专利名称：一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机曲轴，具体地说是一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴。
背景技术：
曲轴在发动机里高速运转时，轴颈和轴瓦之间需要润滑油润滑，所以需要在曲轴上钻油孔来提供润滑油，这些油孔的存在，会在一定程度上降低曲轴的抗扭转疲劳强度。目前很多发动机曲轴采用锻钢材料，锻钢虽然具有优良的抗疲劳、抗弯曲的性能，但锻钢曲轴的加工工艺较为复杂，生产效率低，成本高。因此，本技术领域的技术人员一直期望使用综合机械性能较好的球墨铸铁来替代锻钢生产曲轴，尽管在本技术领域内公知球墨铸铁具有良好的综合机械性能，但它的抗疲劳、抗弯曲的能力逊于锻钢，所以简单地直接用球墨铸铁代替锻钢生产曲轴，而对曲轴本身的结构不作相应的调整或改变，这样生产出来的球墨铸铁曲轴是不能满足用户的技术要求的。目前很多发动机曲轴(以锡柴81D为例)，采用的油孔结构为在主轴颈上钻直油孔，连杆颈上不钻直油孔，连杆颈通过斜油孔和主轴颈上的直油孔相连。这种油孔结构会使连杆颈上斜油孔处产生很大的扭转应力集中现象，大大降低了曲轴的抗扭转疲劳强度。实际证明，很多断轴都是从连杆颈斜油孔处开始断裂的。随着发动机的设计向着高速化、紧凑化、轻量化的方向发展，机械负荷不断增加，对曲轴的强度提出了更高的要求。这种油孔结构降低了曲轴的抗扭转疲劳强度，不能满足现代发动机发展对曲轴强度的要求。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理，加工简便，抗扭转疲劳强度高，减少和避免曲轴从连杆颈斜油孔处断裂的新型油孔结构的球墨铸铁曲轴。本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其特征是其每个主轴颈上钻有一主轴直油孔，每个连杆颈上钻有一连杆直油孔，每一主轴颈上的主轴直油孔与相邻的一连杆颈上的连杆直油孔通过一斜油孔连通。本实用新型所述连通的主轴直油孔和连杆直油孔垂直于所在连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面，所述斜油孔位于该平面上，斜油孔穿透曲柄臂，将连杆颈直油孔和主轴颈直油孔连通。本实用新型所述主轴直油孔位于主轴颈中心处，在主轴颈中心处穿透主轴颈；所述连杆直油孔在连杆颈轴向中心线下方5mm处穿透连杆颈。本实用新型所述的连杆直油孔和主轴直油孔与斜油孔连接处分别设有油孔圆角， 连杆直油孔直径和油孔圆角直径与主轴直油孔直径相同。本实用新型在每个主轴颈上钻一直油孔，与同型号的原油孔结构曲轴相比，该直油孔位置发生了改变，但是油孔直径不变，油孔倒圆角的直径和原油孔结构的主轴颈直油孔的倒圆角直径一致。在每个连杆颈上钻一直油孔，同型号的原油孔结构曲轴连杆颈上没有直油孔。所述连杆颈直油孔在连杆颈表面处的形状比现有技术的斜油孔在连杆颈表面的形状规则，基本呈圆形，而非原斜油孔结构的长椭圆形，大大减小了该处的扭转应力集中现象，从而提高了曲轴的抗扭转疲劳强度。利用有限元分析方法，通过模拟计算，改进后的曲轴抗扭转疲劳强度比原来能提高33%左右。对照现有技术，本实用新型结构合理，加工简便，减小了连杆颈油孔处的应力集中，提高了曲轴的抗扭转疲劳强度，从根本上减少和避免了曲轴从连杆颈斜油孔处断裂，球墨铸铁曲轴断轴率明显下降。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是
图1中A-A向剖面示意图。
图1中标号是1.连杆直油孔，2.斜油孔，3.主轴直油孔。
具体实施方式
从
图1中可以看出，本实用新型一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其每个主轴颈上钻有一主轴直油孔3，每个连杆颈上钻有一连杆直油孔1，每一主轴颈上的主轴直油孔 3与相邻的一连杆颈上的连杆直油孔1通过一斜油孔2连通。从图2中可以看出，本实用新型所述连通的主轴直油孔3和连杆直油孔1垂直于所在连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面。并且所述主轴直油孔3位于主轴颈中心处，在主轴颈中心处穿透主轴颈；所述连杆直油孔1在连杆颈轴向中心线下方5mm处穿透连杆颈。