曲轴总成及发动机的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，具体的说是曲轴总成及发动机。


背景技术：

2.曲轴作为发动机的核心零件之一，在安装连杆、活塞后，可通过自身的回转运动带动活塞在发动机内进行直线往复运动。在发动机使用过程中，曲轴将传来的力度转变为转矩，通过曲轴输出并驱动发动机上面的其它附件来进行工作，承受着很大的气体压力、惯性力和离心力的作用，因此除了常规的工作磨损之外，还会出现如轴颈表面的划痕拉伤、烧伤、裂纹以及曲轴发生变形、断裂等故障或事故。
3.在正常情况下，发动机机轴瓦与轴颈之间会形成具有一定厚度的油膜，从而保证轴瓦与轴颈之间的润滑。如在柴油机中，在润滑油充足的条件下，曲轴会以5-10m/s的速度旋转，形成一定的机油压力，从而保证油膜能够长期为轴瓦提供可靠的润滑条件。而发动机中通常采用飞溅润滑对曲轴轴颈处进行润滑，由于飞溅润滑中通常无过滤器，润滑油中残存的杂质以及磨损的金属碎屑得不到过滤，加之润滑油本身不带压且粘度较高，从而造成油孔堵塞，导致轴瓦与轴颈之间润滑油不足，油膜压力不能建立，轴瓦与轴颈之间的润滑效果逐渐降低，最终导致轴瓦与轴颈之间发生直接摩擦，使得曲轴在正常工作时，轴颈与轴瓦表面产生较高的热负荷，加之剧烈的摩擦使得表面的温度进一步提高。
4.因此，当润滑油油路堵塞导致供给不足、导致轴瓦与轴颈之间不能形成有效的油膜时，轴瓦与轴颈之间会发生直接摩擦，温度升高，导致曲轴轴瓦减摩合金烧熔，发生烧瓦故障。
5.鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了曲轴总成及发动机。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，本发明提出的曲轴总成及发动机，通过在曲轴的连杆轴颈内的连杆油孔中固定连接主油道过滤网板，来对通入曲轴内的润滑油中的杂质碎屑等进行过滤筛分，从而尽可能减少喷入连杆轴颈与活塞连杆的轴瓦之间的润滑油中的碎屑杂质的含量，从而减少由于润滑油中杂质过多导致的油孔堵塞的可能。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的曲轴总成，包括：
8.主轴颈；
9.连杆轴颈，所述连杆轴颈用于与活塞连杆相连；
10.曲柄，所述曲柄位于主轴颈与连杆轴颈之间，所述曲柄一端与主轴颈固定连接，另一端与连杆轴颈固定连接；
11.还包括：
12.油孔，所述油孔贯穿曲柄、开设在主轴颈与连杆轴颈内；所述油孔用于将润滑油经由主轴颈送至连杆轴颈处；
13.滤垢装置，所述滤垢装置用于对从主轴颈处油孔进入的润滑油进行过滤，并对过
滤出的杂质碎屑进行储存；
14.通过油孔和滤垢装置的设置，起到了提高润滑油的润滑效率，降低曲轴发生油孔堵塞的可能的技术效果。
15.优选的，所述油孔包括：
16.主轴油孔，所述主轴油孔从主轴颈外端进油口延伸至连杆轴颈内；
17.连杆油孔，所述连杆油孔从连杆轴颈外端延伸至连杆轴颈内并与主轴油孔相连通；
18.通过主轴油孔与连杆油孔相连通，从而确保了润滑油能够从主轴颈位置到达连杆轴颈的出油口，实现对连杆轴颈的润滑效果。
19.优选的，所述滤垢装置包括：
20.主油道过滤网板，所述主油道过滤网板倾斜固定连接在连杆油孔内，所述主油道过滤网板用于对通过的润滑油进行过滤；
21.滤垢腔，所述滤垢腔开设在连杆轴颈内且所述滤垢腔与连杆油孔相连通；所述滤垢腔远离连杆油孔一端贯穿连杆轴颈开设有排垢口；
22.回力挡板，所述回力挡板转动安装在滤垢腔与连杆油孔的连通处，所述回力挡板在无外力作用时与滤垢腔内壁相挤压接触；
