用于内燃发动机的曲轴的制作方法

本发明总体上涉及一种内燃发动机。更具体而言，本发明涉及一种采用在两轮车辆的内燃发动机中的曲轴。

背景技术：

内燃发动机将燃料与氧化剂(空气)燃烧所获得的热能转换成机械能，该机械能可用于能进行某种机械作业。其用于广泛的应用，包括为车辆的运动提供动力。发动机的主要部件包括气缸盖、气缸体上的往复活塞以及将活塞连接至往复曲轴的连杆。发动机中的连杆传递由发动机气缸体中的往复活塞所产生的动力，并将其转换成曲轴的旋转运动，从而共同形成了滑块曲柄机构。在具有单气缸的两轮车辆中，曲轴通常包括组装在连杆大末端两侧的曲轴左侧和曲轴右侧。曲柄销插入在连杆大末端之间，并且曲柄销由曲轴右侧和曲轴左侧共同连接，以共同形成曲轴总成。通常，在具有单气缸发动机的两轮车辆(包括摩托车和踏板车)中，曲轴总成是分体式的，配置分成右侧和左侧。此外，通常曲轴右侧和曲轴左侧中的每一侧都具有形成配重的右曲柄臂和左曲柄臂。曲柄臂配重被用作往复运动质量，以改善曲轴平衡和抵抗由于曲轴旋转而引起的反作用力。通常，单气缸的两轮车辆的曲柄臂具有圆形截面。在踏板型跨步式车辆中尤其如此。需要将曲柄臂的圆形截面去除，变更为更偏心的配重设计。但是，鉴于活塞和连杆的润滑要求，这很困难。因此，需要具有偏心负载配重的曲轴设计，其也能够润滑活塞和连杆。

附图说明

详细描述通过参考附图来说明。在全部附图中，相同的附图标记用于表示相同的特征及部件。

图1示出了采用本主题的实施例的两轮车辆的侧视图。

图2示出了采用本主题的实施例的内燃发动机的等距视图。

图3示出了根据本主题的实施例的内燃发动机的截面图，展示了油滤清器总成。

图4示出了根据本主题的实施例的曲轴和连杆的等距视图。

图5示出了根据本主题的实施例的曲轴的分解图，展示了油滤清器总成。

图6a示出了根据本主题的实施例的固定在曲轴一侧上的油滤清器总成的等距视图。

图6b和图6c示出了根据本主题的实施例的油滤清器总成的主视图和侧视图。

图7示出了根据本主题的实施例的内燃发动机的截面放大图，展示了油润滑路径。

图8a示出了根据本发明的实施例的曲轴的截面放大图，曲轴由曲柄箱通过右侧(rh)滚子轴承所支撑。

图8b示出了根据本发明的实施例的组装在rh壳体内的具有油滤清器总成的曲轴的右半部分的分解图。

具体实施方式

本发明的各种特征和实施方案从以下进一步的描述中可知。根据实施例，本文描述的内燃(ic)发动机以四个循环运行。内燃发动机安装在跨步式两轮车辆中，通俗地称为踏板车。值得注意的是，内燃发动机可以以不同的布置安装在两轮车辆中，诸如以横向方式和纵向方式。然而，在以下说明中，这样的发动机横向地安装在跨步式两轮车辆的下部处。考虑本发明的概念可以用于其他类型的车辆，诸如在本发明的精神和范围内的跨立式摩托车。在下文所示实施例的描述中所提及的“前”和“后”以及“左”和“右”，是指从内燃发动机的后部并且先前看所看到的前方向和后方向、左方向和右方向。在适当的地方省略了构成基本部分地除本发明以外的部分的详细说明。

通常地，在诸如踏板车的两轮车辆中，具有单气缸的摆动式内燃发动机位于车辆下后部处的座椅的下方。内燃发动机具有气缸体以及其他部件，气缸体包括在气缸体顶部或者前部的气缸盖，并且气缸体可以从底部或者后部接收往复活塞。在空气燃料混合物燃烧的情况下，活塞将燃烧期间产生的能量通过连杆传递到曲轴，从而驱动曲轴。通过这种方式，活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴容纳在气缸体下方或后方的曲柄箱内。为了使车辆运动，供应到内燃发动机的曲轴的动力通过传动系统以可控方式传送到车辆的车轮。传统车辆中的传动系统采用离心式离合器和无级变速系统，包括通过连续带连接的两个带轮。连接驱动侧带轮的变速机构使得带轮的运动能够由于离心力而改变直径。由于带轮的有效直径的这种变化，获得了齿轮变速。

