[发明专利]曲轴的制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种曲轴，更具体地涉及曲轴的一种制造方法。

背景技术

发动机的曲轴将活塞的往复线性运动转换为绕纵向轴线的旋转运动，来提供扭矩以驱动交通工具，交通工具例如但不局限于火车、船、飞机或汽车。曲轴是发动机的重要部分，是发动机设计的起点。曲轴的设计影响发动机的整体封装（packaging），从而影响发动机的总重量。因此，使得曲轴的尺寸和/或重量最小化可减小发动机的尺寸和重量，所述发动机的尺寸和重量对交通工具的整体尺寸、质量和燃油经济性有复合影响。

曲轴包括至少一个偏离纵向轴线的曲柄销，往复运动的活塞经由连杆附接于其上。由活塞施加至曲轴的力通过二者间的偏离连接（offset connection）在曲轴内产生扭矩，该扭矩使曲轴绕纵向轴线旋转。曲轴进一步包括至少一个主支承轴颈，其同心地放置在纵向轴线附近。曲轴在支承轴颈处被固定至发动机缸体。轴承设置在主支承轴颈附近，在曲轴和发动机缸体之间。

为了降低曲轴的重量，空心部分可形成在曲柄销和主支承轴颈内并延伸穿过曲柄销和主支承轴颈。曲轴通常通过铸造过程形成或生产，例如但不局限于湿型铸造过程或壳模铸造过程。形成在曲柄销和/或主支承轴颈内的任何空心部分在铸造过程中由放置在模具内的多个不同的型芯限定。这些不同的型芯中的每一个必须相对彼此以及模具精确定位，以在正确的位置正确地形成空心部分。

发明内容

提供了一种制造用于发动机的曲轴的方法。该方法包括形成模具的第一半部和第二半部以在它们之间限定空腔。该空腔形成曲轴的外部形状。曲轴的外部形状包括多个销支承轴颈和多个主支承轴颈。单个型芯位于在模具的第一半部和第二半部之间的空腔内。将熔融金属引入空腔以形成曲轴。熔融金属流入空腔内并围绕单个型芯，以同时形成延伸穿过多个销支承轴颈的至少一个和多个主支承轴颈中的至少一个的空心部分。

还提供了一种用于发动机的曲轴。该曲轴包括轴，所述轴具有多个主支承轴颈和多个销支承轴颈。至少一个主支承轴颈和至少一个销支承轴颈包括穿过其延伸的空心部分。主支承轴颈和销支承轴颈内的每个空心部分在铸造过程中由单个型芯同时形成。主支承轴颈和销支承轴颈内的每个空心部分沿着路径相对于轴的纵向轴线延伸，以使得轴内的应力最小化。

因此，主支承轴颈和销支承轴颈内的全部空心部分是由单个型芯形成的。因此，仅需要使单个型芯相对于模具正确地定位，以使所有空心部分自动地相对于彼此和模具定位，从而提高了空心部分的空间准确性，并提高了曲轴的生产效率。

从下文中对实现本发明的最佳模式的有附图的详细描述可知，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。

附图说明

图1是其上仍附接有单个型芯的曲轴铸件（cast crankshaft）的示意性平面图；

图2是沿图1中显示的切割线2-2剖开的示意性剖视图，其显示了单个型芯的截面形状以及曲轴铸件内的最终空心部分。

图3是用来铸造曲轴的、其内设置有单个型芯的模具的示意性平面图；

图4是曲轴的示意图；

图5是固接有单个非圆形型芯的曲轴铸件的可替换实施例的示意性透视图；

图6是非平面型芯的示意性透视图；

图7是沿图5中所示的切割线7-7剖开的示意性截面图。

具体实施方式

本领域技术人员将理解，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶”、“底”等术语是对附图的描述性的使用，不代表本发明保护范围的局限性，所述保护范围由附加的权利要求来限定。

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同的部件，曲轴大致显示在20。参考图1，曲轴20可被配置用于发动机，例如但不局限于汽油发动机或柴油发动机、压气机或其他类似装置。曲轴20包括沿纵向轴线24延伸的轴22，该轴22限定了多个主支承轴颈26、多个臂部27、多个销支承轴颈28以及至少一个配重件30。