23.通过滤垢装置主油道过滤网板、滤垢腔与回力挡板的设置，实现了对连杆油孔中润滑油的过滤筛分，并能够将主油道过滤网板筛分出的杂质碎屑从连杆油孔中分离至滤垢腔中，从而防止上述滤出的杂质碎屑对后续的润滑工作造成不利影响。
24.优选的，所述滤垢腔一端侧壁为倾斜设置；通过倾斜设置的滤垢腔一端侧壁，使得滤垢腔内的杂质碎屑及润滑油在曲轴工作过程中，受曲轴转动的离心力作用实现沿滤垢腔倾斜侧壁向远离回力挡板方向移动的技术效果。
25.优选的，所述滤垢装置还包括：
26.挡块，所述挡块滑动连接在连杆轴颈远离连杆油孔一端的内腔，所述挡块用于对排垢口进行阻挡；
27.拉伸弹簧，所述拉伸弹簧一端与挡块固定连接，另一端与连杆轴颈内腔固定连接；
28.通过挡块与拉伸弹簧的设计，实现了对滤垢腔内滤出的杂质碎屑，以及与一同进入滤垢腔的润滑油的收集储存，避免了润滑油的浪费。
29.优选的，所述滤垢腔倾斜侧壁靠近排垢口处开设有连杆副油孔，所述连杆副油孔倾斜设置；所述连杆副油孔与滤垢腔连通处固定连接有副油道过滤网板，所述副油道过滤网板用于对通过连杆副油孔的润滑油进行过滤；通过连杆副油孔与副油道过滤网板实现了对滤垢腔内润滑油的利用，从而能够对连杆轴颈进行辅助润滑。
30.优选的，所述主轴颈内开设有主轴副油孔，所述主轴副油孔进油口与主轴油孔不同，且所述主轴副油孔与主轴油孔相连通；通过增设的主轴副油孔，起到了确保了轴瓦轴颈之间润滑油的充足，进而对曲轴轴颈轴瓦间进行充分润滑的效果。
31.优选的，所述主轴副油孔进油口处固定连接有阻油片；所述阻油片由双金属片制成；通过由双金属片制成阻油片，实现在主轴油孔堵塞时导致轴颈温度升高时能够及时打开主轴副油孔的技术效果。
32.优选的，所述曲柄远离连杆轴颈一端固定连接有平衡重，所述平衡重的密度大于
曲柄密度；通过在曲柄上固定连接的平衡重，实现了降低曲轴主轴颈负荷，尽可能保持曲轴工作的平稳的技术效果。
33.本发明的发动机，所述发动机中安装有所述的曲轴总成。通过将所述的曲轴总成安装在发动机上，提高了发动机润滑系统提供的润滑油的润滑作用，起到了提高发动机工作效率，降低了发动机的维修拆卸频率的技术效果。
34.本发明的有益效果如下：
35.1.通过回力挡板对滤垢腔与连杆油孔的连通处进行封堵，保证滤垢腔内残留的杂质碎屑不会沿着滤垢腔与连杆油孔的连通处再次返回到油孔中，避免了在曲轴下一次工作开始时，润滑油中混有的杂质碎屑增加导致主油道过滤网板的过滤压力增加、过滤效率降低，对连杆轴颈进行润滑的润滑油减少的情况，提高了润滑油的纯净度，保证了润滑油对轴颈位置的润滑效率，从而减少曲轴发生烧瓦故障的可能。
36.2.曲轴工作结束后，挡块由于离心力减弱，使得排垢口重新打开，实现了滤垢腔在曲轴工作时封闭收集杂质碎屑、曲轴工作结束后释放杂质碎屑的技术效果，从而既减少了润滑油中的杂志碎屑，提高了润滑油的润滑效果，也避免了长期工作后需对发动机进行拆卸的麻烦。
附图说明
37.下面结合附图对本发明作进一步说明。
38.图1是本发明的曲轴总成的整体结构图；
39.图2是本发明的曲轴总成的部分结构图；
40.图3是图2的正面剖视图；
41.图4是图3中的a处放大图；
42.图5是本发明在柴油发动机中使用时的部分结构剖视图。
43.图中：1、主轴颈；2、连杆轴颈；3、曲柄；4、油孔；5、滤垢装置；6、主轴油孔；7、连杆油孔；8、主油道过滤网板；9、滤垢腔；10、排垢口；11、回力挡板；12、挡块；13、拉伸弹簧；14、连杆副油孔；15、副油道过滤网板；16、主轴副油孔；17、阻油片；18、平衡重。
具体实施方式
44.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
