曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件的制作方法
【专利摘要】曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，本实用新型涉及汽车【技术领域】，主要解决在不增加发动机布置空间需求的前提下，提供稳定可靠的转速信号给曲轴信号传感器的问题。本实用新型包括曲轴，所述曲轴上最接近变速箱的平衡块与一个信号齿圈连接，所述平衡块包括相连接的原始块结构和圆盘形块结构，所述原始块结构和圆盘形块结构分别与连杆颈和主轴颈连接，所述信号齿圈固套于所述圆盘形块结构的外部且与圆盘形块结构连接。本实用新型的有益效果是：使信号齿圈能与曲轴集成为一个牢固的整体，避免由于曲轴弯扭引起的安装螺栓松动或者信号盘开裂的问题。信号齿圈集成在发动机缸体内部，降低了对发动机外部布置空间的设计需求。
【专利说明】曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车【技术领域】，涉及一种动力总成传动系统，特别涉及一种曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件。
【背景技术】
[0002]为了使曲轴信号传感器获取发动机转速信号，在发动机曲轴系统中需要设计能提供曲轴转速信号的零件，目前主要有如下三种设计:
[0003]如图1所示，第一种是在飞轮I上集成信号盘2，这种设计用于自动挡的飞轮1，通常采用焊接或铆接方式将用冲压方式制成的信号盘2集成到飞轮I总成上，例如，通过铆钉3将信号盘2固定在飞轮I上，这类飞轮I为柔性飞轮，工作时，由于曲轴与液力变扭器的作用存在轴向攒动和扭曲，这类信号盘2所提供的信号稳定性相对较差。
[0004]如图2所示，第二种是在飞轮与曲轴后法兰4之间安装的信号盘5，该信号盘5为冲压件，信号盘5外圈通过磁化向转速传感器提供转速信号。这类设计会增加曲轴后端轴向径向尺寸，对发动机后端布置空间有需求，同时在今后越来越多混合动力车型的应用中，由于电驱变速箱工作时存在较大电磁场，所以，这种信号盘5的设计不能广泛应用。
[0005]如图3所示，第三种是在曲轴6的平衡块上通过螺栓安装的信号盘7，这种信号盘7为冲压件，通常通过3个锥面螺栓固定在曲轴6平衡块侧面的螺纹孔8内，信号盘7外圈上的信号齿向转速传感器提供转速信号。由于曲轴6工作时存在扭振，同时固定螺栓的锥面实际压紧位置和面积容易出现质量偏差，这类设计存在信号盘7开裂以及螺栓脱落的风险。
[0006]如何设计一种既能够提供稳定可靠的转速信号，又不增加对发动机布置空间的需求，且质量坚固的结构是本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件。该组件既能够提供稳定可靠的转速信号，又不增加对发动机布置空间的需求，且质量坚固。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，包括曲轴，所述曲轴上最接近变速箱的平衡块与一个信号齿圈连接，所述平衡块包括相连接的原始块结构和圆盘形块结构，所述原始块结构和圆盘形块结构分别与连杆颈和主轴颈连接，所述信号齿圈固套于所述圆盘形块结构的外部且与圆盘形块结构连接。
[0009]所述信号齿圈为中间设置有一贯穿圆孔的盘状结构，所述盘状结构的外周面上均布有若干个外齿，第一个外齿和最后一个外齿之间的周向距离为均布两个外齿的周向长度。
[0010]所述原始块结构的顶部的水平高度大于所述圆盘形块结构的顶部的水平高度，所述原始块结构高于圆盘形块结构的部分为原始块凸出块。
[0011]所述圆盘形块结构的第一侧面的底部设有若干个去重孔。[0012]所述去重孔的深度与连杆颈的壁厚以及所需油道的间隙相适配。
[0013]根据本实用新型的第一种优选实施例，所述原始块凸出块的一个与圆盘形块结构连接的侧面上设有一定位销，所述定位销的中心点与所述圆盘形块结构的中心点的连线与水平面垂直。
[0014]所述信号齿圈的第一侧面上设有定位孔，所述定位孔设置于所述盘状结构的外周面与所述贯穿圆孔的孔壁之间。
