[实用新型]一种发动机曲轴曲柄结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体为一种发动机曲轴曲柄结构。

背景技术

发动机是汽车的心脏，而曲轴则是发动机的心脏，曲轴作为发动机内最大的运动件，其对外输出动力，也消耗发动机运行的很大一部分摩擦损失。设计人员一直致力于设计出强度更好，扭转刚度更高，成本更低，重量更轻的曲轴。

随着发动机技术的进步，发动机能量密度逐渐加大，升功率、升扭矩进一步提高。目前常规的设计是采用更高强度的材料，导致成本增加，或者是采用更粗壮的曲轴曲柄结构，导致曲轴重量增大，不利于节能减排及节省材料，而不合理的结构，导致曲柄弯曲强度满足了，而扭转刚度不足，或扭转刚度满足，弯曲强度过剩。因此需要一种新型的曲柄结构，在成本、重量、强度、刚度上达到一种平衡。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机曲轴曲柄结构，以优化曲柄的结构强度、刚度、成本以及重量的关系。

本实用新型所述的发动机曲轴曲柄结构，包括曲柄销和分别位于曲柄销两端的第一曲柄臂和第二曲柄臂，在所述两曲柄臂外侧分别设有主轴颈，第一曲柄臂的外侧靠曲柄销一端具有第一斜面，该曲柄臂另一端的内侧具有第二斜面，所述第一斜面与曲柄销侧面间夹角为40°～45°，所述第二斜面与主轴颈侧面间夹角为20°～25°。

优选的，第一斜面与第一曲柄臂外侧面通过半径R10～R20的圆角过渡，第二斜面与第一曲柄臂内侧面通过半径R10～R20的圆角过渡。

优选的，所述第一曲柄臂的外周轮廓大致为椭圆形，该椭圆形宽度b为0.78～0.82倍[(d1+d2)/2+a]，其中d1为主轴颈直径，d2为曲柄销直径，a为曲拐半径。

优选的，所述第一曲柄臂的椭圆形外周轮廓的长宽比为1：0.7。

本实用新型具有结构简单、制造容易、弯曲强度好、扭转刚度高、重量轻的优点。

附图说明

图1是本实用新型的立体视图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的左视图；

图4是本实用新型轴向组成的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细阐述，以下实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

实施例一：

参见图3、图4，受发动机整体结构限制，发动机开发前期时，即首先确定了曲拐半径a，缸心距s，主轴颈直径d1，主轴颈宽度w1，曲柄销直径d2，曲柄销宽度w2，自然也就确定了曲柄臂厚度n。因此曲轴结构优化，主要从曲柄臂结构形状上进行突破。

如图1、图2所示的发动机曲轴曲柄结构，包括曲柄销1和分别位于曲柄销两端的第一曲柄臂2和第二曲柄臂3，在所述两曲柄臂外侧分别设有主轴颈4。

第一曲柄臂2的外侧靠曲柄销一端具有第一斜面21，该曲柄臂另一端的内侧具有第二斜面22。

所述第一斜面21与曲柄销侧面23间夹角α为40°，第一斜面21与第一曲柄臂外侧面24通过半径R10的圆角r1过渡，便于毛坯制造及避免产品应力集中。

所述第二斜面22与主轴颈侧面25间夹角β为20°，第二斜面22与第一曲柄臂内侧面26通过半径R10的圆角r2过渡，便于毛坯制造及避免产品应力集中。

参见图3，所述第一曲柄臂的外周轮廓27圆滑，大致为椭圆形，该椭圆形的长宽比为1：0.7，其宽度b=0.78×[(d1+d2)/2+a]，其中d1为主轴颈直径，d2为曲柄销直径，a为曲拐半径。

曲柄臂宽度增宽，强度提升甚微，但重量急剧增加，若曲柄臂宽度减少，弯曲强度减少明显。上述曲柄结构尺寸比例在保证曲轴弯曲疲劳强度的前提下，最大限度提高了曲轴的扭转刚度，达到最佳的曲柄结构强度、刚度与重量关系。

实施例二：

在本实施例中，第一斜面21与曲柄销侧面23间夹角α为45°，第一斜面与第一曲柄臂外侧面24通过半径R20的圆角r1过渡。第二斜面22与主轴颈侧面25间夹角β为25°，第二斜面与第一曲柄臂内侧面26通过半径R20的圆角r2过渡。第一曲柄臂的外周椭圆形轮廓的宽度b=0.82×[(d1+d2)/2+a]。本实施例的其余技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：

在本实施例中，第一斜面21与曲柄销侧面23间夹角α为42.5°，第一斜面与第一曲柄臂外侧面24通过半径R15的圆角r1过渡。第二斜面22与主轴颈侧面25间夹角β为22.5°，第二斜面与第一曲柄臂内侧面26通过半径R15的圆角r2过渡。第一曲柄臂的外周椭圆形轮廓的宽度b=0.8×[(d1+d2)/2+a]。本实施例的其余技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。