轻量化曲轴的制作方法

1.本实用新型是关于活塞式内燃机领域，特别是关于一种适用于活塞式内燃机的轻量化曲轴。


背景技术：

2.活塞式内燃机一般都有曲柄机构，包含曲轴、连杆和活塞，依靠该机构，才能把燃烧能从直线运动转换成旋转运动，输出扭矩。
3.活塞式内燃机的曲轴是发动机的关键零件，该零件要求有足够安全的强度。目前，一般采用钢材锻造或球铁铸造而得，前者用于大负荷发动机，后者用于低负荷发动机。设计安全系数高，材料密度大，所以曲轴一般都很重，对发动机的总体轻量化影响很大。
4.由于曲轴往往是空间结构，加上轴颈上一般都加工有润滑轴承的通油孔，让润滑油从曲轴安装座上的出油孔到达主轴颈处进行润滑，然后通过油孔到达连杆轴颈进行润滑，所以一般所有轴颈都是实心的，很难通过去除轴颈内部的材料来达到去重的目的，如图1至图2所示。而当采用空心轴去重时，通常的作法是，轴颈采用中空结构，另外打入钢管作为通油孔，这样的方法只能实现连杆轴颈去重，且必须先在轴颈上钻一个底孔，再打入钢管。相同的通油孔直径，需要钻更大的底孔，会减少轴瓦的承压面积，降低轴瓦的可靠性。如图3至图4所示。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，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：

