一种曲轴总成的制作方法

1.本发明涉及发动机曲轴技术领域，尤其涉及一种曲轴总成。


背景技术：

2.曲轴是发动机中最重要的部件之一，受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。曲轴在工作时是高速旋转，平衡件用来调整平衡，平衡的目的是降低曲轴高速旋转后的振动幅度和频率。
3.连杆装在曲轴的连杆轴颈上，而连杆轴颈与主轴颈中心相距一定的距离。由于上述两个轴颈不同心，当曲轴旋转时，活塞和连杆的惯性质量使曲轴失去平衡，产生很大的离心力，这种不平衡力作用在主轴颈上，会加大负荷。为了消除这种不平衡，需要在曲轴上安装平衡件，其质量大小、形状和安装位置需进行合理设计，以克服曲轴旋转中产生的离心力，减轻主轴颈负荷。
4.由于装配精度等原因，平衡件与曲轴的连接容易产生偏差，导致平衡件与活塞之间的间隙过小，转动过程中容易发生干涉。
5.针对上述问题，需要开发一种曲轴总成，以解决平衡件与曲轴的连接容易产生偏差，导致转动过程中平衡件与活塞发生干涉的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种曲轴总成，能够保证平衡件位置的准确性，防止平衡件与活塞发生干涉。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种曲轴总成，包括：
9.曲轴，所述曲轴包括主轴及多个曲拐组件，所述主轴包括多个间隔设置且同轴的主轴颈，所述曲拐组件包括连杆颈及两个曲柄臂，两个所述曲柄臂的第一端分别连接于所述连杆颈的一端，至少一个所述曲柄臂的第二端开设有第一沉孔，两个所述曲柄臂分别与相邻的两个所述主轴颈连接，所述连杆颈与所述主轴颈不同轴设置；
10.平衡件，所述平衡件可拆卸设置于所述曲柄臂的第二端，所述平衡件开设有与所述第一沉孔正对的第二沉孔；
11.定位环，所述定位环的一端设置于所述第一沉孔，另一端设置于对应的所述第二沉孔。
12.优选地，所述定位环与所述第一沉孔及所述第二沉孔紧配合。
13.优选地，所述曲拐组件的两个所述曲柄臂均设置有一个所述平衡件。
14.优选地，所述曲拐组件为偶数个，所述主轴的中心径向截面为对称平面，所述曲拐组件相对于所述对称平面对称设置。
15.优选地，最靠近所述对称平面的两个所述曲柄臂设置有止推面，所述止推面设置于所述曲柄臂靠近所述对称平面的一侧。
16.优选地，还包括：
17.飞轮组件，所述飞轮组件包括飞轮适配器及飞轮，所述飞轮适配器开设有第一定位孔；
18.第一固定盖板，所述主轴的输出端同轴设置有第一圆锥，所述第一固定盖板与所述第一圆锥分别位于所述第一定位孔的两端，所述第一圆锥的端部设置有第一螺杆，所述第一圆锥部分伸入所述第一定位孔，所述第一固定盖板与所述第一螺杆螺纹连接，并抵压所述飞轮适配器使所述第一定位孔与所述第一圆锥的圆锥面抵接。
19.优选地，所述飞轮组件还包括定位销，所述飞轮及所述飞轮适配器均开设有第三定位孔，所述定位销的两端分别设置于所述飞轮的所述第三定位孔及所述飞轮适配器的所述第三定位孔。
20.优选地，所述飞轮适配器包括第一油路，所述第一油路的两端分别开设于所述第一定位孔的内壁及所述飞轮适配器背离所述曲轴的端面。
21.优选地，第一定位孔的内壁开设有螺旋槽。
22.优选地，还包括：
23.减震器，所述减震器开设有第二定位孔；
24.第二固定盖板，所述主轴的自由端同轴设置有第二圆锥，所述第二固定盖板与所述第二圆锥分别位于所述第二定位孔的两端，所述第二圆锥的端部设置有第二螺杆，所述第二圆锥部分伸入所述第二定位孔，所述第二固定盖板与所述第二螺杆螺纹连接，并抵压所述减震器使所述第二定位孔与所述第二圆锥的圆锥面抵接。
25.本发明的有益效果：
26.本发明提供了一种曲轴总成。该曲轴总成中，主轴的多个主轴颈与多个曲拐组件共同组成了曲轴，且连杆颈与主轴颈不同轴设置，使得曲轴能够将气缸的活塞的直线往复运动转化成曲轴的旋转运动，从而通过曲轴的输出端将动力输出。当曲轴旋转时，产生很大的离心力，这种不平衡力作用在主轴颈上，会加大负荷。为了消除这种不平衡，需要在曲轴上安装平衡件以克服曲轴旋转中产生的离心力，减轻主轴颈负荷。
27.通过定位环能够使平衡件的第二沉孔与曲柄臂的第一沉孔正对，从而对平衡件进行定位，保证平衡件位置的准确性，防止因平衡件位置偏差导致平衡件与活塞发生干涉。
