CN204041859U - 自减振曲轴以及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自减振曲轴以及发动机，所述自减振曲轴包括相邻的第一曲拐和第二曲拐。所述第一曲拐包括第一连杆轴颈、两个第一曲柄和分别通过对应的所述第一曲柄连接于所述第一连杆轴颈两端的第一主轴颈和第二主轴颈；所述第二曲拐包括第二连杆轴颈、两个第二曲柄和分别通过对应的所述第二曲柄连接于所述第二连杆轴颈两端的第三主轴颈和第四主轴颈。其中，所述第一主轴颈与所述第四主轴颈同轴设置，且通过弹性件相互连接为使得该第一主轴颈与第四主轴颈能够相对于彼此周向转动，以通过所述周向转动压缩弹性件储存机械能或者使得压缩状态的所述弹性件能够伸展而释放机械能，而实现各曲拐之间的柔性连接，进而有效控制曲轴的扭转振动。

Description

自减振曲轴以及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体地，涉及一种自减振曲轴以及包括该自减振曲轴的发动机。

背景技术

曲轴是发动机的主要旋转机件，装上连杆后，曲轴可将连杆的往复运动变成旋转运动而为车辆提供动力。

现有发动机普遍采用实心铸铁曲轴或锻造钢曲轴，结构简单，仅有连接连杆、输出扭矩的功能，并无特殊装置。一般情况下，发动机在正常工作时，各气缸可能工作不均匀，扭矩输出不稳定，轴系扭转刚度不足。在随时间周期变化的单拐转矩作用下，各曲拐间会产生相当大的周期性相对扭转，气缸数越多，曲轴越长，这种扭转振动现象越严重，且无法避免。当发动机运行至某一转速时，该扭转振动现象会非常突出，导致发动机发生剧烈抖动，噪声、磨损、油耗增加，功率下降，严重时发生曲轴扭断，而给车辆等带来安全隐患。从这些方面来看，目前发动机采用的普通曲轴存在一定的缺陷，而限制了发动机的NVH、热效率以及安全性。

有鉴于现有技术的上述缺点，需要提供一种新型的自减振曲轴。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够减轻各曲拐之间的扭转振动的自减振曲轴。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种自减振曲轴，其包括相邻的第一曲拐和第二曲拐：

所述第一曲拐包括第一连杆轴颈、两个第一曲柄和分别通过对应的所述第一曲柄连接于所述第一连杆轴颈两端的第一主轴颈和第二主轴颈；

所述第二曲拐包括第二连杆轴颈、两个第二曲柄和分别通过对应的所述第二曲柄连接于所述第二连杆轴颈两端的第三主轴颈和第四主轴颈；

其中，所述第一主轴颈与所述第四主轴颈同轴设置，且通过弹性件相互连接为使得该第一主轴颈与第四主轴颈能够相对于彼此周向转动，以通过所述周向转动压缩弹性件储存机械能或者使得压缩状态的所述弹性件能够伸展而释放机械能。

优选地，所述第一主轴颈的外周上设有沿轴向布置的凸棱，所述第四主轴颈开设有轴向的内孔，且所述内孔的孔壁上开设有用于容纳所述凸棱的卡槽，所述第一主轴颈***所述第四主轴颈的内孔内，所述弹性件设于所述凸棱的侧壁与所述卡槽的侧壁之间。

优选地，所述弹性件为沿所述第一主轴颈的周向布置的弹簧，且所述弹簧的一端与所述凸棱的侧壁连接。

优选地，所述凸棱的垂直于所述第一主轴颈轴线方向的截面的形状为扇环。

优选地，所述第一主轴颈的外周上设有多条所述凸棱。

优选地，所述卡槽的顶壁上开有润滑油通孔。

优选地，所述自减振曲轴还包括与所述第一曲拐相邻设置的第三曲拐，所述第三曲拐包括第三连杆轴颈、两个第三曲柄和分别通过对应的所述第三曲柄连接于所述第三连杆轴颈两端的第五主轴颈和第六主轴颈，所述第五主轴颈与所述第二主轴颈同轴设置，且通过弹性件相互连接为使得该所述第五主轴颈与所述第二主轴颈能够相对于彼此周向转动，以通过所述周向转动压缩弹性件储存机械能或者使得压缩状态的所述弹性件能够伸展而释放机械能。

本实用新型还提供一种发动机，所述发动机设置有上述的自减振曲轴。

本实用新型的自减振曲轴中两个相邻的曲拐通过弹性件相互连接为能够相对于彼此周向转动一定角度，以通过周向转动压缩弹性件储存机械能或者使得压缩状态的弹性件能够伸展而释放机械能，实现各曲拐之间的柔性连接。通过这种柔性连接结构，有效控制曲轴的扭转振动，通过弹性件的复位，充分利用扭转振动的能量，使得发动机的热效率达到最大，实现提升发动机的NVH性能、燃油经济性以及安全性的效果。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型自减振曲轴的结构图；

