所述凸棱的卡槽，所述第一主軸頸插入所述第四主軸頸的內孔內，所述彈性件設于所述凸棱的側壁與所述卡槽的側壁之間。
[0011]優(yōu)選地，所述彈性件為沿所述第一主軸頸的周向布置的彈簧，且所述彈簧的一端與所述凸棱的側壁連接。
[0012]優(yōu)選地，所述凸棱的垂直于所述第一主軸頸軸線方向的截面的形狀為扇環(huán)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一主軸頸的外周上設有多條所述凸棱。
[0014]優(yōu)選地，所述卡槽的頂壁上開有潤滑油通孔。
[0015]優(yōu)選地，所述自減振曲軸還包括與所述第一曲拐相鄰設置的第三曲拐，所述第三曲拐包括第三連桿軸頸、兩個第三曲柄和分別通過對應的所述第三曲柄連接于所述第三連桿軸頸兩端的第五主軸頸和第六主軸頸，所述第五主軸頸與所述第二主軸頸同軸設置，且通過彈性件相互連接為使得該所述第五主軸頸與所述第二主軸頸能夠相對于彼此周向轉動，以通過所述周向轉動壓縮彈性件儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的所述彈性件能夠伸展而釋放機械能。
[0016]本實用新型還提供一種發(fā)動機，所述發(fā)動機設置有上述的自減振曲軸。
[0017]本實用新型的自減振曲軸中兩個相鄰的曲拐通過彈性件相互連接為能夠相對于彼此周向轉動一定角度，以通過周向轉動壓縮彈性件儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的彈性件能夠伸展而釋放機械能，實現(xiàn)各曲拐之間的柔性連接。通過這種柔性連接結構，有效控制曲軸的扭轉振動，通過彈性件的復位，充分利用扭轉振動的能量，使得發(fā)動機的熱效率達到最大，實現(xiàn)提升發(fā)動機的NVH性能、燃油經濟性以及安全性的效果。
[0018]本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型自減振曲軸的結構圖；
[0021]圖2是圖1中的第一曲拐的結構圖；
[0022]圖3是圖1中的第二曲拐的結構圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]I第一曲拐
[0025]11第一連桿軸頸12第一曲柄
[0026]13第一主軸頸 14第二主軸頸
[0027]131 凸棱
[0028]2第二曲拐
[0029]21第一連桿軸頸22第一曲柄
[0030]23第三主軸頸 24第四主軸頸
[0031]241卡槽242潤滑油通孔
[0032]3第三曲拐
[0033]31第三連桿軸頸32第三曲柄
[0034]33第五主軸頸 34第六主軸頸
[0035]4第四曲拐
[0036]5彈性件

【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0038]如圖1所示，本實用新型的自減振曲軸包括相鄰的第一曲拐I和第二曲拐2。第一曲拐I包括第一連桿軸頸11、兩個第一曲柄12和分別通過對應的第一曲柄12連接于第一連桿軸頸11兩端的第一主軸頸13和第二主軸頸14 ;第二曲拐2包括第二連桿軸頸21、兩個第二曲柄22和分別通過對應的第二曲柄22連接于第二連桿軸頸21兩端的第三主軸頸23和第四主軸頸24。其中，第一主軸頸13與第四主軸頸24同軸設置，且通過彈性件5相互連接為使得該第一主軸頸13與第四主軸頸24能夠相對于彼此周向轉動，以通過周向轉動壓縮彈性件5儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的彈性件5能夠伸展而釋放機械能。
