曲轴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种曲轴，包括连接板和邻近所述连接板设置的杆轴颈；所述杆轴颈包括邻近连接板设置的圆角；所述圆角包括锥形的底切部分，所述底切部分具有渐进深度的凹陷形状。所述底切部分由后掠角和偏移角限定。本实用新型专利技术提供了以偏移角限定的底切部分，由此可以在减少曲轴应力的同时，保持曲轴的硬度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种曲轴，包括连接板和邻近所述连接板设置的杆轴颈；所述杆轴颈包括邻近连接板设置的圆角；所述圆角包括锥形的底切部分，所述底切部分具有渐进深度的凹陷形状。所述底切部分由后掠角和偏移角限定。本技术提供了以偏移角限定的底切部分，由此可以在减少曲轴应力的同时，保持曲轴的硬度。【专利说明】曲轴
本技术总体涉及用于曲轴的圆角，更具体地，涉及与发动机上的曲轴一起使用的圆角。
技术介绍
随着发动机的广断应用，需要减小发动机的尺寸，同时增加可从这些发动机得到的输出功率。当发动机尺寸减小时，发动机曲轴的尺寸也将减小。因此，更少的空间可用于轴承和用于减小应力的特征部分，例如圆角(fi11et)。为了容纳较短的曲轴，已经使用了完整地环绕杆轴颈的底切圆角。虽然这可使得所需的曲轴上的应力的减小，但是它也会减小曲轴在应用中所期望的硬度。 德国专利第11916492A1号(“Duetz”)公开了曲轴的一个例子。图2公开了曲轴的一部分的横截面。曲轴包括轴颈2、连接板4和曲柄销3。为了减轻应力，连接板4具有至少一个切入其中的凹槽。在一个实施例中，凹槽可以在连接板4颊板的任一侧上切割，与曲轴的过渡区域或圆角区域5、6隔开一定距离。如图3所示，凹槽可以是弧形的。该设计没有公开以偏移角限定的底切部分。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种曲轴，在减少曲轴应力的同时，保持曲轴的硬度。 一个方面，本技术提供了一种曲轴，所述曲轴包括连接板和邻近于所述连接板设置的杆轴颈；所述杆轴颈包括邻近连接板设置的圆角，所述圆角包括锥形的底切部分，所述底切部分具有渐进深度的凹陷形状；所述底切部分由后掠角和偏移角限定；所述偏移角在10度至30度的范围内。优选的，所述后掠角可以在50度至130度的范围内；或者在80度至100度的范围内；或者所述后掠角约为90度。 优选的，所述偏移角可以在15度至25度的范围内；或者约为15度。 优选的，所述底切部分的最大深度位于所述底切部分弧长的中点处。 进一步的，所述底切部分延伸穿过圆角并进入连接板中。 其中，所述底切部分被限制于圆角中。 另一个方面，本技术提供了一种围绕X轴线可旋转地安装在发动机内的曲轴，所述曲轴包括连接板以及杆轴颈，所述杆轴颈设置成邻近于所述连接板并配置成围绕X轴线沿轨道运行；所述杆轴颈具有中心线，所述中心线与X轴线平行并与其间隔开；所述杆轴颈包括邻近连接板设置的圆角，所述圆角包括锥形的底切部分，所述底切部分具有渐进深度的凹陷形状；所述底切部分由后掠角和偏移角限定，所述后掠角在50度至130度的范围内，而偏移角在10度至30度的范围内。进一步的，所述底切部分的最大深度位于所述底切部分弧长的中点处。 以上提到的技术方案通过提供以偏移角限定的底切部分，从而可以在减少曲轴应力的同时，保持曲轴的硬度。 【专利附图】【附图说明】 图1是发动机的一种实施例的横截面示意图，该发动机具有根据本技术的教导构造的示例性曲轴； 图2是图1的曲轴的一部分的放大透视图； 图3是图1的曲轴的一部分的另一放大透视图； 图4是图3所示的曲轴沿着4-4线截取的一部分的透视图； 图5是图3所示的曲轴在圆角中产生底切部分之前的一部分的另一透视图； 图6是图3所示的曲轴在形成底切部分之前的一部分的另一透视图。 【具体实施方式】 图1示出了发动机100的一个示例，发动机100包括有本技术的特征。尽管说明书和附图是参考共轨燃料系统中使用的发动机100上的曲轴，但是根据本技术的教导可以应用在具有其他类型的燃料系统的发动机100中的曲轴上，在降低应力的同时，保持曲轴的硬度。