[0015]所述定位孔的尺寸与定位销的尺寸相适配，定位孔套在定位销上，所述信号齿圈的第二侧面与原始块结构面接触。
[0016]所述信号齿圈的内径比所述圆盘形块结构的外径大0.1mm。
[0017]所述信号齿圈固定连接在圆盘形块结构上且固定连接的方式为激光焊接。
[0018]根据本实用新型第二种优选实施例，所述信号齿圈的贯穿圆孔的孔壁上设有一卡槽。
[0019]所述信号齿圈与圆盘形块结构为过盈配合。
[0020]所述过盈配合的过盈量为0.2-0.3mm。
[0021]所述信号齿圈固套于所述圆盘形块结构的外部，所述固套的方式为热套方式。
[0022]本实用新型的信号齿圈为通过滚齿制作的齿圈，该信号齿圈能够起到提供曲轴转速信号的作用。
[0023]当本实用新型采用第一种优选实施例的组件时，信号齿圈固套于平衡块的圆盘形块结构上，信号齿圈固定连接在圆盘形块结构上且固定连接的方式为激光焊接。由于发动机内部空间较小，如采用普通焊接，各个焊疤的凸起容易与发动机缸体发生干涉问题，同时普通焊接材料的质量不均匀会增加曲轴不平衡量，而且存在清洁度问题。激光焊接具有效率高和焊接质量好的特点，且激光焊接一般焊缝较小，熔化区域小。所述信号齿圈的内径比所述圆盘形块结构的外径大0.1mm0所述0.1mm的距离就是激光焊接的区域。同时，定位孔和定位销的连接是用于定位信号齿圈的相位。
[0024]当本实用新型采用第二种优选实施例的组件时，信号齿圈通过热套方式安装到平衡块的圆盘形块结构后，能够与平衡块的圆盘形块结构形成均匀充分的过盈量，从而构成牢靠的固定状态。
[0025]由于热套时信号齿圈内径存在冷缩过程，所以不能采用定位销控制信号齿圈的相位，所以采用在信号齿圈上设置卡槽，用于与热套工装配合将信号齿圈沿正确相位安装到平衡块上。所述信号齿圈与圆盘形块结构为过盈配合，所述过盈配合的过盈量的具体数值需要通过拉脱力试验确认。
[0026]本实用新型为了确保曲轴上各拐动平衡的要求，曲轴上的平衡块除与信号齿圈内径贴合面的部分为采用了圆盘形块结构，其余曲轴上的平衡块仍为不对称平衡形状，同时在圆盘形块结构的第一侧面的底部设有若干个去重孔，达到曲轴动平衡的设计要求。
[0027]本实用新型的有益效果是:
[0028]1、使信号齿圈能与曲轴集成为一个牢固的整体，避免由于曲轴弯扭引起的安装螺栓松动或者信号盘开裂的问题。
[0029]2、信号齿圈集成在发动机缸体内部，降低了对发动机外部布置空间的设计需求。
[0030]3、本实用新型能适用于中强型混合动力车型，避免电驱变速箱工作磁场影响转速信号的情况出现。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为现有的在飞轮上集成信号盘的结构示意图；
[0032]图2为现有的在飞轮与曲轴后法兰之间安装的信号盘的结构示意图；
[0033]图3为现有的在曲轴的平衡块上通过螺栓安装信号盘之前的结构示意图；
[0034]图4为现有的在曲轴的平衡块上通过螺栓安装信号盘之后的结构示意图
[0035]图5为实施例1安装信号齿圈前的正面立体结构示意图；
[0036]图6为实施例1安装信号齿圈后的正面立体结构示意图；
[0037]图7为实施例1安装信号齿圈前的反面立体结构示意图；
[0038]图8为实施例1安装信号齿圈后的反面立体结构示意图；
[0039]图9为实施例1安装信号齿圈前的侧面结构示意图；
[0040]图10为实施例1 安装信号齿圈后的侧面结构示意图；
[0041]图11为实施例1的平衡块安装信号齿圈前的正面立体结构示意图；
[0042]图12为实施例1的平衡块安装信号齿圈前的反面立体结构示意图；
[0043]图13为实施例1的信号齿圈的立体结构示意图；
[0044]图14为实施例2的安装信号齿圈前的正面立体结构示意图；；
[0045]图15为实施例2的安装信号齿圈后的正面立体结构示意图；；
[0046]图16为实施例2的信号齿圈的立体结构示意图；
[0047]本实用新型曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件附图中附图标记说明:
[0048]1-飞轮2-信号盘 3-铆钉
[0049]4-曲轴后法兰 5-信号盘 6-曲轴
