曲轴制造技术

本发明专利技术涉及一种用于直列四缸发动机的平面曲轴，该平面曲轴包括八个曲柄臂。第四曲柄臂(A4)和第五曲柄臂分别设置有配重。第四曲柄臂(A4)的宽度(H4)和第五曲柄臂的宽度(H5)中的每一者均设定成比第二曲柄臂(A2)的宽度(H2)小。第三曲柄臂(A3)的宽度(H3)和第六曲柄臂的宽度(H6)中的每一者均设定成比第二曲柄臂(A2)的宽度(H2)大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于直列四缸发动机的曲轴。
技术介绍
用于直列四缸发动机的曲轴包括：用作曲轴的旋转中心的曲柄轴颈；曲柄销，曲柄销设置在与对应的曲柄轴颈偏心的位置处并且联接有连杆；以及将各曲柄轴颈联接至对应的曲柄销的曲柄臂。曲轴没有足够的刚度将在其旋转期间引起振动等，因此，通常为曲轴提供局部加强以确保足够的刚度。用于确保刚度的这种局部加强的示例可以包括日本专利申请公报No.2012-172797中描述的曲轴。在JP.2012-172797中描述的曲轴中，为了抑制由于设置在曲轴的轴端部处的飞轮的振动而在靠近飞轮的曲柄臂处产生扭转振动，靠近飞轮的曲柄臂设置有局部加强部以增强曲柄臂的刚度。
技术实现思路
通过为曲轴提供局部加强可以确保曲轴的刚度。不幸的是，简单地提供该加强进一步导致增大曲轴的重量。曲轴的重量的增大引起曲轴的惯性力矩的增大，从而引起诸如燃料效率的下降和发动机重量增大之类的不便。因此，在曲轴设计中需要确保刚度和最大程度地减小重量两者。本专利技术提供了具有较轻重量和较高刚度的曲轴。用于解决上述问题的曲轴为用于直列四缸发动机的平面曲轴，该平面曲轴包括：五个曲柄轴颈；四个曲柄销；以及八个曲柄臂。第四曲柄臂为位于从曲轴的两个轴端部中的一个轴端部计数的第四位置处的曲柄臂，第五曲柄臂为位于从所述轴端部计数的第五位置处的曲柄臂，第四曲柄臂和第五曲柄臂分别设置有配重。在从曲轴的轴端部观察曲柄臂的情况下，在每个曲柄臂的宽度限定成所述曲柄臂在曲柄轴颈的中心轴线与曲柄销的中心轴线之间的在与下述线段正交的方向上的尺寸的最大值：所述线段垂直地延伸穿过曲柄轴颈的中心轴线和曲柄销的中心轴线，第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度小，第二曲柄臂为位于从轴端部计数的第二位置处的曲柄臂。第三曲柄臂为位于从轴端部计数的第三位置处的曲柄臂，第六曲柄臂为位于从轴端部计数的第六位置处的曲柄臂，第三曲柄臂和第六曲柄臂的各自的宽度均设定成比第二曲柄臂的宽度大。上述构型中上文描述的“宽度”不包括突出部(例如提供标记等的凸起部等)的尺寸，该突出部为从曲柄臂突出的部分，并且对该曲柄臂的刚度和重量没有太大的影响。曲柄臂可以在相对于对应的轴颈与对应的曲柄销相反的一侧设置有配重。由于曲柄臂具有更小的重量从而减小了该曲柄臂的旋转力矩，因此可以使针对该曲柄臂设置的配重减小更多的重量和更多的尺寸。设置有配重的第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度小。因此，与将第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度均设定成与第二曲柄臂的宽度相等的情况相比，可以减小第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的重量。在第四曲柄臂和第五曲柄臂中的每一者中，位于对应的曲柄轴颈与对应的曲柄销之间的曲柄臂的重量变小，并且因此，如上文所述的，可以减小分别针对第四曲柄臂和第五曲柄臂设置的配重的各自的重量。通过将第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度小，可以不仅减小第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的重量，还可以减小其配重的各自的重量，从而有效地减小曲轴的重量。在第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度小的情况下，第四曲柄臂的刚度和第五曲柄臂的刚度变得下降。为了应对该问题，在用于直列四缸发动机的曲轴中，为位于从轴端部计数的第三位置处的曲柄臂的第三曲柄臂固定至曲柄销，该曲柄销固定至第四曲柄臂，并且第三曲柄臂和第四曲柄臂用作支承曲柄销的一对曲柄臂。