附图说明
28.图1是本发明提供的曲轴总成的主视图；
29.图2是本发明提供的曲轴总成局部的爆炸图；
30.图3是本发明提供的曲轴总成输出端的剖视图；
31.图4是本发明提供的曲轴总成局部的透视图；
32.图5是本发明提供的曲轴总成自由端的剖视图。
33.图中：
34.1、曲轴；2、平衡件；3、定位环；4、对称平面；5、止推面；6、飞轮组件；7、减震器；8、自由端齿轮；9、输出端齿轮；
35.11、主轴；12、曲拐组件；13、第二油路；21、第二沉孔；61、飞轮适配器；62、飞轮；63、定位销；64、螺旋槽；65、第一油路；71、第二定位孔；
36.111、主轴颈；112、输出端；113、第一固定盖板；114、自由端；115、第二固定盖板；121、连杆颈；122、曲柄臂；
37.1111、第三油路；1121、第一圆锥；1122、第一螺杆；1141、第二圆锥；1142、第二螺杆；1211、第四油路；1221、第一端；1222、第二端；1223、第一沉孔。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
40.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
43.本实施例提供了一种曲轴总成。如图1和图2所示，该曲轴总成包括曲轴1、平衡件2及定位环3。曲轴1包括主轴11及多个曲拐组件12，主轴11包括多个间隔设置且同轴的主轴颈111，曲拐组件12包括连杆颈121及两个曲柄臂122，两个曲柄臂122的第一端1221分别连接于连杆颈121的一端，至少一个曲柄臂122的第二端1222开设有第一沉孔1223，两个曲柄臂122分别与相邻的两个主轴颈111连接，连杆颈121与主轴颈111不同轴设置。平衡件2可拆卸设置于曲柄臂122的第二端1222，平衡件2开设有与第一沉孔1223正对的第二沉孔21。定位环3的一端设置于第一沉孔1223，另一端设置于对应的第二沉孔21。
44.该曲轴总成中，主轴11的多个主轴颈111与多个曲拐组件12共同组成了曲轴1，且连杆颈121与主轴颈111不同轴设置，使得曲轴1能够将气缸的活塞的直线往复运动转化成曲轴1的旋转运动，从而通过曲轴1的输出端112将动力输出。为了减少曲轴1在转动的过程中的振动幅度，防止产生过大的轴承载荷，通常需要在连杆颈121的对侧设置平衡件2，从而减少轴承载荷。
45.通过定位环3能够使平衡件2的第二沉孔21与曲柄臂122的第一沉孔1223正对，从而对平衡件2进行定位，保证平衡件2位置的准确性，防止因平衡件2安装位置偏差导致平衡件2与活塞发生干涉。
46.为防止平衡件2在安装在曲柄臂122的第二端1222时绕定位环3发生转动，第二端1222设置至少两个定位环3。相应地，曲柄臂122的第一沉孔1223与平衡件2的第二沉孔21也设置与定位环3相同的数量且一一对应。
47.进一步地，定位环3与第一沉孔1223及第二沉孔21紧配合。通过定位环3防止曲柄臂122与平衡件2之间的相对移动，提高平衡件2位置的准确性。
48.优选地，曲拐组件12的两个曲柄臂122均设置有一个平衡件2。一方面能够简化安装工艺，还能够减少轴承负荷。另一方面，平衡件2的体积不能过大，否则需要较大的安装空间，这就导致单个平衡件2重量有限。若连杆颈121重量较大，受限于平衡件2的体积，单个平衡件2可能无法抵消掉第一端1221的转矩。而设置两个平衡件2，既能够满足曲拐惯性力平衡的要求，又能够满足惯性力矩平衡的要求。
49.如图1所示，曲拐组件12为偶数个，主轴11的中心径向截面为对称平面4，曲拐组件12相对于对称平面4对称设置。对称设置的曲拐组件12能够使曲轴1受到的惯性力和惯性力矩平衡，也方便曲轴的生产加工。
50.在本实施例中，曲轴1共包括10个曲拐组件12，对称平面4的两侧各设置5个曲拐组件12，且沿主轴11的轴向均匀分布。该曲轴1共与10个气缸的活塞连接，对称平面4的两侧各设置5个气缸。
51.优选地，最靠近对称平面4的两个曲柄臂122设置有止推面5，止推面5设置于曲柄臂122靠近对称平面4的一侧。由于两个止推面5分别位于对称平面4的两侧，则止推轴承设置于对称平面4处并分别与两个止推面5抵接，从而限制该曲轴1的轴向位移。
