CN201531516U - 可减轻整体重量的曲轴 - Google Patents

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文怀军
莫煜
李荣富
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Abstract

一种可减轻整体重量的曲轴包括主轴颈、连杆颈以及连接两者的曲柄，所述曲柄两侧边分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重区，该减重区至少包括弧形凹入区，该弧形凹入区与相邻的减重区凹入面均为圆滑过渡，减重区与曲柄侧边的连接处为圆角光滑过渡。所述曲柄连接主轴颈或连杆颈的一面分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重槽。本实用新型通过合理的曲轴结构及燕尾槽的优化设计，最大化的减少曲轴的质量，提高曲轴平衡率，并且在整机运转过程中，获得较低的转动惯量，降低发动机的振动，减少噪音。

Description

可减轻整体重量的曲轴
技术领域
本实用新型涉及发动机，特别涉及发动机曲轴减重部分的结构设计。
背景技术
曲轴是发动机中最关键的零件之一，由于曲轴承受着爆发压力、往复惯性力和离心惯性力，承载情况非常复杂，弯扭变形严重，曲轴的不平衡转动及振动非常明显，因此曲轴平衡块能够起到一个保持平衡与减小回转不均匀性的作用。
现有曲轴平衡块的设计多为规则的平面设计，并且平衡块上没有相对应的减重设计，这样不利于减少曲轴的重量，从而增加了发动机的整体重量，有悖于发动机小型化，轻量化的发展趋势。同时，因为重量的增加，加大了曲轴的转动惯量，最终影响到发动机的动平衡，
增加了发动机的振动和提高了整机的噪音。
发明内容
本实用新型提供一种可减轻整体重量的曲轴，目的在于通过合理的曲轴结构设计，最大化的减少曲轴的质量，提高曲轴平衡率，解决现有技术中曲轴重量大、转动惯性大以及动平衡不良的技术问题。进一步将减重区沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称布置，提高动平衡性能，并且在减重区域采用圆滑过渡的方式，减少应力集中，更加完善本实用新型的技术方案。
本实用新型为解决上述技术问题而提供的方案是，设计一种可减轻整体重量的曲轴，包括主轴颈、连杆颈以及连接两者的曲柄，所述曲柄两侧边分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重区，该减重区至少包括弧形凹入区，该弧形凹入区与相邻的减重区凹入面均为圆滑过渡，减重区与曲柄侧边的连接处为圆角光滑过渡。
本实用新型的进一步解决方案是：所述弧形凹入区包括不同曲率的第一弧形和第二弧形，所述第一弧形与第二弧形连接处为圆滑过渡。
本实用新型的再进一步解决方案是：所述相邻的减重区凹入面为平面，该平面凹入面与曲柄侧边通过圆角光滑连接。
本实用新型的更进一步解决方案是：所述曲柄连接主轴颈或连杆颈的一面分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重槽。
本实用新型的更进一步解决方案是：所述减重槽内各面之间的连接处均为圆角光滑过渡，减重槽与曲柄表面的连接处也为圆角光滑过渡。
本实用新型通过合理的曲轴结构及燕尾槽的优化设计，最大化的减少曲轴的质量，提高曲轴平衡率，并且在整机运转过程中，获得较低的转动惯量，降低发动机的振动，减少噪音。
附图说明
图1是本实用新型曲轴标准视图；
图2是本实用新型曲轴平衡块的减重设计示意图；
图3是本实用新型曲轴平衡块燕尾槽布置示意图。
图中标号为：1、第一弧形；2、第二弧形；3、减重区平面凹入面；4、减重槽；5、减重区。
具体实施方式
结合上述附图说明本实用新型的具体实施例。
由图1和图2中可知，这种可减轻整体重量的曲轴包括主轴颈、连杆颈以及连接两者的曲柄，所述曲柄两侧边分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重区，该减重区至少包括弧形凹入区，该弧形凹入区与相邻的减重区凹入面均为圆滑过渡，减重区与曲柄侧边的连接处为圆角光滑过渡。所述弧形凹入区包括不同曲率的第一弧形和第二弧形，所述第一弧形与第二弧形连接处为圆滑过渡。所述相邻的减重区凹入面为平面，该平面凹入面与曲柄侧边通过圆角光滑连接。本实用新型直接在曲轴曲柄上加工减重区，利用曲柄进行配重，且减重区域内各线段相互相切，组成的一段不规则的曲面，最大化的减轻了曲轴的重量。
由图1和图3中可知，所述曲柄连接主轴颈或连杆颈的一面分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重槽，所述减重槽内各面之间的连接处均为圆角光滑过渡，减重槽与曲柄表面的连接处也为圆角光滑过渡。减重区域内的各个面均采用圆滑过渡的方式，减少应力集中，提高曲轴的使用寿命。
下面是一种小排量发动机曲轴上的新型曲轴平衡块的减重设计实例，该曲轴采用铸铁工艺，为全支撑整体式曲轴，通过五个主轴颈进行支撑，采用八平衡块，平衡块厚14mm～18mm，主轴颈直径为45mm～55mm，长度为21mm～26mm，连杆颈的直径为35mm～45mm，长度为20mm～25mm。该曲轴平衡块结构采用的合理的不规则的曲面设计，用第一弧形1、第二弧形2及减重区平面凹入面3相互相切，组成的一段不规则的曲面；以及采用的燕尾减重槽4结构，如图3所示，可以达到降低曲轴本身的重量，减少曲轴不平衡性，同时也降低了生产成本。
采用本新型曲轴平衡块的减重设计减少了曲轴在运转过程中产生的不平衡转动惯量，提高了曲轴平衡率，最终降低了整机的振动，减少了整机的噪音。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可减轻整体重量的曲轴，包括主轴颈、连杆颈以及连接两者的曲柄，其特征在于：所述曲柄两侧边分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重区。
2.根据权利要求1所述可减轻整体重量的曲轴，其特征在于：所述减重区至少包括弧形凹入区，该弧形凹入区与相邻的减重区凹入面均为圆滑过渡，减重区与曲柄侧边的连接处为圆角光滑过渡。
3.根据权利要求1所述可减轻整体重量的曲轴，其特征在于：所述弧形凹入区包括不同曲率的第一弧形和第二弧形，所述第一弧形与第二弧形连接处为圆滑过渡。
4.根据权利要求1至3中任一项所述可减轻整体重量的曲轴，其特征在于：所述相邻的减重区凹入面为平面，该平面凹入面与曲柄侧边通过圆角光滑连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述可减轻整体重量的曲轴，其特征在于：所述曲柄连接主轴颈或连杆颈的一面分别设有沿主轴颈和连杆颈轴心连线对称内凹的减重槽。
6.根据权利要求5所述可减轻整体重量的曲轴，其特征在于：所述减重槽内各面之间的连接处均为圆角光滑过渡，减重槽与曲柄表面的连接处也为圆角光滑过渡。
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