传统上，内燃发动机设置有发动机润滑通道，其能够在发动机操作期间润滑运动的发动机部件。润滑通道涉及通过特定通道的油的传输，以实现发动机部件所需的润滑和冷却。在内燃发动机中，润滑油起到润滑剂和冷却剂的作用。用于此目的的油可以储存在油底壳中，油底壳还用作由于发动机部件的作业而从发动机部件中排出的油的储存库。利用油泵将润滑油抽吸并输送到发动机内的所需位置，以在发动机低速、中速或高速发动机速度的条件下，进行润滑和冷却。循环润滑油减少了发动机部件的磨损和摩擦，并且还确保发动机持续地保持在最佳温度下，从而提高了发动机性能、发动机部件的寿命和润滑剂的保养周期。通常，油底壳形成在曲柄箱总成内。

在许多两轮车辆中，活塞润滑(通过飞溅润滑方式)通过曲轴中油孔内的油的循环而发生，油汇合在连杆的大末端孔处，并从底部溅到活塞。这种系统在润滑回路中还具有特殊的油过滤器，并且油通过穿过曲轴的孔循环至曲柄销。但是，在小型的单气缸紧凑式踏板车发动机中，需要在曲轴的两侧安装各种发动机部件。通常，磁电机总成安装在右侧的一个末端，而用于传动系统的离心式离合器安装在左侧的末端。由于发动机部件安装在任一侧上，因此很难通过曲轴钻出油孔以使油循环。曲轴的截面直径小，不能承受曲轴上的轴向载荷，并且可能失效。因此，在这种小型单气缸紧凑式踏板车发动机中，润滑油从油底壳通过曲柄箱组件的左壳体输送到曲柄箱组件的右壳体。在右壳体中，从主润滑通道来的一个通道用于供应油，以通过飞溅润滑方式来润滑曲轴轴承、连杆和气缸体内的活塞。曲轴借助于两个滚子轴承固定在曲柄箱内，轴向载荷施加在两个滚子轴承上。曲轴润滑通道布置在右壳体上，并且与曲轴的右侧滚子轴承相汇合并穿过曲轴进入曲柄销。连杆在朝向大末端孔的杆柄的一个末端处具有小的油凹槽，以允许油流动用于润滑，这润滑了曲柄销、大末端孔并允许油溅到活塞上。

在通过曲柄臂右侧从曲柄箱向曲柄销供应润滑油的期间，通常布置有油滤清器总成。在油通过连杆被溅到活塞之前，油滤清器总成可以起到过滤碎屑、毛刺、灰尘和其他较重的颗粒的作用。通常，曲柄臂为圆形，并且具有环形开口的前板构件布置在曲柄臂的前部。前板构件形成油滤清器总成，其通过离心作用，将毛刺、灰尘和其他较重的颗粒朝向边缘抛出，同时过滤后的润滑油穿过曲轴到达曲柄销。

通常，曲柄臂的形状为圆形，以便于润滑油的这种过滤。然而，曲柄臂的这种形状也使曲轴过重、过多加工和使用过多材料。这最终增加了两轮车辆的成本。因此，为了降低成本和减轻上述缺点，需要得到仅具有配重的偏心构造的曲柄臂。偏心的曲柄臂可以呈钟形，具有窄末端和宽末端。配重布置在宽末端上，并且用于安装连杆的曲柄销布置在窄端上。这种设计具有诸如减少原材料使用、减少制造周期(锻造重量减轻)和降低成本的优点。此外，偏心的曲柄臂通过减小曲轴惯性力实现二氧化碳等的减排。与圆形曲轴相比，这种减小是在不损害平衡质量的情况下实现的。然而，所提出的这种布局无法提供容纳前板构件所需的截面支撑，并且没有提供便于润滑油从右壳体进入到曲柄销内部的措施。因此，本发明提出了一种用于偏心曲轴的新型油滤清器总成以及将其牢固地连接到曲轴的装置。

