一種發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機是汽車的心臟，而曲軸則是發(fā)動機的心臟，曲軸作為發(fā)動機內(nèi)最大的運動件，其對外輸出動力，也消耗發(fā)動機運行的很大一部分摩擦損失。設(shè)計人員一直致力于設(shè)計出強度更好，扭轉(zhuǎn)剛度更高，成本更低，重量更輕的曲軸。
[0003]隨著發(fā)動機技術(shù)的進步，發(fā)動機能量密度逐漸加大，升功率、升扭矩進一步提高。目前常規(guī)的設(shè)計是采用更高強度的材料，導(dǎo)致成本增加，或者是采用更粗壯的曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致曲軸重量增大，不利于節(jié)能減排及節(jié)省材料，而不合理的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致曲柄彎曲強度滿足了，而扭轉(zhuǎn)剛度不足，或扭轉(zhuǎn)剛度滿足，彎曲強度過剩。因此需要一種新型的曲柄結(jié)構(gòu)，在成本、重量、強度、剛度上達到一種平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化曲柄的結(jié)構(gòu)強度、剛度、成本以及重量的關(guān)系。
[0005]本實用新型所述的發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，包括曲柄銷和分別位于曲柄銷兩端的第一曲柄臂和第二曲柄臂，在所述兩曲柄臂外側(cè)分別設(shè)有主軸頸，第一曲柄臂的外側(cè)靠曲柄銷一端具有第一斜面，該曲柄臂另一端的內(nèi)側(cè)具有第二斜面，所述第一斜面與曲柄銷側(cè)面間夾角為40°?45°，所述第二斜面與主軸頸側(cè)面間夾角為20°?25°。
[0006]優(yōu)選的，第一斜面與第一曲柄臂外側(cè)面通過半徑RlO?R20的圓角過渡，第二斜面與第一曲柄臂內(nèi)側(cè)面通過半徑RlO?R20的圓角過渡。
[0007]優(yōu)選的，所述第一曲柄臂的外周輪廓大致為橢圓形，該橢圓形寬度b為0.78?0.82倍[(dl+d2)/2+a]，其中dl為主軸頸直徑，d2為曲柄銷直徑，a為曲拐半徑。
[0008]優(yōu)選的，所述第一曲柄臂的橢圓形外周輪廓的長寬比為1:0.7。
[0009]本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、彎曲強度好、扭轉(zhuǎn)剛度高、重量輕的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的立體視圖；
[0011]圖2是本實用新型的主視圖；
[0012]圖3是本實用新型的左視圖；
[0013]圖4是本實用新型軸向組成的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細闡述，以下實施例僅用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。
[0015]實施例一:
[0016]參見圖3、圖4，受發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)限制，發(fā)動機開發(fā)前期時，即首先確定了曲拐半徑a，缸心距S，主軸頸直徑dl，主軸頸寬度Wl，曲柄銷直徑d2，曲柄銷寬度w2，自然也就確定了曲柄臂厚度η。因此曲軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要從曲柄臂結(jié)構(gòu)形狀上進行突破。
[0017]如圖1、圖2所示的發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，包括曲柄銷I和分別位于曲柄銷兩端的第一曲柄臂2和第二曲柄臂3，在所述兩曲柄臂外側(cè)分別設(shè)有主軸頸4。
[0018]第一曲柄臂2的外側(cè)靠曲柄銷一端具有第一斜面21，該曲柄臂另一端的內(nèi)側(cè)具有第二斜面22。
[0019]所述第一斜面21與曲柄銷側(cè)面23間夾角α為40°，第一斜面21與第一曲柄臂外側(cè)面24通過半徑RlO的圓角rl過渡，便于毛坯制造及避免產(chǎn)品應(yīng)力集中。
[0020]所述第二斜面22與主軸頸側(cè)面25間夾角β為20°，第二斜面22與第一曲柄臂內(nèi)側(cè)面26通過半徑RlO的圓角r2過渡，便于毛坯制造及避免產(chǎn)品應(yīng)力集中。
[0021]參見圖3，所述第一曲柄臂的外周輪廓27圓滑，大致為橢圓形，該橢圓形的長寬比為1:0.7，其寬度匕=0.78\[((11+(12)/2+&]，其中(11為主軸頸直徑，(12為曲柄銷直徑，&為曲拐半徑。
[0022]曲柄臂寬度增寬，強度提升甚微，但重量急劇增加，若曲柄臂寬度減少，彎曲強度減少明顯。上述曲柄結(jié)構(gòu)尺寸比例在保證曲軸彎曲疲勞強度的前提下，最大限度提高了曲軸的扭轉(zhuǎn)剛度，達到最佳的曲柄結(jié)構(gòu)強度、剛度與重量關(guān)系。
[0023]實施例二:
[0024]在本實施例中，第一斜面21與曲柄銷側(cè)面23間夾角α為45°，第一斜面與第一曲柄臂外側(cè)面24通過半徑R20的圓角rl過渡。第二斜面22與主軸頸側(cè)面25間夾角β為25°，第二斜面與第一曲柄臂內(nèi)側(cè)面26通過半徑R20的圓角r2過渡。第一曲柄臂的外周橢圓形輪廓的寬度匕=0.82乂[((11+(12)/2+&]。本實施例的其余技術(shù)特征與實施例一相同，在此不再贅述。
[0025]實施例三:
[0026]在本實施例中，第一斜面21與曲柄銷側(cè)面23間夾角α為42.5°，第一斜面與第一曲柄臂外側(cè)面24通過半徑R15的圓角rl過渡。第二斜面22與主軸頸側(cè)面25間夾角β為22.5°，第二斜面與第一曲柄臂內(nèi)側(cè)面26通過半徑R15的圓角r2過渡。第一曲柄臂的外周橢圓形輪廓的寬度b=0.8X[(dl+d2)/2+a]。本實施例的其余技術(shù)特征與實施例一相同，在此不再贅述。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，包括曲柄銷和分別位于曲柄銷兩端的第一曲柄臂和第二曲柄臂，在所述兩曲柄臂外側(cè)分別設(shè)有主軸頸， 其特征在于:第一曲柄臂的外側(cè)靠曲柄銷一端具有第一斜面，該曲柄臂另一端的內(nèi)側(cè)具有第二斜面，所述第一斜面與曲柄銷側(cè)面間夾角為40°?45°，所述第二斜面與主軸頸側(cè)面間夾角為20°?25°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一斜面與第一曲柄臂外側(cè)面通過半徑RlO?R20的圓角過渡，第二斜面與第一曲柄臂內(nèi)側(cè)面通過半徑RlO?R20的圓角過渡。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一曲柄臂的外周輪廓大致為橢圓形，該橢圓形寬度b為0.78?0.82倍[((11+(12)/2+&]，其中(11為主軸頸直徑，d2為曲柄銷直徑，a為曲拐半徑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一曲柄臂的橢圓形外周輪廓的長寬比為1:0.7。
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)動機曲軸曲柄結(jié)構(gòu)，包括曲柄銷和分別位于曲柄銷兩端的第一曲柄臂和第二曲柄臂，在兩曲柄臂外側(cè)分別設(shè)有主軸頸，第一曲柄臂的外側(cè)靠曲柄銷一端具有第一斜面，該曲柄臂另一端的內(nèi)側(cè)具有第二斜面。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、彎曲強度好、扭轉(zhuǎn)剛度高。
【IPC分類】F16C3/22
【公開號】CN205350030
【申請?zhí)枴緾N201620116564
【發(fā)明人】伍建撰, 鄧偉, 蔣繼科, 徐麗茹, 周平
【申請人】重慶長安汽車股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月5日