45.本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：通过在曲轴的连杆轴颈2内的连杆油孔7中固定连接主油道过滤网板8，来对通入曲轴内的润滑油中的杂质碎屑等进行过滤筛分，从而尽可能减少喷入连杆轴颈2与活塞连杆的轴瓦之间的润滑油中的碎屑杂质的含量，从而减少由于润滑油中杂质过多导致的油孔4堵塞的可能；通过在主轴颈1内开设除主轴油孔6外的主轴副油孔16，当主轴油孔6发生堵塞导致轴瓦与轴颈之间润滑油不足开始升温时，能够及时启用主轴副油孔16，润滑油通过主轴副油孔16对主轴油孔6进行冲刷疏通，从而对主轴油孔6的堵塞问题进行解决，避免了曲轴在工作过程中由于润滑油油孔4中杂质过多发生堵塞导致的轴瓦与轴颈之间润滑不足的现象，从而也就避免了由此导致的轴瓦与轴颈之间直接摩擦，温度升高，发生烧瓦故障的问题。
46.为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述方案进行详细说明。
47.如图1至图5所示，本发明实施例提供曲轴总成及发动机，包括：
48.主轴颈1；
49.连杆轴颈2，所述连杆轴颈2用于与活塞连杆相连；
50.曲柄3，所述曲柄3位于主轴颈1与连杆轴颈2之间，所述曲柄3一端与主轴颈1固定连接，另一端与连杆轴颈2固定连接；
51.还包括：
52.油孔4，所述油孔4通过油孔4钻贯穿曲柄3、开设在主轴颈1与连杆轴颈2内；所述油孔4用于将润滑油经由主轴颈1送至连杆轴颈2处；
53.滤垢装置5，所述滤垢装置5用于对从主轴颈1处油孔4进入的润滑油进行过滤，并对过滤出的杂质碎屑进行储存。
54.作为本发明的实施方式，所述油孔4包括：
55.主轴油孔6，所述主轴油孔6从主轴颈1外端进油口延伸至连杆轴颈2内。
56.连杆油孔7，所述连杆油孔7从连杆轴颈2外端延伸至连杆轴颈2内并与主轴油孔6相连通。
57.作为本发明的实施方式，所述滤垢装置5包括：
58.主油道过滤网板8，所述主油道过滤网板8以过盈连接的方式倾斜固定连接在连杆油孔7内，所述主油道过滤网板8用于对通过的润滑油进行过滤；
59.滤垢腔9，所述滤垢腔9开设在连杆轴颈2内且所述滤垢腔9与连杆油孔7相连通；所述滤垢腔9远离连杆油孔7一端贯穿连杆轴颈2开设有排垢口10；
60.回力挡板11，所述回力挡板11通过转动轴以及转动轴上套接的扭簧转动安装在滤垢腔9与连杆油孔7的连通处，所述回力挡板11在无外力作用时与滤垢腔9内壁相挤压接触；
61.作为本发明的实施方式，所述滤垢腔9一端侧壁为倾斜设置；
62.当曲轴转动带动活塞开始工作时，发动机的润滑系统随即开始工作，将发动机底壳中存储的润滑油经由润滑管路压送至曲轴处，通过曲轴主轴颈1上开设的主轴油孔6将润滑油送入相连通的开设在连杆轴颈2内的连杆油孔7内；润滑油通过连杆油孔7到达连杆轴颈2与轴瓦相连位置，从而对轴颈处进行润滑；在此过程中，首先，采用压入法将主油道过滤网板8压入连杆油孔7内，并通过过盈配合的方式将主油道过滤网板8固定连接在连杆油孔7内，从而在曲轴工作过程中，经过主轴油孔6到达连杆油孔7的润滑油需经过主油道过滤网板8的过滤，使得润滑油在主油道过滤网板8将润滑油中的杂质、金属碎屑过滤筛出后才会流出连杆轴颈2对轴颈及轴瓦进行润滑；若仅对润滑油中的杂质、金属碎屑进行过滤阻挡，而不对其进行处理，则主油道过滤网板8滤下的杂质、金属碎屑将在润滑油油压的作用下在连杆油孔7与主轴油孔6内逐渐堆积，直至将油孔4堵塞；为避免这一情况，本发明将主油道过滤网板8倾斜固定在连杆油孔7中，并在倾斜设置的主油道过滤网板8的一侧开设与连杆油孔7侧壁相连通的滤垢腔9，使得被主油道过滤网板8滤下的杂质与金属碎屑能够在润滑油油压的作用下推动打开转动连接在滤垢腔9与连杆油孔7的连通处的回力挡板11，进入滤垢腔9内，并在曲轴转动的离心力作用下，沿滤垢腔9内壁逐步向排垢口10移动，最终从排垢口10离开滤垢腔9；由于滤垢腔9不对杂质碎屑等进行收集储存，因此滤垢腔9也就不会被杂