6.本实用新型的目的在于提供一种轻量化曲轴，其通过采用轻质材料的圆柱体嵌入主轴颈和连杆颈的空心处，能达到给主轴减轻重量的目的。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种轻量化曲轴，包括具有主轴颈及多个连杆颈的曲轴本体、润滑油孔、润滑油道、主轴圆柱体以及连杆圆柱体；主轴颈的轴心线与多个连杆颈的轴心线平行但不同轴；润滑油孔设置在主轴颈和连杆颈上，且在主轴颈和连杆颈的轴面上各至少裸露一个润滑油孔的油口；润滑油道连通于相邻的主轴颈和连杆颈上的润滑油孔之间；主轴圆柱体嵌设在主轴颈的中心轴孔内；连杆圆柱体嵌设在连杆颈的中心轴孔内。
8.在一些实施方式中，主轴圆柱体与主轴颈的中心轴孔之间和连杆圆柱体与连杆颈的中心轴孔之间均采用过盈配合连接。
9.在一些实施方式中，主轴圆柱体与主轴颈的中心轴孔之间和连杆圆柱体与连杆颈的中心轴孔之间的过盈配合连接采用压装连接、热装连接或冷装连接。
10.在一些实施方式中，主轴圆柱体和连杆圆柱体均采用轻质材料。
11.在一些实施方式中，轻质材料包括铝合金或钛合金。
12.在一些实施方式中，润滑油孔或润滑油道穿过主轴圆柱体与主轴颈的中心轴孔之间以及连杆圆柱体与连杆颈的中心轴孔之间的过盈配合面。
13.在一些实施方式中，主轴圆柱体与主轴颈的中心轴孔之间以及连杆圆柱体与连杆颈的中心轴孔之间的过盈量以及过盈配合面的粗糙度能够满足润滑油不从过盈配合面处泄漏。
14.在一些实施方式中，主轴圆柱体的直径与连杆圆柱体的直径相同或不同。
15.与现有技术相比，本实用新型的轻量化曲轴具有以下有益效果：本技术通过采取采用加工的方式，把主轴颈和连杆颈中心的都钻空，同时，另外才用轻质材料如铝合金、钛合金等加工成与钻孔相匹配的柱状体，并才用过盈的配合公差以及压力压装或温差压装的工艺，把柱状体安装入曲轴轴颈钻孔中，然后再像实心曲轴一样加工通油孔，通油孔经过曲轴轴颈和柱状体，并通过需控制柱状体和钻孔的过盈量和配合面的粗糙度，以保证润滑油不会沿着配合圆柱面外泄，即满足了曲轴的正常的润滑功能，又达到了给曲轴本身减重目的，而且制造加工简单、可操作性强，适于普及。
附图说明
16.图1是根据现有技术一实施方式的曲轴的结构示意图；
17.图2是图1的a—a处的剖视结构示意图；
18.图3是根据现有技术另一实施方式的曲轴的结构示意图；
19.图4是图3的b—b处的剖视结构示意图；
20.图5是根据本实用新型一实施方式的轻量化曲轴的结构示意图；
21.图6是图5的c—c处的剖视结构示意图。
22.主要附图标记说明：
23.10-曲轴本体，101-主轴颈，102-连杆颈，103-润滑油孔，104-润滑油道，105-主轴圆柱体，106-连杆圆柱体。
具体实施方式
24.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
25.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。
26.如图5至图6所示，根据本实用新型优选实施方式的一种轻量化曲轴，包括具有主轴颈101及多个连杆颈102的曲轴本体10、润滑油孔103、润滑油道104、主轴圆柱体105以及连杆圆柱体106。主轴颈101的轴心线与多个连杆颈102的轴心线平行但不同轴，而且多个连杆颈102的轴心线平行但也不同轴。润滑油孔103设置在主轴颈101和连杆颈104上，且在主轴颈101和连杆颈102的轴面上各至少裸露一个润滑油孔103的油口。润滑油道104连通于相邻的主轴颈101和连杆颈102上的润滑油孔103之间。主轴圆柱体105嵌设在主轴颈101的中心轴孔内。连杆圆柱体106嵌设在连杆颈102的中心轴孔内。
27.请参阅图5至图6，在一些实施方式中，主轴圆柱体105与主轴颈101的中心轴孔之
间和连杆圆柱体106与连杆颈102的中心轴孔之间均采用过盈配合连接。主轴圆柱体105与主轴颈101的中心轴孔之间和连杆圆柱体106与连杆颈102的中心轴孔之间的过盈配合连接采用压装连接或温差压装，例如是热装连接或冷装连接。主轴圆柱体105和连杆圆柱体106均采用轻质材料。轻质材料可以是但不限于包括铝合金或钛合金等。
28.请参阅图5至图6，在一些实施方式中，润滑油孔103和润滑油道104的加工可以采用实心轴的加工方法或工艺，而且润滑油孔103和润滑油道104一般都会即穿过主轴圆柱体105与主轴颈101的中心轴孔之间的过盈配合面，也会穿过连杆圆柱体106与连杆颈102的中心轴孔之间的过盈配合面。所以，主轴圆柱体105与主轴颈101的中心轴孔之间以及连杆圆柱体106与连杆颈102的中心轴孔之间的过盈量以及过盈配合面的粗糙度应该确保能够满足润滑油不从过盈配合面处泄漏。
29.在一些实施方式中，润滑油孔103和润滑油道104是可以重合的，也就是说，加工时从主轴颈的轴面处直接向相邻的连杆颈的轴面打孔，在主轴颈的轴面上和连杆颈的轴面上各露出一个油口，这种加工相对比较简单，但是更容易受曲轴本体结构尺寸的限制。
30.在一些实施方式中，主轴圆柱体105的直径与连杆圆柱体106的直径可以选择相同或也可以选择不同。
31.在一些实施方式中，主轴颈101、连杆颈102的实心、空心或者填装轻质材料的圆柱体可以组合实施。例如是但不限于主轴颈101采用实心结构，而连杆颈102采用轻质材料的圆柱体充填，采用普通加工方式加工润滑油孔103和润滑油道104，也可以反过来连杆颈102采用实心，主轴颈101采用轻质材料的圆柱体充填。或者主轴颈101采用实心或者采用轻质材料的圆柱体充填，而连杆颈102采用空心结构，连杆颈102的润滑油道104和润滑油孔103采用打入钢管的方式加工。总之，原则是可以根据实际需要进行组合，总之是既可以满足强度、刚度和润滑的同时，又可以尽可能低给曲轴本体10减重。
32.综上所述，本实用新型的轻量化曲轴具有以下优点：本技术通过采取采用加工的方式，把主轴颈和连杆颈中心的都钻空，同时，另外才用轻质材料如铝合金、钛合金等加工成与钻孔相匹配的柱状体，并才用过盈的配合公差以及压力压装或温差压装的工艺，把柱状体安装入曲轴轴颈钻孔中，然后再像实心曲轴一样加工通油孔，通油孔经过曲轴轴颈和柱状体，并通过需控制柱状体和钻孔的过盈量和配合面的粗糙度，以保证润滑油不会沿着配合圆柱面外泄，即满足了曲轴的正常的润滑功能，又达到了给曲轴本身减重目的，而且制造加工简单、可操作性强，适于普及。
33.前述对本实用新型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实用新型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实用新型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实用新型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。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。