[0050]7-信号盘8-螺纹孔
[0051]11-曲轴12-平衡块13-信号齿圈
[0052]14-原始块结构15-圆盘形块结构16-连杆颈
[0053]17-主轴颈18-外齿181-第一外齿
[0054]182-最后一个外齿19-原始块凸出块20-去重孔
[0055]21-定位销22-定位孔
[0056]31-信号齿圈32-卡槽33-圆盘形结构
[0057]【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，其中所有附图中相同的标号代表相同或类似的部件。此外需要注意的是，这些附图为简化的型式，仅仅从理解方便的角度示出本实用新型的具体实施结构。
[0059]实施例1
[0060]如图5至图13所示，本实用新型曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，包括曲轴11，所述曲轴11上最接近变速箱的平衡块12与一个信号齿圈13连接，所述平衡块12包括相连接的原始块结构14和圆盘形块结构15，所述原始块结构14和圆盘形块结构15分别与连杆颈16和主轴颈17连接，所述信号齿圈13固套于所述圆盘形块结构15的外部且与圆盘形块结构15连接。[0061]所述信号齿圈13为中间设置有一贯穿圆孔的盘状结构，所述盘状结构的外周面上均布有若干个外齿18,第一个外齿181和最后一个外齿182之间的周向距离为均布两个外齿18的周向长度。
[0062]所述原始块结构14的顶部的水平高度大于所述圆盘形块结构15的顶部的水平高度，所述原始块结构14高于圆盘形块结构15的部分为原始块凸出块19。
[0063]所述圆盘形块结构15的第一侧面的底部设有若干个去重孔20。
[0064]所述去重孔20的深度与连杆颈16的壁厚以及所需油道的间隙相适配。
[0065]所述原始块凸出块19的一个与圆盘形块结构15连接的侧面上设有一定位销21，所述定位销21的中心点与所述圆盘形块结构15的中心点的连线与水平面垂直。
[0066]所述信号齿圈13的第一侧面上设有定位孔22，所述定位孔22设置于所述盘状结构的外周面与所述贯穿圆孔的孔壁之间。
[0067]所述定位孔22的尺寸与定位销21的尺寸相适配，定位孔22套在定位销21上，所述信号齿圈13的第二侧面与原始块结构14面接触。
[0068]所述信号齿圈13的内径比所述圆盘形块结构15的外径大0.1mm。
[0069]所述信号齿圈13固定连接在圆盘形块结构15上且固定连接的方式为激光焊接。
[0070]所述信号齿圈13采用45钢或者35钢。
[0071]所述曲轴11采用锻钢。
[0072]本组件的信号齿圈13为通过滚齿制作的齿圈，该信号齿圈13能够起到提供曲轴11转速信号的作用。
[0073]当采用本实施例的组件时，信号齿圈13固套于平衡块12的圆盘形块结构15上，信号齿圈13固定连接在圆盘形块结构15上且固定连接的方式为激光焊接。由于发动机内部空间较小，如采用普通焊接，各个焊疤的凸起容易与发动机缸体发生干涉问题，同时普通焊接材料的质量不均匀会增加曲轴11不平衡量，而且存在清洁度问题。激光焊接适用于同种材料之间的焊接，主要是钢材与钢材之间的焊接。激光焊接具有效率高和焊接质量好的特点，且激光焊接一般焊缝较小，熔化区域小。所述信号齿圈13的内径比所述圆盘形块结构15的外径大0.1mm。所述0.1mm的距离就是激光焊接的区域。同时，定位孔22和定位销21的连接是用于定位信号齿圈13的相位。
[0074]本组件为了确保曲轴11上各拐动平衡的要求，曲轴11上的平衡块12除与信号齿圈13内径贴合面的部分为采用了圆盘形块结构15，其余曲轴11上的平衡块12仍为不对称平衡形状，同时在圆盘形块结构15的第一侧面的底部设有若干个去重孔20，达到曲轴11动平衡的设计要求。
[0075]实施例2
[0076]如图14至图16所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述信号齿圈31的贯穿圆孔的孔壁上设有一卡槽32。
[0077]所述信号齿圈31与圆盘形块结构为过盈配合。
[0078]所述过盈配合的过盈量为0.2-0.3mm。