本发明提供了一种内燃发动机，其包括包围并支撑在曲柄箱内的曲轴。一对滚子轴承，其在曲柄箱上支撑所述曲轴。曲轴包括一对非圆形t型配重，其布置在连杆两侧且由曲柄销彼此连接，所述一对配重中的每个包括固定至连杆的连接颈部，以及具有圆形外周且质量集中在其上的扩大部。曲轴中存在润滑油路径，用于通过油溅来供应油以润滑活塞。油滤清器总成布置在曲轴的至少一侧上，所述油滤清器总成呈圆形且固定至一对配重中的至少一个；并且所述油滤清器总成形成润滑油路径的一部分，以在通过油溅润滑活塞之前过滤油。

此外，油滤清器总成包括圆形背板和附接至所述背板的环形前板，所述圆形背板具与所述t型配重相应的圆形轮廓。

此外，油滤清器总成通过垫片固定，所述垫片布置成与所述油滤清器总成相邻并且固定所述油滤清器总成，所述垫片通过过渡配合保持在所述曲轴上。滚子轴承具有通过过盈配合固定至曲轴的内径，滚子轴承的外表面通过过盈配合固定至曲柄箱，使得当曲轴固定在曲柄箱内时，由于滚子轴承在垫片上施加轴向力，所述油滤清器总成牢固地保持。

根据上述提出的发明，可以得到以下优点，诸如可以通过向油滤清器总成提供固定支撑来防止诸如碎屑的外界物质进入到曲柄销内，以润滑往复活塞。所提出的油滤清器总成本身可以用作具有有效过滤作用的曲轴上润滑油路径的封套。在制造和组装期间，油滤清器总成的组装简单，并且可以通过诸如压配合等简单操作来完成。因此，考虑到润滑油的过滤功能，t型曲柄臂的重量较轻，并且使用的材料较少。这有助于显著降低成本和重量。

结合以下段落中的附图，将更详细地描述本发明以及随附的实施例及其他优点。

图1示出了根据本发明一个实施例的两轮车辆100。车辆包括框架，所述框架通常是下骨架底盘框架，其提供大致敞开的中央区域，以允许骑乘者“跨步”安坐。通常地，框架总成包括头管102、主管107、和一对侧管109(图中只示出一个)。在纵轴方向上，两轮车辆从前部f延伸至后部r。头管102朝向前部f布置，并且主管107从头管102向下并向后延伸，以形成平坦的水平跨步部117。一对侧管109从主管107的另一个末端向后延伸并支撑车辆的附件，诸如车座108、油箱总成(未示出)、工具箱(未示出)和后座扶手118。头管102支撑转向管104，并且在较低末端处进一步连接至前悬架系统121。车把支撑构件124连接至转向管104的上端，并且支撑车把总成106。两个伸缩式前悬架系统121(仅示出一个)支撑前轮119。前轮119的上部由安装在转向管104下部的前挡板103所遮盖。前制动器(未示出)和后制动器114分别设在前轮119和后轮113上。后轮113由内燃发动机101朝向框架的后侧支撑，内燃发动机101通过后悬架系统115可摆动地水平耦接到两轮车辆的框架总成的后部。由于内燃发动机101直接耦接到后轮113，内燃发动机101可以将驱动直接传递至后轮113。内燃发动机101包括无极变速(cvt)系统，所述cvt系统沿车辆宽度方向布置在内燃发动机101的左侧。后轮113被连接至框架总成的后挡板110所包围。

图2示出了根据本主题的实施例的内燃发动机101的等距视图。内燃发动机101由气缸盖罩201、气缸盖202、气缸体203和曲柄箱204组成。曲柄箱204由右侧壳体(rh壳体204a)和左侧壳体(lh壳体204b)组成，曲柄箱204将曲轴300包围在其内。rh壳体204a支撑曲轴411的右侧，且lh壳体204b支撑曲轴413的左侧。曲轴300相对于纵向气缸轴线横向布置。cvt机构布置在lh壳体204b的左侧，并且由包围了内燃发动机101的最左侧部分的cvt罩205所包围。cvt罩205上的开口205a允许空气进入至cvt罩内，以冷却cvt传动部件。

