一种五缸柴油机曲轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于柴油发动机技术领域，具体涉及一种五缸柴油机曲轴。
【背景技术】
[0002]六缸机因其良好的平衡稳定性占据了当今柴油发动机的大部分市场。但是，当用户需求的功率较小时，装用企业原有的产品会有部分功率溢出，造成浪费；而且，发动机重量过大，用户的油耗也相应地提升，增加购车成本的同时也增加了使用成本，降低了产品在市场上的竞争力。在这一状况下，五缸机的需求就变得很有必要了。然而，五缸机的旋转惯性力、一级往复惯性力和二级往复惯性力全部自平衡，但五缸机的旋转惯性力矩、一级往复惯性力矩和二级往复惯性力矩都不平衡。锻造加工的曲轴会存在一定的制造偏差，这一偏差会导致曲轴的平衡量偏离设计值，使得曲轴无法正常使用。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种五缸柴油机曲轴，能够实现自身的力矩平衡，增强曲轴的稳定性，满足生产及使用的要求。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种五缸柴油机曲轴，包括主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈，一个连杆轴颈、左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相对应的平衡块I，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相对应的偏置过量的平衡块Π，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡块I的方向相同，朝向曲轴纵轴的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置过量的平衡块Π的方向相同，朝向曲轴纵轴的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂处各加装一个齿盘，齿盘上带有曲轴平衡齿圈，用于驱动平衡机构。
[0005]进一步，所述平衡块为扇形结构，平衡块直接锻造成型，减少了机加工量。
[0006]进一步，所述平衡机构包括有与曲轴平衡齿圈相配合的齿轮，其中，所述平衡机构齿轮与曲轴平衡齿圈的速比为2:1。
[0007]进一步，所述曲轴平衡齿圈通过热套工艺连接在曲轴上，曲轴平衡齿圈与曲轴同步旋转。
[0008]进一步，所述主轴颈和连杆轴颈的工作表面采用高频淬火或氮化处理，提高曲轴的抗疲劳强度和韧性。
[0009]进一步，所述连杆轴颈与曲柄臂连接处采用圆弧过渡，能消除应力集中，防止在使用中发生裂纹或折断，提高曲轴的使用寿命。
[0010]进一步，所述曲轴采用曲轴毛坯第三缸连杆轴颈朝上立体锻造成型，各平衡块不需要进行机加工，曲轴齿圈盘在锻造毛坯上面直接进行加工成型即可。
[0011 ]本发明的曲轴是按点火顺序1-2-4-5-3的基础设计的，在这种点火顺序下，旋转惯性力矩不平衡，一阶往复惯性力矩和二阶往复惯性力矩不平衡。在第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡块，这四个平衡块共同作用来完全平衡旋转惯性力矩。由于一阶往复惯性力矩较小，二阶往复惯性力矩较大，所以选择将第一和第十曲柄臂上的平衡块π的质量加过量，使旋转时产生一个过量反向的旋转惯性力矩，数值大小为50%的一阶往复惯性力矩，用来削减一阶往复惯性力矩，使得原来就比较小的一阶往复惯性力矩减小到之前的一半，同时使用和曲轴速比为2:1的平衡机构来完全平衡二阶往复惯性力矩，使得发动机的整体震动情况可以被接受。第一、第四、第七和第十曲柄臂上的平衡块在运行时产生一个共同的效果，即使旋转惯性力矩完全平衡的同时抵消并转移50%的一阶往复惯性力矩。
[0012]本发明的有益效果是:本发明的五缸柴油机曲轴，可在企业原有的生产技术上沿用六缸机的生产资源，在降低发动机开发生产成本的同时，降低了发动机的质量，满足更多用户不同的需求，增加了企业产品的竞争力。通过在曲轴第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡块完全平衡旋转惯性力矩，在第一和第十曲柄臂上的平衡块加过量，可将一阶往复惯性力矩转移50%至水平方向；在第三和第八曲柄臂处分别加装一个齿圈盘驱动平衡机构，解决五缸机二级往复惯性力矩不平衡的问题，实现了旋转惯性力和旋转惯性力矩的自平衡，保证曲轴运转的稳定性。
【附图说明】
[0013]
图1为本发明的总成图。
[0014]图2为曲轴总成主视图。
[0015]图3为带有平衡块的曲柄臂的结构图。
[0016]图中:1-主轴颈，2-曲轴平衡齿圈，3-平衡机构，4-齿盘，5-连杆轴颈，6_曲柄臂，7_平衡块I，8-过量的平衡块Π。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0018]如图所示:一种五缸柴油机曲轴，包括主轴颈1、曲柄臂6和连杆轴颈5，左右两个曲柄臂6和左右两个主轴颈1构成一个曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相对应的平衡块17，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相对应的偏置过量的平衡块Π8，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡块17的方向相同，朝向曲轴纵轴的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置过量的平衡块Π 8的方向相同，朝向曲轴纵轴的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂处各加装一个齿盘4，齿盘4上带有曲轴平衡齿圈2，用于驱动平衡机构3。所述平衡块7、8为扇形结构。