图2是图1中的第一曲拐的结构图；

图3是图1中的第二曲拐的结构图。

附图标记说明

1第一曲拐

11第一连杆轴颈  12第一曲柄

13第一主轴颈    14第二主轴颈

131凸棱

2第二曲拐

21第一连杆轴颈  22第一曲柄

23第三主轴颈    24第四主轴颈

241卡槽242润滑油通孔

3第三曲拐

31第三连杆轴颈  32第三曲柄

33第五主轴颈    34第六主轴颈

4第四曲拐

5弹性件

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的自减振曲轴包括相邻的第一曲拐1和第二曲拐2。第一曲拐1包括第一连杆轴颈11、两个第一曲柄12和分别通过对应的第一曲柄12连接于第一连杆轴颈11两端的第一主轴颈13和第二主轴颈14；第二曲拐2包括第二连杆轴颈21、两个第二曲柄22和分别通过对应的第二曲柄22连接于第二连杆轴颈21两端的第三主轴颈23和第四主轴颈24。其中，第一主轴颈13与第四主轴颈24同轴设置，且通过弹性件5相互连接为使得该第一主轴颈13与第四主轴颈24能够相对于彼此周向转动，以通过周向转动压缩弹性件5储存机械能或者使得压缩状态的弹性件5能够伸展而释放机械能。

具体地，自减振曲轴中的两个相邻的曲拐通过弹性件5相互连接为能够相对于彼此周向转动一定角度，实现各曲拐之间的柔性连接。本实用新型曲轴自减振装置利用弹性件5具备储存弹性势能的作用，在曲轴的两相邻曲拐存在扭转振动趋势时，压缩弹性件5使相邻两曲拐发生相对周向转动，并将扭转动能转化为弹性件5的弹性势能，用以平衡曲轴的扭转振动；当相邻两曲拐无扭转振动趋势时，弹性件5复位伸长释放弹性势能，使之转化为曲轴的动能。通过本实用新型的柔性连接结构，有效控制曲轴扭转振动，通过弹性件5的复位，充分利用扭转振动的能量，使得发动机的热效率达到最大，实现提升发动机的NVH性能、燃油经济性以及安全性的效果。

进一步地，如图2和图3所示，作为一种优选的实施方式，第一主轴颈13的外周上设有沿轴向布置的凸棱131，第四主轴颈24开设有轴向的内孔，且该内孔的孔壁上开设有用于容纳凸棱131的卡槽241，第一主轴颈13***第四主轴颈24的内孔内，此时凸棱131***卡槽241内，弹性件5设于凸棱131的侧壁与卡槽241的侧壁之间。凸棱131的侧壁是指凸棱131上沿第一主轴颈13轴向布置且与第一主轴颈13的外周面相邻的壁，而卡槽241的侧壁是指沿第四主轴颈24轴向布置且与第四主轴颈24的内孔相邻的壁。通过设于凸棱131的侧壁与卡槽241的侧壁之间的弹性件5来缓冲第一主轴颈13与第四主轴颈24之间的扭转振动。

其中，在本实施方式中优选凸棱131的两个侧壁与卡槽241的对应的侧壁之间分别设有弹性件5，以在第一主轴颈13与第四主轴颈24以不同方向相对于彼此进行周向转动时，来缓冲第一主轴颈13与第四主轴颈24之间的扭转振动。

另外，在本实施方式中弹性件5优选为沿第一主轴颈13的周向布置的弹簧，且弹簧的一端与凸棱131的侧壁连接。根据发动机不同性能指标，选择合适弹性系数的弹簧，以平衡曲轴的扭转振动，提升发动机的性能，降低发动机的振动，提高发动机的经济性。其中，在第一主轴颈13与第四主轴颈24相对于彼此周向转动一定角度时，以通过周向转动使弹簧压缩于凸棱131的侧壁与卡槽241的侧壁之间来储存机械能，或者使得压缩状态的弹簧能够伸展而释放机械能。

其中，凸棱131的垂直于第一主轴颈13轴线方向的截面的形状可为多种形状，例如矩形或者扇环(扇环是指一个圆环被扇形所截得的一部分，且该圆环的圆心与该扇形的圆心重合)等，在本实施方式中该截面形状优选为扇环。在本实施方式中弹簧一端与凸棱131连接的位置位于该扇环形截面的直线段所在的平面上。

