发动机曲轴的制作方法

本发明是关于发动机领域，特别是关于一种发动机曲轴。

背景技术：

目前国际上的发动机(包括柴油机、汽油机和其他类型的内燃机)都在提高其功率密度，缩小体积，为此各零部件就需要在外形尺寸尽量小的情况下，承受尽量大的载荷，作为直接传输柴油机和汽油机动力的曲轴的强化尤为重要。曲轴最危险位置为连杆径和曲柄臂连接的内圆角处，加强此处强度对于发动机功率密度的提高具有重要的作用。

曲轴圆角处应力较大，提高曲轴的强度，目前常用的措施是直接或间接加强圆角处的强度，具体措施如下：

1、加大曲轴主轴径、曲轴径、曲柄臂厚度；

2、更换更高牌号等级的材料；

3、更改表面处理工艺；

4、优化曲轴圆角的处理工艺(增加压应力)；

以上措施中，第1条的实施往往受制于发动机的尺寸，以及能源效率的利用，较难实现，第2条受制于曲轴材料强度和任性的平衡，往往改为高强度的材料后，其韧性又有所下降，往往再增加稀有金属调整其韧性，成本造成较大的提升，实用性不高。第3条、第4条目前行业已经稳定在较高水平，提高的空间不大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的发动机曲轴，该发动机曲轴能够较大程度的提高曲轴的强度，从而在成本不变或者变化不大的前提下提高曲轴的承载能力，提高发动机的功率密度。

为实现上述目的，本发明提供了一种发动机曲轴，包括：主轴颈，其中央开设有轴向延伸的第一减重孔；连杆轴颈，其开设有第二减重孔；以及曲柄臂，其两侧与所述主轴颈的一端和连杆轴颈的一端分别连接形成曲拐，所述主轴颈的一端与曲柄臂的连接处为斜角结构，所述连杆轴颈的一端与曲柄臂的连接处为斜角结构。

在一优选的实施方式中，第一减重孔为圆柱状，其内径为主轴颈外径的0.2至0.7倍；所述第一减重孔的中间设置有加强肋，所述加强肋的厚度为主轴颈直径的0.1至0.3倍。

在一优选的实施方式中，第二减重孔贯穿连杆轴颈的左右两侧端面。

在一优选的实施方式中，第二减重孔为弧形，其内径为连杆轴颈外径的0.2至0.7倍。

在一优选的实施方式中，发动机曲轴的材料为铸铁。

与现有技术相比，根据本发明的发动机曲轴具有如下有益效果：该发动机曲轴通过将发动机曲轴在主轴颈及连杆轴颈与曲柄臂相交处的最薄弱圆角位置改进为增加壁厚的斜角结构，能够较大程度的提高曲轴的强度，从而在成本不变或者变化不大的前提下提高曲轴的承载能力，提高发动机的功率密度。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的发动机曲轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明优选实施例的发动机曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动，是发动机上的一个重要的机件。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。该发动机曲轴的具体包括：主轴颈1、连杆轴颈2和曲柄臂3。其中，主轴颈1被安装在缸体上，连杆轴颈2与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，一个主轴颈1、一个连杆轴颈2和一个曲柄臂3组成了一个曲拐，主轴颈1和连杆轴颈2分别与曲柄臂3的两侧连接，通过将发动机曲轴在主轴颈及连杆轴颈与曲柄臂相交处的最薄弱圆角位置改进为增加壁厚的斜角结构，能够较大程度的提高曲轴的强度，从而在成本不变或者变化不大的前提下提高曲轴的承载能力，提高发动机的功率密度。

具体来讲，主轴颈1为中空结构，即主轴颈1的中央开设有轴向延伸的第一减重孔11，优选的，该第一减重孔为圆柱状，其内径约为主轴颈1外径的0.2至0.7倍。该第一减重孔的中间设置有加强肋，优选的，加强肋的厚度约为主轴颈1直径(外径)的0.1至0.3倍。

连杆轴颈2为中空结构，即连杆轴颈2内开设有第二减重孔，该第二减重孔贯穿连杆轴颈2的左右两侧端面，优选的，该第二减重孔为弧形，其内径约为连杆轴颈外径的0.2至0.7倍。

优选的，该发动机曲轴的材料为铸铁，主要工艺为铸造。

主轴颈1的一端和连杆轴颈2的一端分别与曲柄臂3的两侧连接组成了曲拐，三者的连接处是曲轴最危险的应力集中位置，其中，主轴颈1的一端与曲柄臂3的连接处4为斜角结构，连杆轴颈2的一端与曲柄臂3的连接处5为斜角结构，两处斜角结构取代现有发动机曲轴在主轴颈及连杆轴颈与曲柄臂相交处最薄弱的圆角结构，相当于增加了部分壁厚，使在原有曲轴通过小更改，成本不上升的情况下，曲轴强度得到较大提升。

综上，该发动机曲轴通过将发动机曲轴在主轴颈及连杆轴颈与曲柄臂相交处的最薄弱圆角位置改进为增加壁厚的斜角结构，能够较大程度的提高曲轴的强度，从而在成本不变或者变化不大的前提下提高曲轴的承载能力，提高发动机的功率密度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种发动机曲轴。该发动机曲轴包括：主轴颈，其中央开设有轴向延伸的第一减重孔；连杆轴颈，其开设有第二减重孔；以及曲柄臂，其两侧与所述主轴颈的一端和连杆轴颈的一端分别连接形成曲拐，所述主轴颈的一端与曲柄臂的连接处为斜角结构，所述连杆轴颈的一端与曲柄臂的连接处为斜角结构。该发动机曲轴通过将发动机曲轴在主轴颈及连杆轴颈与曲柄臂相交处的最薄弱圆角位置改进为增加壁厚的斜角结构，能够较大程度的提高曲轴的强度，从而在成本不变或者变化不大的前提下提高曲轴的承载能力，提高发动机的功率密度。

技术研发人员：王利乐;庞甲才;黄永仲;李伟
受保护的技术使用者：广西玉柴机器股份有限公司
技术研发日：2019.02.15
技术公布日：2019.04.19