质碎屑填满，从而避免了润滑油中的杂质碎屑在油孔4中堆积导致的油孔4堵塞的可能，同时也避免了曲轴长时间工作后滤垢腔9被填满导致失效，不得不对发动机进行拆卸清洗的麻烦；由于排垢口10远离连杆轴颈2，因此，即便杂质与金属碎屑在工作过程中从排垢口10脱离滤垢腔9，这些杂质与金属碎屑也不会对润滑油对轴颈与轴瓦之间的润滑作用产生影响；值得注意的是，转动连接在滤垢腔9与连杆油孔7的连通处的回力挡板11，在不受到润滑油推力作用时，在铰接处扭簧的作用下与滤垢腔9的内壁相挤压接触，从而使得滤垢腔9在曲轴工作过程中能够使得润滑油中滤下的杂质碎屑通过，在曲轴停止工作，发动机润滑系统不再供应润滑油时，通过回力挡板11对滤垢腔9与连杆油孔7的连通处进行封堵，保证滤垢腔9内残留的杂质碎屑不会沿着滤垢腔9与连杆油孔7的连通处再次返回到油孔4中，避免了在曲轴下一次工作开始时，润滑油中混有的杂质碎屑增加导致主油道过滤网板8的过滤压力增加、过滤效率降低，对连杆轴颈2进行润滑的润滑油减少的情况，提高了润滑油的纯净度，保证了润滑油对轴颈位置的润滑效率，从而减少曲轴发生烧瓦故障的可能。
63.作为本发明的实施方式，所述滤垢装置5还包括：
64.挡块12，所述挡块12采用表面滑轨与连杆轴颈2内腔滑槽的方式滑动连接在连杆轴颈2远离连杆油孔7一端的内腔，所述挡块12用于对排垢口10进行阻挡；
65.拉伸弹簧13，所述拉伸弹簧13采用卡接的方式一端与挡块12固定连接，另一端与连杆轴颈2内腔固定连接；
66.作为本发明的实施方式，所述滤垢腔9倾斜侧壁靠近排垢口10处开设有连杆副油孔14，所述连杆副油孔14倾斜设置；所述连杆副油孔14与滤垢腔9连通处采用过盈配合或卡接的方式固定连接有副油道过滤网板15，所述副油道过滤网板15用于对通过连杆副油孔14的润滑油进行过滤；
67.工作时，在曲轴的转动过程中，被主油道过滤网板8滤下的杂质与金属碎屑进入滤垢腔9时，部分润滑油势必也会随之一同进入滤垢腔9内，若在曲轴的整个工作过程中，排垢口10始终处于打开状态，则该部分润滑油也将沿滤垢腔9斜壁流出，从而使得通入的用来对轴颈进行润滑、冷却的润滑油尚未发挥作用即被排出的现象，极为浪费；通过在连杆轴颈2远离连杆油孔7一端的内腔采用表面滑轨与连杆轴颈2内腔滑槽的方式滑动连接的挡块12，以及采用卡接方式将挡块12与连杆轴颈2内腔固定连接的拉伸弹簧13，使得曲轴在转动的过程中，挡块12受离心力作用，拉动拉伸弹簧13向外拉伸，直至挡块12抵至连杆轴颈2内腔另一端，将滤垢腔9的排垢口10封堵，从而将被主油道过滤网板8滤下的杂质与金属碎屑以及一同进入的润滑油存储在滤垢腔9中；通过在滤垢腔9倾斜侧壁靠近排垢口10处开设连杆副油孔14，并在连杆副油孔14与滤垢腔9连通处采用过盈配合或卡接的方式固定连接副油道过滤网板15，使得随杂质碎屑一同进入滤垢腔9内的润滑油在离心力作用下沿的连杆副油孔14穿过副油道过滤网板15从滤垢腔9内流出，并通过连杆副油孔14向连杆轴颈2方向的倾斜设置向连杆轴颈2方向流动，对连杆轴颈2进行辅助润滑降温，从而使得滤垢腔9内的润滑油也能起到对连杆轴颈2进行润滑降温的技术效果；当工作过程结束，发动机润滑系统关闭，不再对曲轴处压入润滑油，同时曲轴转速也立即降低，挡块12受到的离心力随之降低，直至挡块12受到的离心力小于拉伸弹簧13的拉力时，拉伸弹簧13将挡块12拉回，排垢口10打开，滤垢腔9内在本次工作过程中收集存储的杂质碎屑及部分残留的润滑油沿排垢口10流出；通过在曲轴工作过程中对滤垢腔9的排垢口10的封堵，以及在封堵过程中通过倾斜的