[0039]具體地，自減振曲軸中的兩個相鄰的曲拐通過彈性件5相互連接為能夠相對于彼此周向轉動一定角度，實現(xiàn)各曲拐之間的柔性連接。本實用新型曲軸自減振裝置利用彈性件5具備儲存彈性勢能的作用，在曲軸的兩相鄰曲拐存在扭轉振動趨勢時，壓縮彈性件5使相鄰兩曲拐發(fā)生相對周向轉動，并將扭轉動能轉化為彈性件5的彈性勢能，用以平衡曲軸的扭轉振動；當相鄰兩曲拐無扭轉振動趨勢時，彈性件5復位伸長釋放彈性勢能，使之轉化為曲軸的動能。通過本實用新型的柔性連接結構，有效控制曲軸扭轉振動，通過彈性件5的復位，充分利用扭轉振動的能量，使得發(fā)動機的熱效率達到最大，實現(xiàn)提升發(fā)動機的NVH性能、燃油經濟性以及安全性的效果。
[0040]進一步地，如圖2和圖3所示，作為一種優(yōu)選的實施方式，第一主軸頸13的外周上設有沿軸向布置的凸棱131，第四主軸頸24開設有軸向的內孔，且該內孔的孔壁上開設有用于容納凸棱131的卡槽241，第一主軸頸13插入第四主軸頸24的內孔內，此時凸棱131插入卡槽241內，彈性件5設于凸棱131的側壁與卡槽241的側壁之間。凸棱131的側壁是指凸棱131上沿第一主軸頸13軸向布置且與第一主軸頸13的外周面相鄰的壁，而卡槽241的側壁是指沿第四主軸頸24軸向布置且與第四主軸頸24的內孔相鄰的壁。通過設于凸棱131的側壁與卡槽241的側壁之間的彈性件5來緩沖第一主軸頸13與第四主軸頸24之間的扭轉振動。
[0041]其中，在本實施方式中優(yōu)選凸棱131的兩個側壁與卡槽241的對應的側壁之間分別設有彈性件5，以在第一主軸頸13與第四主軸頸24以不同方向相對于彼此進行周向轉動時，來緩沖第一主軸頸13與第四主軸頸24之間的扭轉振動。
[0042]另外，在本實施方式中彈性件5優(yōu)選為沿第一主軸頸13的周向布置的彈簧，且彈簧的一端與凸棱131的側壁連接。根據(jù)發(fā)動機不同性能指標，選擇合適彈性系數(shù)的彈簧，以平衡曲軸的扭轉振動，提升發(fā)動機的性能，降低發(fā)動機的振動，提高發(fā)動機的經濟性。其中，在第一主軸頸13與第四主軸頸24相對于彼此周向轉動一定角度時，以通過周向轉動使彈簧壓縮于凸棱131的側壁與卡槽241的側壁之間來儲存機械能，或者使得壓縮狀態(tài)的彈簧能夠伸展而釋放機械能。
[0043]其中，凸棱131的垂直于第一主軸頸13軸線方向的截面的形狀可為多種形狀，例如矩形或者扇環(huán)(扇環(huán)是指一個圓環(huán)被扇形所截得的一部分，且該圓環(huán)的圓心與該扇形的圓心重合)等，在本實施方式中該截面形狀優(yōu)選為扇環(huán)。在本實施方式中彈簧一端與凸棱131連接的位置位于該扇環(huán)形截面的直線段所在的平面上。
[0044]為了進一步緩沖兩個相鄰曲拐之間的扭轉振動，在本實施方式中優(yōu)選在第一主軸頸13的外周上設有多條凸棱131，多條凸棱131沿第一主軸頸13的周向間隔地設置，且該多條凸棱131均具有上文描述的凸棱131的特點。在第一主軸頸13的外周上設有多條凸棱131的情況下，第四主軸頸24的內孔的孔壁上對應地開設有用于容納凸棱131的多個卡槽 241。
[0045]另外，卡槽241的頂壁上開有潤滑油通孔242，用于通過該潤滑油通孔242向第一主軸頸13與第四主軸頸24之間添加潤滑油，而減小第一主軸頸13與第四主軸頸24之間的磨損，防止因為磨損而影響曲軸的傳動效率。
[0046]進一步地，自減振曲軸還包括與第一曲拐I相鄰設置的第三曲拐3，第三曲拐3包括第三連桿軸頸31、兩個第三曲柄32和分別通過對應的第三曲柄32連接于第三連桿軸頸31兩端的第五主軸頸33和第六主軸頸34，第五主軸頸33與第二主軸頸14同軸設置，且通過彈性件5相互連接為使得該第五主軸頸33與第二主軸頸14能夠相對于彼此周向轉動，以通過周向轉動壓縮彈性件5儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的彈性件5能夠伸展而釋放機械能。
[0047]需要說明的是，本實用新型的自減振曲軸還能夠包括與第一曲拐1、第二曲拐2和第三曲拐3類似的第四曲拐4，以及類似的第五曲拐、第六曲拐等等。曲拐的數(shù)量由發(fā)動機的氣缸數(shù)量決定，而自減振曲軸的各相鄰曲拐之間均參照上述的第一曲拐I與第二曲拐2之間的連接方式進行連接。位于端部的曲拐一端通過彈性件5與相鄰的曲拐連接，而其自由端安裝于曲軸軸承座上。