此外，本技术的教导可用于其它应用，在减少应力的同时，保持组件，诸如曲轴、凸轮轴等中的部件的硬度。 发动机100可包括发动机缸体102，其至少部分地限定多个气缸104。活塞106可滑动地设置在各个气缸104中，并且发动机100还可包括与每个气缸104相关联的缸盖108。气缸104、活塞106和缸盖108可共同形成燃烧室110。 发动机100可包括可旋转地安装在发动机缸体102内的曲轴112。曲轴112在X轴线上居中并绕X轴线旋转，如图1所示。曲轴112包括一个或多个间隔开的杆轴颈114，其夹在一对连接板116之间。连接板116也围绕X轴线旋转。每个杆轴颈114以杆轴颈中心线J (在图1中分别为J1-J6)为中心轴线。每个中心线J与X轴线间隔开并基本平行于X轴线。每个杆轴颈114绕曲轴112的X轴线沿轨道运行。 连杆118将每个活塞106连接到杆轴颈114，使得活塞106在其各自的气缸104内的滑动运动导致相关联的杆轴颈114和曲轴112的旋转。同样地，曲轴112的旋转可导致活塞106的滑动运动。 空气-燃料混合物在燃烧室110中的燃烧可在活塞106上产生力，该力通过连杆118传到曲轴112。应力减小特征寻求降低由这个力在曲轴112上产生的应力，等。 图2示出图1的曲轴的一部分(即，邻近连接板116的杆轴颈114)的放大透视图。为了讨论的目的，在图1中能够看到的连杆118在图2中没有示为连接到杆轴颈114。如从图3中可以清楚看到的，杆轴颈114包括圆角128，该圆角128围绕杆轴颈114的底部130、邻近杆轴颈114过渡到连接板116的位置设置。圆角128可认为是杆轴颈114和连接板116之间的相交点的倒圆。在一个实施例中，圆角128可以完全环绕杆轴颈114。圆角128包括底切部分132。底切部分132是凹陷的、弧形并且可以由后掠角和偏移角限定。 图4示出图3所示的曲轴112沿4-4线截取的一部分的透视图。图4示出了示例性后掠角Θ。所述后掠角Θ的顶点S设置在杆轴颈114的中心线J上。在本技术中，由后掠角限定意指使底切部分的弧长度Lu绕后掠角(在相同位置)的弧长度Ls延伸，并且所述延伸基本上不超过所述后掠角的弧长度Ls。在一个示例性实施例中，后掠角Θ可以在约50度至约130度的范围内。在另一个实施例中，后掠角Θ可以在大约80度至大约100度的范围内。在又一个实施例中，后掠角Θ可以约在90度加减10%的范围内。在其他实施例中，可以使用上述角度范围之外的其他后掠角。 图5是图3所示的曲轴112在圆角128中产生底切部分132之前的一部分的另一个透视图。底切部分132的凹陷形状可以使用圆形的切割或铣削工具(统称为“圆形铣削工具”)形成，该圆形铣削工具配置成制作凹陷的大致圆形的切口。此种工具的一个例子，如本领域已知的，是磨轮等，将圆形铣削工具绕T轴线旋转，铣削或去除材料并产生大致凹陷和圆形的或者至少部分圆形的底切部分132。切割半径Ck是圆形铣削工具，如磨轮的半径，是从其围绕旋转的T轴线测量的。图5示出了示例性的切割半径CK，且其顶点C在T轴线上。 随着圆形铣削工具围绕杆轴颈114移动通过所述后掠角Θ，圆形铣削工具所产生的底切部分132的深度发生变化。如可以在图4中清楚看到的，底切部分132具有沿底切部分的弧长Lu以及底切部分132的宽度W 二者渐进的深度。其沿着底切部分132的弧长Lu的最深点通常出现在弧长Lu的中点M处或附近，且其沿着弧长L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲轴，其特征在于，包括：连接板；和邻近连接板设置的杆轴颈，所述杆轴颈包括邻近所述连接板设置的圆角，所述圆角包括锥形的底切部分，所述底切部分具有渐进深度的凹陷形状；其中，所述底切部分由后掠角和偏移角限定，所述偏移角在10度至30度的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·克雷斯，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US