连杆副油孔14以及副油道过滤网板15的设置，使得与被主油道过滤网板8滤下的杂质与金属碎屑一同进入滤垢腔9的润滑油也能够起到对连杆轴颈2的润滑冷却的技术效果，同时也减少了润滑油的浪费现象；在曲轴工作结束后，挡块12由于离心力减弱，使得排垢口10重新打开，实现了滤垢腔9在曲轴工作时封闭收集杂质碎屑、曲轴工作结束后释放杂质碎屑的技术效果，从而既减少了润滑油中的杂志碎屑，提高了润滑油的润滑效果，也避免了长期工作后需对发动机进行拆卸的麻烦。
68.作为本发明的实施方式，所述主轴颈1内开设有主轴副油孔16，所述主轴副油孔16进油口与主轴油孔6不同，且所述主轴副油孔16与主轴油孔6相连通。
69.工作时，通过在主轴颈1中增设主轴副油孔16，使得润滑系统的润滑油在主轴颈1位置能够通过主轴油孔6与主轴副油孔16的进油口同时进入，通过增加单位时间内进入连杆油孔7的润滑油，提高连杆轴颈2处连杆油孔7出油口的润滑油的量，从而确保了轴瓦轴颈之间润滑油的充足，进而实现对曲轴轴颈轴瓦间的充分润滑。
70.作为本发明的实施方式，所述主轴副油孔16进油口处固定连接有阻油片17；所述阻油片17由双金属片制成。
71.工作时，当本发明的曲轴总成应用在柴油发动机上时，由于柴油发动机相较于汽油发动机更易发生烧瓦故障，因此，通过采用焊接等方式来对由双金属片制成的阻油片17的其中一端固定连接在主轴副油孔16的进油口处，该双金属片选取牌号为5j20110的热双金属制造而成，该牌号制成的双金属片对温度感应较为灵敏，从而使得润滑正常时，阻油片17能够对主轴副油孔16进行阻断，而当主轴油孔6发生油孔4堵塞使得轴颈润滑不足，导致过热时，由双金属片制成的阻油片17能够及时感应到温度变化发生弯曲，从而打开主轴副油孔16，使得润滑油能够从主轴副油孔16进入，对主轴油孔6进行冲刷疏通，从而解决主轴油孔6的堵塞问题；即便通过主轴副油孔16的冲刷无法疏通主轴油孔6，只要主轴油孔6与主轴副油孔16的共同通过位置不发生堵塞，则润滑油仍可通过主轴副油孔16进入连杆油孔7，从而起到对连杆轴颈2进行润滑的效果。
72.作为本发明的实施方式，所述曲柄3远离连杆轴颈2一端固定连接有平衡重18，所述平衡重18的密度大于曲柄3密度。
73.工作时，由于曲轴本身的如连杆轴颈2、曲柄3等结构，其重量中心均不在曲轴的回转中心上，因此在曲轴的工作过程中，难免会受到来自上述结构的离心力以及弯曲力矩作用，加之曲轴在带动活塞运动时，活塞在其运动行程的上下止点位置的运动速度均为零，而在上下止点之间时则保持一定的工作速度，因此，活塞在工作过程中由于其速度变化必将产生惯性力作用至曲轴上；通过在曲柄3远离连杆轴颈2一端采用焊接或通过螺栓固定连接密度大于曲柄3密度的平衡重18，从而对上述离心力、惯性力进行一定程度的抵消作用，实现了降低曲轴主轴颈1负荷，尽可能保持曲轴工作的平稳的技术效果。
74.本发明还公开了发动机，所述发动机安装有所述的曲轴总成。
75.通过将所述的曲轴总成安装在发动机上，不仅提高了发动机润滑系统提供的润滑油的润滑作用，也避免了润滑油中的碎屑杂质造成油孔4堵塞的问题，还降低了曲轴轴颈的工作负荷，起到了提高发动机工作效率，降低了发动机的维修拆卸频率的技术效果，提高了发动机的生产工作效益。
76.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和显著优点，本领域技术人员应
该了解，本发明不受上述具体实施方式的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可能会为适应不同使用环境以及客户需求进行多种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明的保护范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。