[0048]最后，本實用新型還提供一種發(fā)動機，該發(fā)動機設置有上述的自減振曲軸。
[0049]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0050]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0051]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.自減振曲軸，該自減振曲軸包括相鄰的第一曲拐⑴和第二曲拐⑵: 所述第一曲拐(I)包括第一連桿軸頸(11)、兩個第一曲柄(12)和分別通過對應的所述第一曲柄(12)連接于所述第一連桿軸頸(11)兩端的第一主軸頸(13)和第二主軸頸(14)； 所述第二曲拐(2)包括第二連桿軸頸(21)、兩個第二曲柄(22)和分別通過對應的所述第二曲柄(22)連接于所述第二連桿軸頸(21)兩端的第三主軸頸(23)和第四主軸頸(24)； 其特征在于，所述第一主軸頸(13)與所述第四主軸頸(24)同軸設置，且通過彈性件(5)相互連接為使得該第一主軸頸(13)與第四主軸頸(24)能夠相對于彼此周向轉動，以通過所述周向轉動壓縮彈性件(5)儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的所述彈性件(5)能夠伸展而釋放機械能。
2.根據(jù)權利要求1所述的自減振曲軸，其特征在于，所述第一主軸頸(13)的外周上設有沿軸向布置的凸棱(131)，所述第四主軸頸(24)開設有軸向的內孔，且所述內孔的孔壁上開設有用于容納所述凸棱(131)的卡槽(241)，所述第一主軸頸(13)插入所述第四主軸頸(24)的內孔內，所述彈性件(5)設于所述凸棱(131)的側壁與所述卡槽(241)的側壁之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的自減振曲軸，其特征在于，所述彈性件(5)為沿所述第一主軸頸(13)的周向布置的彈簧，且所述彈簧的一端與所述凸棱(131)的側壁連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的自減振曲軸，其特征在于，所述凸棱(131)的垂直于所述第一主軸頸(13)軸線方向的截面的形狀為扇環(huán)。
5.根據(jù)權利要求4所述的自減振曲軸，其特征在于，所述第一主軸頸(13)的外周上設有多條所述凸棱(131)。
6.根據(jù)權利要求2所述的自減振曲軸，其特征在于，所述卡槽(241)的頂壁上開有潤滑油通孔(242)。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的自減振曲軸，其特征在于，所述自減振曲軸還包括與所述第一曲拐(I)相鄰設置的第三曲拐(3)，所述第三曲拐(3)包括第三連桿軸頸(31)、兩個第三曲柄(32)和分別通過對應的所述第三曲柄(32)連接于所述第三連桿軸頸(31)兩端的第五主軸頸(33)和第六主軸頸(34)，所述第五主軸頸(33)與所述第二主軸頸(14)同軸設置，且通過彈性件(5)相互連接為使得該所述第五主軸頸(33)與所述第二主軸頸(14)能夠相對于彼此周向轉動，以通過所述周向轉動壓縮彈性件(5)儲存機械能或者使得壓縮狀態(tài)的所述彈性件(5)能夠伸展而釋放機械能。
8.發(fā)動機，其特征在于，所述發(fā)動機設置有根據(jù)權利要求1-7任一項所述的自減振曲軸。
【文檔編號】F16F15/24GK204041859SQ201420421645
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權日:2014年7月29日
【發(fā)明者】宋元強, 甄帥, 賀巍, 丁永三, 段婷, 王紅丹, 李南 申請人:長城汽車股份有限公司