图3示出了根据本发明的实施例的内燃发动机101的截面图，展示了内燃发动机的主要部件。内燃发动机包括包围在气缸体203内的往复活塞303、将往复活塞303连接至可旋转曲轴300的连杆304。气缸盖202布置在气缸体203上方，在气缸盖202和气缸体203的接合处形成了燃烧腔314。在运行期间，燃料和氧化剂的燃烧发生在燃烧腔314内，并将机械能传递至往复活塞303，由于滑块曲柄机构，往复活塞303将机械能传递至产生动力的曲轴300。气缸盖202包括至少一个入口阀(未示出)和至少一个出口阀(未示出)，入口阀和出口阀通过摇臂(未示出)和凸轮轴301操作，凸轮轴301包括至少一个入口凸轮凸角(未示出)和至少一个出口凸轮凸角(未示出)，入口凸轮凸角和出口凸轮凸角在需要时致动摇臂(未示出)。凸轮链313啮合在曲轴300和凸轮轴301之间，以驱动气缸盖202中的凸轮轴301。来自节流阀主体(未示出)的进气空气燃料混合物连接至气缸盖202中内燃发动机101的进气端口，并且包括了消声器(未示出)的排气系统连接至气缸盖202的排气端口。cvt系统311附接至曲轴300的一个末端，并且磁电机总成308布置在曲轴300的另一个末端。cvt系统311包括位于两个固定带轮之间的v形带，并且其中一个带轮包括变速机构。cvt罩205形成了内燃发动机101的外部并包围cvt系统。cvt罩205包括脚踏启动器总成，脚踏启动器总成包括脚踏启动器杆件206，脚踏启动器杆件206组装在复位弹簧309和棘轮机构350上。棘轮机构350配置成在内燃发动机101前侧接合曲轴300。

图4示出了根据本主题的实施例的曲轴300和连杆304的等距视图。曲轴300容纳在曲柄箱204内，并且在两侧上由曲柄箱204可旋转地支撑。特别地，曲轴300由布置在曲柄箱204内的一对rh和lh滚子轴承307、312可旋转地支撑。曲轴300包括一对侧向延伸臂，其具有相应的配重410、412，该对侧向延伸臂包括rh臂411和lh臂413，及从其连杆大末端304a侧向延伸的相应的rh配重410和lh配重412。该对滚子轴承307、312布置在连杆304的两侧，以可旋转地支撑一对侧向延伸臂411、413。曲轴还限定一对非圆形t型配重410、412，其布置在连杆大末端304a的两侧上并通过曲柄销414彼此连接。所述一对配重410、412中的每个包括固定至连杆大末端304a的长而窄的连接颈部450，以及具有圆形外周的扩大部460，而且质量集中在扩大部460上。这种改进的偏心形配重起到曲柄臂的作用，并且与具有配重的圆形曲柄臂相比更加优越，因为节省了朝向质量集中区域顶部的左侧和右侧的多余材料。这减小了曲轴的重量并降低了其制造成本。

图5示出了采用本发明的实施例的内燃发动机101的曲轴的分解图，并且曲轴容纳在曲柄箱204内。分体式设计的曲轴具有作为磁电机308侧的rh臂411和作为cvt311侧的lh臂413。曲柄销414穿过连杆304的大末端304a插入，并通过在配重410和配重412中存在的孔在连接颈部450的两侧摩擦接合。滚针轴承304b布置在曲柄销414和连杆304的大末端304a之间，并且滚针轴承304b以这样的方式组装，使得大末端304a面向内侧的圆周表面用作滚针轴承304b的轴承运行区域。

