活塞冷却曲轴的制作方法

背景技术：

本公开涉及机动车辆领域，并且更具体地涉及包括具有活塞冷却曲轴的内燃机的机动车辆。

内燃机(ice)依靠活塞来驱动联接到飞轮的曲轴。飞轮通常为机械连接的以通过变速器驱动一个或多个车轮。活塞在汽缸中行进并且由燃料(诸如汽油、柴油燃料等)的点火所产生的燃烧产物驱动。燃烧产物产生的热量被ice的许多部件吸收，包括活塞。考虑到暴露于热量，活塞通常由导热的材料形成，诸如铝。

目前，制造商正使用较高强度的材料来形成活塞。较高强度的材料(诸如钢)经得起由例如启动/停止系统、选择性汽缸停用系统等所施加的更高的发动机负载要求。虽然较高强度的材料具有承受较高应力所需的特性，但其也具有较低的导热性。较低的导热性使得使用常规冷却系统散热变得更加困难。因此，希望提供一种用于从活塞，特别是那些由导热性比铝低的材料形成的活塞中移除热量的系统。

技术实现要素：

本发明公开了一种曲轴，该曲轴包括多个轴颈、多个曲柄销和多个曲柄臂，所述多个曲柄臂将所述多个轴颈中的选定轴颈与所述多个曲柄销中的选定曲柄销连接。该多个曲柄臂中的一个或多个包括其上形成有多个冷却特征部的至少一个径向向外暴露的表面。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中多个冷却特征部由形成于至少一个径向向外暴露的表面中的多个沟槽限定。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中沟槽平行于曲轴的旋转轴线延伸。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中至少一个径向向外暴露的表面包括第一径向向外暴露的表面和对置的第二径向向外暴露的表面，该第一径向向外暴露的表面包括形成于其上的第一多个冷却特征部，并且该第二径向向外暴露的表面包括形成于其上的第二多个冷却特征部。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的每个包括介于约1mm和约3mm之间的宽度。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的每个包括介于约1mm和约3mm之间的深度。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的一个沟槽的第一边缘与相邻沟槽的第一边缘之间的间距介于约3mm和约5mm之间。

本发明还公开了一种机动车辆，该机动车辆包括至少部分地限定乘员舱的车辆主体和安装在车辆主体中的内燃机。该内燃机包括曲轴，该曲轴包括多个轴颈、多个曲柄销和多个曲柄臂，该多个曲柄臂将多个轴颈中的选定轴颈与多个曲柄销中的选定曲轴销连接。该多个曲柄臂中的一个或多个包括其上形成有多个冷却特征部的至少一个径向向外暴露的表面。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中多个冷却特征部由形成于至少一个径向向外暴露的表面中的多个沟槽限定。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中沟槽平行于曲轴的旋转轴线延伸。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该至少一个径向向外暴露的表面包括第一径向向外暴露的表面和对置的第二径向向外暴露的表面，该第一径向向外暴露的表面包括形成于其上的第一多个冷却特征部，并且该第二径向向外暴露的表面包括形成于其上的第二多个冷却特征部。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的每个包括介于约1mm和约3mm之间的宽度。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的每个包括介于约1mm和约3mm之间的深度。

除了上文或下文所述的特征部中的一个或多个之外，或作为另外一种选择，其他的实施方案可包括其中该多个沟槽中的一个沟槽的第一边缘与相邻沟槽的第一边缘之间的间距介于约3mm和约5mm之间。

本发明还公开了一种用于内燃机(ice)的曲轴，该曲轴包括多个曲柄臂，每个曲柄臂具有第一端和第二端以及形成于第一端和第二端中的一者上的多个冷却特征部。

从以下结合附图时的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

其他特征、优点和细节仅以举例的方式在以下详细描述中出现，该详细描述参考附图，其中：

图1是根据一个示例性实施方案的包括具有曲轴的内燃机的机动车辆的顶视图；

图2是根据一个示例性实施方案的一个方面的包括冷却特征部的曲轴的透视图；并且

图3是根据一个示例性实施方案的一个方面的示出了冷却特征部的图2的曲轴的曲柄臂的局部侧视图。

具体实施方式

以下说明实质上仅是示例性的，并非旨在限制本公开、其专利申请或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标号表示相同或对应的部件和特征部。

在图1中以10大致示出了根据一个示例性实施方案的机动车辆。机动车辆10包括至少部分地限定乘员舱16的车辆主体12。车辆主体12还支撑采用内燃机(ice)22形式的原动机20。ice22包括由钢或其他合适材料形成的多个活塞(未示出)。ice22还包括被设计成为活塞提供额外冷却的曲轴24，如将在本文中详细描述的。

参考图2，曲轴24包括多个主轴颈，其中四个以30a、30b、30c和30d示出。主轴颈30a-30d通过主轴承盖(也未示出)联接到ice22的发动机缸体(未示出)。主轴颈30a-30d限定曲轴24的旋转轴线32。曲轴24还包括通过连接杆(未示出)连接到钢活塞的多个曲柄销34a、34b、34c和34d。多个曲柄臂40a、40b、40c、40d、40e和40h连接主轴颈30a-30d与曲柄销34a-34d。

现在将参考曲柄臂40g和40h，但应理解曲柄臂40a-40f可包括类似的结构。曲柄臂40g包括第一端44、第二端46和在第一端44和第二端46之间延伸的中间部分48。第一端44包括第一径向向外暴露的表面54，并且第二端46包括径向向外暴露的表面56。曲柄臂40h包括可限定平衡物61的第一端60，第二端62，和在第一端60和第二端62之间延伸的中间部分64。第一端60包括第一径向向外暴露的表面66，并且第二端62包括第二径向向外暴露的表面68。

根据一个示例性实施方案，曲柄臂40g包括布置在第一径向向外暴露的表面54上的第一多个冷却元件70和布置在第二径向向外暴露的表面56上的第二多个冷却元件72。曲柄臂40h包括布置在第一径向向外暴露的表面66上的第一多个冷却元件78和布置在第二径向向外暴露的表面68上的第二多个冷却元件80。冷却元件70、72和78、80采用平行于旋转轴线32延伸的沟槽的形式。

现在将参考图3描述冷却元件78，但应当理解，冷却元件70、72和80可包括类似的结构。冷却元件78采用平行于旋转轴线32(图2)延伸的沟槽84的形式。冷却元件78包括介于约1mm和约3mm之间的宽度86和介于约1mm和3mm之间的深度88。沟槽84彼此间隔开选定的距离。沟槽84中的一个沟槽的第一边缘(未单独标记)与下一相邻沟槽的第一边缘(也未单独标记)间隔开介于约3mm和约5mm之间的距离90。在操作中，冷却元件70、72和78、80充当收集器(scoops)，其可捕集ice22的油盘(未示出)中的一定量的油并且在曲轴24旋转时将该一定量的油抛到活塞的部分上。油降低了活塞温度，从而延长部件寿命并缩短维护周期。

术语“约”和“基本上”旨在包括与基于提交申请时可用设备的特定量的测量结果相关联的误差程度。例如，“约”和“基本上”可包括给定值的±8％或5％、或2％的范围。

本文所用术语的目的仅为了描述具体实施方案并非旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其分组。

虽然已经参考示例性实施方案描述了以上公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使具体情况或材料适应本公开的教导内容。因此，预期本公开不限于所公开的具体实施方案，而是将包括落入其范围内的所有实施方案。