[0019]进一步，所述平衡机构3包括有与曲轴平衡齿圈2相配合的齿轮，其中，所述平衡机构齿轮与曲轴平衡齿圈2的速比为2:1。
[0020]进一步，所述曲轴平衡齿圈2通过热套工艺连接在曲轴上，曲轴平衡齿圈2与曲轴同步旋转。
[0021]进一步，所述主轴颈1和连杆轴颈5的工作表面采用高频淬火或氮化处理，提高曲轴的抗疲劳强度和韧性。
[0022]进一步，所述连杆轴颈5与曲柄臂6连接处采用圆弧过渡，能消除应力集中，防止在使用中发生裂纹或折断，提高曲轴的使用寿命。
[0023]进一步，所述曲轴采用曲轴毛坯第三缸连杆轴颈朝上立体锻造成型，各平衡块不需要进行机加工，曲轴齿圈盘在锻造毛坯上面直接进行加工成型即可。
[0024]本发明的曲轴分别在第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡块，这四个平衡块在工作时会产生一个旋转惯性力矩的效果，这个力矩始终处于曲轴一缸上止点后126°的位置上，用来平衡全部曲轴活塞连杆组所产生的旋转惯性力矩和50%的一阶往复惯性力矩。同时，在后期的生产过程中增加了曲轴平衡的调节能力，有效降低曲轴废品率，降低了生产成本。
[0025]该曲轴在第三和第八曲柄臂上设置有曲轴齿圈盘，用来驱动前后两套平衡机构，这一驱动方式虽然只增加了一个曲轴齿圈盘和一个平衡机轴驱动齿圈，却可以有效减小平衡机构的尺寸，降低了平衡机构的工艺要求，从而达到降低生产成本、减少整机质量的目的。
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非是对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种五缸柴油机曲轴，包括主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈，其特征在于:第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相对应的平衡块I，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相对应的偏置过量的平衡块Π，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡块I的方向相同，朝向曲轴纵轴的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置过量的平衡块Π的方向相同，朝向曲轴纵轴的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂处各加装一个齿盘，齿盘上带有曲轴平衡齿圈，用于驱动平衡机构。2.根据权利要求1所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述平衡块为扇形结构。3.根据权利要求1所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述平衡机构包括有与曲轴平衡齿圈相配合的齿轮。4.根据权利要求3所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述平衡机构齿轮与曲轴平衡齿圈的速比为2:1。5.根据权利要求1至4任一项所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述曲轴平衡齿圈通过热套工艺连接在曲轴上。6.根据权利要求1至4任一项所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述主轴颈和连杆轴颈的工作表面采用高频淬火或氮化处理。7.根据权利要求1至4任一项所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于:所述连杆轴颈与曲柄臂连接处采用圆弧过渡。8.根据权利要求1至4任一项所述的五缸柴油机曲轴，其特征在于::所述曲轴采用第三缸连杆轴颈朝上立体锻造成型。
【专利摘要】本发明公开了一种五缸柴油机曲轴，包括主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈，一个连杆轴颈、左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相对应的平衡块Ⅰ，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相对应的偏置过量的平衡块Ⅱ，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡块Ⅰ的方向相同，朝向曲轴纵轴的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置过量的平衡块Ⅱ的方向相同，朝向曲轴纵轴的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂处各加装一个齿盘，齿盘上带有曲轴平衡齿圈，用于驱动平衡机构。本发明可在企业原有的生产技术上沿用六缸机的生产资源，在降低发动机开发生产成本的同时，降低了发动机的质量，满足更多用户不同的需求，增加了企业产品的竞争力。
【IPC分类】F16C3/20, F16F15/26
【公开号】CN105465158
【申请号】CN201610000870
【发明人】孙晨, 郭磊, 叶云展, 陈利仙, 郑康
【申请人】中国重汽集团济南动力有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月4日