图6a示出了固定在曲轴300一侧的油滤清器总成401的等距视图。图6b和图6c示出了根据本主题的实施例的油滤清器总成401的主视图和侧视图。根据本发明，油滤清器总成401布置在曲轴300的至少一侧上。在本实施例中，油滤清器总成401布置在曲轴401的右侧并且紧邻rh配重410固定到rh臂411。油滤清器总成呈圆形，并且其形成了润滑油路径的一部分来过滤油，以通过油溅润滑活塞。油滤清器总成401包括圆形背板401b和略微呈碗形的前板401a，前板401a中心处具有环形孔401d。前板401a固定到所述背板401b的侧表面，以与背板401b的侧面协作在内部限定离心分离腔401e。油滤清器总成401布置在润滑油路径之间，使得润滑油在压力作用下被迫进入到压力下的离心分离腔401e中。由于油滤清器总成401牢固地附接到曲轴300，在操作期间，油滤清器总成401与曲轴300一起旋转。油滤清器总成401的离心力迫使离心分离腔401e内的油中的外来颗粒和悬浮固体通过离心作用抛向后板401b的外唇缘。因此，剩余的过滤和清洁后的油被迫使进入曲柄销开口401c，曲柄销开口401c配置成与曲柄销孔414a连通，以将过滤后的油供应到曲柄销414，通过油溅润滑用于对气缸体203内的往复活塞303的润滑。外来颗粒和其他悬浮固体包括灰尘、金属屑等。油滤清器总成401的背板401b呈圆形，并且具有圆形轮廓。当背板401b固定至t型配重410时，背板401b的圆形轮廓与t型配重410的圆形轮廓相匹配。这样，避免了配重呈圆形的必要性，并且可以通过本发明提出的油滤清器总成401有效地执行油过滤功能。在一种实施例中，背板401b和前板401a由合金钢材料制成。

图7示出了根据本主题的实施例的内燃发动机的截面放大图，展示了曲轴内的油润滑路径。在本实施例中，润滑油从rh壳体204a供应至油滤清器总成401。rh壳体204a包括油道701，润滑油在压力作用下通过该油道流至曲轴300。在rh曲轴轴承307之间的接触表面上存在小凹口703，油道701在凹口703处汇合。凹口703限定了曲轴中的润滑油路径，通过从连杆底部的油溅供应油来润滑活塞，使得润滑油700从油道701流至油滤清器总成401。润滑油700进一步被油滤清器总成401过滤，并通过后板开口401c朝向曲柄销孔414a流入。曲柄销414包括曲柄销油通道414b，其允许润滑油从曲柄销孔414a流至连杆大末端304a。连杆大末端304a的形状使得在曲轴300每次旋转时润滑油700处于压力作用下，并且润滑油从整个气缸体203的内部溅入活塞303中。

图8a示出了根据本发明的实施例的曲轴的截面放大图，曲轴通过rh滚子轴承307由rh壳体支撑。油滤清器总成401由垫片501固定，所述垫片501布置成与油滤清器总成401相邻并且固定油滤清器总成401，所述垫片501通过过渡配合保持在所述曲轴300上。rh滚子轴承307的内径通过过盈配合固定至rh曲轴表面411a，并且rh滚子轴承307的外表面通过过盈配合固定至rh壳体204a。当rh壳体204a被组装成与lh壳体204b连接时，垫片501受到由滚子轴承307施加到垫片501的轴向力。垫片501上的该轴向力f将油滤清器总成401牢固地保持在曲轴300的适当位置。垫片的直径可以基于滚子轴承所施加的夹紧力而变化。垫片501由合金钢制成。

图8b示出了根据本发明的实施例的组装在rh壳体内的具有油滤清器总成的曲轴的右半部分的分解图。从图中可以看出，垫片501通过过渡配合组装在rh曲轴表面411a上，使得油滤清器总成401牢固地保持在rh曲轴表面411a上。然而，为了确保油滤清器总成401能够紧密且牢固的配合在曲轴300上，rh滚子轴承307的内径通过过盈配合固定到rh曲轴表面411a，并且进一步地，rh滚子轴承的外径通过过盈配合固定到rh壳体204a，并且在组装时，rh壳体204a和lh壳体204b夹紧在一起。因此，这提供了垫片501上的轴向夹紧力，并从而使油滤清器总成401牢固地地保持就位。

根据上述公开，本主题可以进行多种修改和变型。因此，在本主题权利要求的范围之内，本公开可以不同于具体描述的方式实施。