为了进一步缓冲两个相邻曲拐之间的扭转振动，在本实施方式中优选在第一主轴颈13的外周上设有多条凸棱131，多条凸棱131沿第一主轴颈13的周向间隔地设置，且该多条凸棱131均具有上文描述的凸棱131的特点。在第一主轴颈13的外周上设有多条凸棱131的情况下，第四主轴颈24的内孔的孔壁上对应地开设有用于容纳凸棱131的多个卡槽241。

另外，卡槽241的顶壁上开有润滑油通孔242，用于通过该润滑油通孔242向第一主轴颈13与第四主轴颈24之间添加润滑油，而减小第一主轴颈13与第四主轴颈24之间的磨损，防止因为磨损而影响曲轴的传动效率。

进一步地，自减振曲轴还包括与第一曲拐1相邻设置的第三曲拐3，第三曲拐3包括第三连杆轴颈31、两个第三曲柄32和分别通过对应的第三曲柄32连接于第三连杆轴颈31两端的第五主轴颈33和第六主轴颈34，第五主轴颈33与第二主轴颈14同轴设置，且通过弹性件5相互连接为使得该第五主轴颈33与第二主轴颈14能够相对于彼此周向转动，以通过周向转动压缩弹性件5储存机械能或者使得压缩状态的弹性件5能够伸展而释放机械能。

需要说明的是，本实用新型的自减振曲轴还能够包括与第一曲拐1、第二曲拐2和第三曲拐3类似的第四曲拐4，以及类似的第五曲拐、第六曲拐等等。曲拐的数量由发动机的气缸数量决定，而自减振曲轴的各相邻曲拐之间均参照上述的第一曲拐1与第二曲拐2之间的连接方式进行连接。位于端部的曲拐一端通过弹性件5与相邻的曲拐连接，而其自由端安装于曲轴轴承座上。

最后，本实用新型还提供一种发动机，该发动机设置有上述的自减振曲轴。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (8)

1.自减振曲轴，该自减振曲轴包括相邻的第一曲拐(1)和第二曲拐(2)：

所述第一曲拐(1)包括第一连杆轴颈(11)、两个第一曲柄(12)和分别通过对应的所述第一曲柄(12)连接于所述第一连杆轴颈(11)两端的第一主轴颈(13)和第二主轴颈(14)；

所述第二曲拐(2)包括第二连杆轴颈(21)、两个第二曲柄(22)和分别通过对应的所述第二曲柄(22)连接于所述第二连杆轴颈(21)两端的第三主轴颈(23)和第四主轴颈(24)；

其特征在于，所述第一主轴颈(13)与所述第四主轴颈(24)同轴设置，且通过弹性件(5)相互连接为使得该第一主轴颈(13)与第四主轴颈(24)能够相对于彼此周向转动，以通过所述周向转动压缩弹性件(5)储存机械能或者使得压缩状态的所述弹性件(5)能够伸展而释放机械能。

2.根据权利要求1所述的自减振曲轴，其特征在于，所述第一主轴颈(13)的外周上设有沿轴向布置的凸棱(131)，所述第四主轴颈(24)开设有轴向的内孔，且所述内孔的孔壁上开设有用于容纳所述凸棱(131)的卡槽(241)，所述第一主轴颈(13)***所述第四主轴颈(24)的内孔内，所述弹性件(5)设于所述凸棱(131)的侧壁与所述卡槽(241)的侧壁之间。

3.根据权利要求2所述的自减振曲轴，其特征在于，所述弹性件(5)为沿所述第一主轴颈(13)的周向布置的弹簧，且所述弹簧的一端与所述凸棱(131)的侧壁连接。

4.根据权利要求2所述的自减振曲轴，其特征在于，所述凸棱(131)的垂直于所述第一主轴颈(13)轴线方向的截面的形状为扇环。

5.根据权利要求4所述的自减振曲轴，其特征在于，所述第一主轴颈(13)的外周上设有多条所述凸棱(131)。

6.根据权利要求2所述的自减振曲轴，其特征在于，所述卡槽(241)的顶壁上开有润滑油通孔(242)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自减振曲轴，其特征在于，所述自减振曲轴还包括与所述第一曲拐(1)相邻设置的第三曲拐(3)，所述第三曲拐(3)包括第三连杆轴颈(31)、两个第三曲柄(32)和分别通过对应的所述第三曲柄(32)连接于所述第三连杆轴颈(31)两端的第五主轴颈(33)和第六主轴颈(34)，所述第五主轴颈(33)与所述第二主轴颈(14)同轴设置，且通过弹性件(5)相互连接为使得该所述第五主轴颈(33)与所述第二主轴颈(14)能够相对于彼此周向转动，以通过所述周向转动压缩弹性件(5)储存机械能或者使得压缩状态的所述弹性件(5)能够伸展而释放机械能。

8.发动机，其特征在于，所述发动机设置有根据权利要求1-7任一项所述的自减振曲轴。