[0079]所述过盈配合的过盈量为信号齿圈内径的1/1000。
[0080]所述信号齿圈31固套于所述圆盘形块结构的外部，所述固套的方式为热套方式。
[0081]所述信号齿圈31采用45钢或者35钢。[0082]所述曲轴采用球墨铸铁或者锻钢。
[0083]当采用本实施例的组件时，信号齿圈31通过热套方式安装到平衡块的圆盘形块结构后，能够与平衡块的圆盘形块结构形成均匀充分的过盈量，从而构成牢靠的固定状态。
[0084]由于热套时信号齿圈31内径存在冷缩过程，所以不能采用定位销控制信号齿圈31的相位，所以采用在信号齿圈31上设置卡槽32，用于与热套工装配合将信号齿圈31沿正确相位安装到平衡块上。所述信号齿圈31与圆盘形块结构为过盈配合，所述过盈配合的过盈量的具体数值需要通过拉脱力试验确认。
[0085]本组件在曲轴机加工线动平衡工序前增加焊接或者热套的工序，随后做清洁，动平衡，将信号齿圈与曲轴集成。信号齿圈与曲轴的集成设计相对于传统信号盘可以大幅度增加设计强度，避免信号盘开裂或者脱落的问题。同时保证不影响发动机机体外部的布置空间和混合动力项目的应用。
【权利要求】
1.曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，包括曲轴，其特征在于，所述曲轴上最接近变速箱的平衡块与一个信号齿圈连接，所述平衡块包括相连接的原始块结构和圆盘形块结构，所述原始块结构和圆盘形块结构分别与连杆颈和主轴颈连接，所述信号齿圈固套于所述圆盘形块结构的外部且与圆盘形块结构连接。
2.根据权利要求1所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈为中间设置有一贯穿圆孔的盘状结构，所述盘状结构的外周面上均布有若干个外齿，第一个外齿和最后一个外齿之间的周向距离为均布两个外齿的周向长度。
3.根据权利要求2所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述原始块结构的顶部的水平高度大于所述圆盘形块结构的顶部的水平高度，所述原始块结构高于圆盘形块结构的部分为原始块凸出块。
4.根据权利要求3所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述原始块凸出块的一个与圆盘形块结构连接的侧面上设有一定位销，所述定位销的中心点与所述圆盘形块结构的中心点的连线与水平面垂直； 所述信号齿圈的第一侧面上设有定位孔，所述定位孔设置于所述盘状结构的外周面与所述贯穿圆孔的孔壁之间； 所述定位孔的尺寸与所述定位销的尺寸相适配，所述定位孔套在所述定位销上，所述信号齿圈的第二侧面与原始块结构面接触。
5.根据权利要求4所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈的内径比所述圆盘形块结构的外径大0.1mm。
6.根据权利要求5所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈固定连接在圆盘形块结构上且固定连接的方式为激光焊接。
7.根据权利要求3所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈的贯穿圆孔的孔壁上设有一卡槽。
8.根据权利要求7所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈与圆盘形块结构为过盈配合。
9.根据权利要求8所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述信号齿圈固套于所述圆盘形块结构的外部，所述固套的方式为热套方式。
10.根据权利要求1所述的曲轴转速信号齿圈与曲轴集成的组件，其特征在于，所述圆盘形块结构的第一侧面的底部设有若干个去重孔。
【文档编号】F16C3/20GK203394985SQ201320390264
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】薛理心, 孙好豪, 邬文睿 申请人:上海汽车集团股份有限公司