52.如图3所示，该曲轴总成还包括飞轮组件6及第一固定盖板113。飞轮组件6包括飞轮适配器61及飞轮62，飞轮适配器61开设有第一定位孔。主轴11的输出端112同轴设置有第一圆锥1121，第一固定盖板113与第一圆锥1121分别位于第一定位孔的两端，第一圆锥1121的端部设置有第一螺杆1122，第一圆锥1121部分伸入第一定位孔，第一固定盖板113与第一螺杆1122螺纹连接并抵压飞轮适配器61，使第一定位孔与第一圆锥1121的圆锥面抵接。
53.由于圆锥面具有斜度，利用第一固定盖板113与第一圆锥1121的圆锥面从两侧夹紧飞轮适配器61，对于加工精度的要求较低，即便加工的尺寸略有偏差，第一固定盖板113也能够将飞轮适配器61压在第一圆锥1121的圆锥面而不留缝隙，从而使飞轮62与曲轴1连接紧密连接。
54.优选地，飞轮组件6还包括定位销63，飞轮62及飞轮适配器61均开设有第三定位孔，定位销63的两端分别设置于飞轮62的第三定位孔及飞轮适配器61的第三定位孔。定位销63能够使飞轮62与飞轮适配器61不发生相对位移，保证了飞轮62的稳定。
55.为方便飞轮适配器61的第一定位孔与第一圆锥1121之间的拆装，飞轮适配器61包括第一油路65，第一油路65的两端分别开设于第一定位孔的内壁及飞轮适配器61背离曲轴1的端面。操作人员可通过第一油路65向第一定位孔内提供高压油，从而实现飞轮适配器61的安装和拆卸。
56.为了让高压油通过第一油路65进入第一定位孔时分散面积较大，使飞轮适配器61
受力均匀，在第一定位孔的内壁开设有螺旋槽64。螺旋槽64对高压油起到导向作用，使高压油沿着螺旋槽64流动，从而增加飞轮适配器61的受力面积。
57.优选地，飞轮适配器61的外圈安装有轴瓦，可以降低磨损。
58.进一步地，输出端112与飞轮适配器61之间安装唇形密封圈，防止输出端112的机油泄露。
59.其中，主轴11的输出端112套设有输出端齿轮9，主轴11的自由端114套设有自由端齿轮8。自由端齿轮8用于驱动高温水泵、低温水泵、机油泵等运转，输出端齿轮9用于驱动凸轮轴转动。
60.如图4所示，该曲轴总成还包括第二油路13，主轴颈111内设置有第三油路1111，第三油路1111的两端均开口于主轴颈111的表面，连杆颈121内设置有第四油路1211，第四油路1211的两端均开口于连杆颈121的表面，第二油路13连通一个主轴颈111的第三油路1111和与之相邻的一个连杆颈121内的第四油路1211。
61.其中，为了使第一油路65、第二油路13、第三油路1111及第四油路1211在堵塞时便于清理，第一油路65、第二油路13、第三油路1111及第四油路1211均沿直线延伸。
62.优选地，第二油路13的一端开口于曲柄臂122背离连杆颈121的一侧。此处开口不会被遮挡，便于操作人员对第二油路13进行清理。
63.为了防止该曲轴总成在工作时，机油从第二油路13从曲柄臂122背离连杆颈121的一侧开口流出，该曲轴总成还包括封堵螺钉，封堵螺钉与第二油路13的开口螺纹连接，以封堵第二油路13的开口。
64.如图5所示，该曲轴总成还包括减震器7及第二固定盖板115。减震器7开设有第二定位孔71，主轴11的自由端114同轴设置有第二圆锥1141，第二固定盖板115与第二圆锥1141分别位于第二定位孔71的两端，第二圆锥1141的端部设置有第二螺杆1142，第二圆锥1141部分伸入第二定位孔71，第二固定盖板115与第二螺杆1142螺纹连接，并抵压减震器7使第二定位孔71与第二圆锥1141的圆锥面抵接。
65.进一步地，第二油路13位于曲柄臂122的开口处设置有封堵件，用于封堵第二油路13。其中，减震器7的主动圈上安装有轴瓦，可以减少磨损。
66.进一步地，在减振器与自轴端114之间的间隙安装唇形密封圈，防止自由端114的机油外泄。