也就是说所述连杆直油孔1垂直于所在连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面，并且在连杆颈上轴向上位于连杆颈中心处，径向上位于连杆颈轴向中心线下方5mm 处。设定连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面为A面，穿过连杆颈轴向中心线并垂直A面的一平面为B面，那么，所述连杆直油孔1就在连杆颈中间、B面下方5mm处穿透连杆颈。从图2中还可以看出，所述斜油孔2位于连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面上，斜油孔2穿透曲柄臂，将连杆颈直油孔1和主轴颈直油孔3连通。本实用新型所说的连杆直油孔1和主轴直油孔3与斜油孔2连接处设有油孔圆角，且连杆直油孔1直径和油孔圆角直径与主轴直油孔3直径相同。也就是说连杆直油孔 1和主轴直油孔3要进行油孔倒圆角处理，斜油孔不用倒圆角。本实用新型在每个主轴颈上钻一直油孔，与同型号的原油孔结构曲轴相比，该直油孔位置发生了改变，但是油孔直径不变，油孔倒圆角的直径和原油孔结构的主轴颈直油孔的倒圆角直径一致。在每个连杆颈上钻一直油孔，同型号的原油孔结构曲轴连杆颈上没有直油孔。所述连杆颈直油孔在连杆颈表面处的形状比现有技术的斜油孔在连杆颈表面的形状规则，基本呈圆形，而非原斜油孔结构的长椭圆形，大大减小了该处的扭转应力集中现象，从而提高了曲轴的抗扭转疲劳强度。利用有限元分析方法，通过模拟计算，改进后的曲轴抗扭转疲劳强度比原来能提高33%左右。本实用新型采用上述油孔结构，大大减小了连杆颈油孔处的应力值，使其抗扭转疲劳的能力得以提高，从而满足了用户对球墨铸铁曲轴抗扭转疲劳强度的要求，实践表明采用了本实用新型的球墨铸铁曲轴断轴率明显下降。本实用新型中所述的同型号曲轴系指符合同一技术标准的曲轴，所述的技术标准包括国家标准、行业标准及企业标准等所有的技术标准。本实用新型结构合理，加工简便，减小了连杆颈油孔处的应力集中，提高了曲轴的抗扭转疲劳强度，从根本上减少和避免了曲轴从连杆颈斜油孔处断裂，球墨铸铁曲轴断轴率明显下降。
权利要求1.一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其特征是其每个主轴颈上钻有一主轴直油孔，每个连杆颈上钻有一连杆直油孔，每一主轴颈上的主轴直油孔与相邻的一连杆颈上的连杆直油孔通过一斜油孔连通。
2.根据权利要求1所述的新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其特征是所述连通的主轴直油孔和连杆直油孔垂直于所在连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面，所述斜油孔位于该平面上，斜油孔穿透曲柄臂，将连杆颈直油孔和主轴颈直油孔连通。
3.根据权利要求2所述的新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其特征是所述主轴直油孔位于主轴颈中心处，在主轴颈中心处穿透主轴颈；所述连杆直油孔在连杆颈轴向中心线下方5mm处穿透连杆颈。
4.根据权利要求1所述的新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其特征是所述的连杆直油孔和主轴直油孔与斜油孔连接处分别设有油孔圆角，连杆直油孔直径和油孔圆角直径与主轴直油孔直径相同。
专利摘要本实用新型涉及一种新型油孔结构的球墨铸铁曲轴，其每个主轴颈上钻有一主轴直油孔，每个连杆颈上钻有一连杆直油孔，每一主轴颈上的主轴直油孔与相邻的一连杆颈上的连杆直油孔通过一斜油孔连通。所述连通的主轴直油孔和连杆直油孔垂直于所在连杆颈和主轴颈的轴向中心线共面确定的平面，所述斜油孔位于该平面上，斜油孔穿透曲柄臂，将连杆颈直油孔和主轴颈直油孔连通。本实用新型减小了连杆颈油孔处的应力集中，提高了球墨铸铁曲轴的抗扭转疲劳强度，使球墨铸铁曲轴断轴率明显下降。
文档编号F16C3/14GK202031968SQ20112013723
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者丛建臣, 孙军, 徐承强 申请人:天润曲轴股份有限公司