67.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种曲轴总成，其特征在于，包括：曲轴(1)，所述曲轴(1)包括主轴(11)及多个曲拐组件(12)，所述主轴(11)包括多个间隔设置且同轴的主轴颈(111)，所述曲拐组件(12)包括连杆颈(121)及两个曲柄臂(122)，两个所述曲柄臂(122)的第一端(1221)分别连接于所述连杆颈(121)的一端，至少一个所述曲柄臂(122)的第二端(1222)开设有第一沉孔(1223)，两个所述曲柄臂(122)分别与相邻的两个所述主轴颈(111)连接，所述连杆颈(121)与所述主轴颈(111)不同轴设置；平衡件(2)，所述平衡件(2)可拆卸设置于所述曲柄臂(122)的第二端(1222)，所述平衡件(2)开设有与所述第一沉孔(1223)正对的第二沉孔(21)；定位环(3)，所述定位环(3)的一端设置于所述第一沉孔(1223)，另一端设置于对应的所述第二沉孔(21)。2.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于，所述定位环(3)与所述第一沉孔(1223)及所述第二沉孔(21)紧配合。3.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于，所述曲拐组件(12)的两个所述曲柄臂(122)均设置有一个所述平衡件(2)。4.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于，所述曲拐组件(12)为偶数个，所述主轴(11)的中心径向截面为对称平面(4)，所述曲拐组件(12)相对于所述对称平面(4)对称设置。5.根据权利要求4所述的曲轴总成，其特征在于，最靠近所述对称平面(4)的两个所述曲柄臂(122)设置有止推面(5)，所述止推面(5)设置于所述曲柄臂(122)靠近所述对称平面(4)的一侧。6.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于，还包括：飞轮组件(6)，所述飞轮组件(6)包括飞轮适配器(61)及飞轮(62)，所述飞轮适配器(61)开设有第一定位孔；第一固定盖板(113)，所述主轴(11)的输出端(112)同轴设置有第一圆锥(1121)，所述第一固定盖板(113)与所述第一圆锥(1121)分别位于所述第一定位孔的两端，所述第一圆锥(1121)的端部设置有第一螺杆(1122)，所述第一圆锥(1121)部分伸入所述第一定位孔，所述第一固定盖板(113)与所述第一螺杆(1122)螺纹连接，并抵压所述飞轮适配器(61)使所述第一定位孔与所述第一圆锥(1121)的圆锥面抵接。7.根据权利要求6所述的曲轴总成，其特征在于，所述飞轮组件(6)还包括定位销(63)，所述飞轮(62)及所述飞轮适配器(61)均开设有第三定位孔，所述定位销(63)的两端分别设置于所述飞轮(62)的所述第三定位孔及所述飞轮适配器(61)的所述第三定位孔。8.根据权利要求6所述的曲轴总成，其特征在于，所述飞轮适配器(61)包括第一油路(65)，所述第一油路(65)的两端分别开设于所述第一定位孔的内壁及所述飞轮适配器(61)背离所述曲轴(1)的端面。9.根据权利要求6所述的曲轴总成，其特征在于，所述第一定位孔的内壁开设有螺旋槽(64)。10.根据权利要求1所述的曲轴总成，其特征在于，还包括：减震器(7)，所述减震器(7)开设有第二定位孔(71)；第二固定盖板(115)，所述主轴(11)的自由端(114)同轴设置有第二圆锥(1141)，所述
第二固定盖板(115)与所述第二圆锥(1141)分别位于所述第二定位孔(71)的两端，所述第二圆锥(1141)的端部设置有第二螺杆(1142)，所述第二圆锥(1141)部分伸入所述第二定位孔(71)，所述第二固定盖板(115)与所述第二螺杆(1142)螺纹连接，并抵压所述减震器(7)使所述第二定位孔(71)与所述第二圆锥(1141)的圆锥面抵接。

技术总结
本发明公开了一种曲轴总成，涉及发动机曲轴技术领域。该曲轴总成包括曲轴、平衡件及定位环。曲轴包括主轴及多个曲拐组件，主轴包括多个间隔设置且同轴的主轴颈，曲拐组件包括连杆颈及两个曲柄臂，两个曲柄臂的第一端分别连接于连杆颈的一端，至少一个曲柄臂的第二端开设有第一沉孔，两个曲柄臂分别与相邻的两个主轴颈连接，连杆颈与主轴颈不同轴设置；平衡件可拆卸设置于曲柄臂的第二端，平衡件开设有与第一沉孔正对的第二沉孔；定位环的一端设置于第一沉孔，另一端设置于对应的第二沉孔。该曲轴总成能够保证平衡件位置的准确性，防止平衡件与活塞发生干涉。件与活塞发生干涉。件与活塞发生干涉。


技术研发人员：牛军军 宋雅丽 屠丹红 刘腾 何军
受保护的技术使用者：中船动力研究院有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8