类似地，为位于从轴端部计数的第六位置处的曲柄臂的第六曲柄臂固定至曲柄销，该曲柄销固定至第五曲柄臂，并且第五曲柄臂和第六曲柄臂也用作支承曲柄销的一对曲柄臂。在上述构型中，与第四曲柄臂成一对的第三曲柄臂的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度大。因此，与将第三曲柄臂的宽度设定成与第二曲柄臂的宽度相等的情况相比，第三曲柄臂具有更大的刚度。即使第四曲柄臂的刚度变小，但第三曲柄臂的刚度变大，从而抑制了一对曲柄臂的整体刚度的下降。因此，可以抑制由于第四曲柄臂的重量的减小而引起的曲轴的刚度的下降。类似的，在上述构型中，与第五曲柄臂成一对的第六曲柄臂的宽度设定成比第二曲柄臂的宽度大，因此，与将第六曲柄臂的宽度设定成与第二曲柄臂的宽度相等的情况相比，第六曲柄臂具有更大的刚度。即使第五曲柄臂的刚度变小，但第六曲柄臂的刚度变大，从而抑制了一对曲柄臂的整体刚度的下降。因此，可以抑制由于第五曲柄臂的重量的减小而引起的曲轴的刚度的下降。根据上述构型，可以减小曲轴的重量，并且抑制曲轴由于其重量的减小而引起的刚度的下降；因此可以获得具有较轻的重量和较高的刚度的曲轴。另一方面，在曲柄臂的宽度减小时，该曲柄臂的刚度下降。应该注意的是，在曲柄臂的宽度变得比对应的曲柄轴颈的直径小的情况下，曲柄臂的刚度趋于变得明显下降。为了应对该问题，在上述曲轴中，优选的是，第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的宽度均设定成比设置在第四曲柄臂与第五曲柄臂之间的第三轴颈的直径大。根据上述构型，可以抑制由于曲柄臂的宽度的减小而引起的曲柄臂的刚度的下降。在上述曲轴中，优选的是，第三曲柄臂的宽度相对于第四曲柄臂的宽度的比值和第六曲柄臂的宽度相对于第五曲柄臂的宽度的比值均设定成在1.03至1.26范围内的相同的比值。根据上述构型，与将第三曲柄臂的宽度、第四曲柄臂的宽度、第五曲柄臂的宽度和第六曲柄臂的宽度设定成全部相同的情况相比，可以在保持曲轴的刚度与对比情况相同的同时减小曲轴的重量。在上述构型中，在第四曲柄臂的宽度限定为H4以及第三曲柄臂的宽度限定为H3的情况下，第三曲柄臂的宽度相对于第四曲柄臂的宽度的比值指代由(H3/H4)所表示的比值。类似的，在第五曲柄臂的宽度限定为H5以及第六曲柄臂的宽度限定为H6的情况下，第六曲柄臂的宽度相对于第五曲柄臂的宽度的比值指代由(H6/H5)所表示的比值。附图说明将参照附图对本专利技术的示例性实施方式的特征、优点和技术意义以及工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1为示出了根据一个实施方式的曲轴的结构的侧视图；图2中的(D2)为沿如图1中所示的线D2-D2截取的截面图，图2中的(D3)为沿如图1中所示的线D3-D3截取的截面图，以及图2中的(D4)为沿如图1中所示的线D4-D4截取的截面图；图3为示出了按单个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直列四缸发动机的平面曲轴，所述曲轴的特征在于包括：五个曲柄轴颈；四个曲柄销；以及八个曲柄臂，所述八个曲柄臂包括：第二曲柄臂，所述第二曲柄臂为位于从所述曲轴的两个轴端部中的一个轴端部计数的第二位置处的曲柄臂；第三曲柄臂，所述第三曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴端部计数的第三位置处的曲柄臂；第四曲柄臂，所述第四曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴端部计数的第四位置处的曲柄臂，所述第四曲柄臂包括配重；第五曲柄臂，所述第五曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴端部计数的第五位置处的曲柄臂，所述第五曲柄臂包括配重；以及第六曲柄臂，所述第六曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴端部计数的第六位置处的曲柄臂，所述第四曲柄臂和所述第五曲柄臂中的每一者均具有比所述第二曲柄臂的宽度小的宽度，所述第三曲柄臂和所述第六曲柄臂中的每一者均具有比所述第二曲柄臂的宽度大的宽度，以及每个曲柄臂的宽度为：在从所述曲轴的所述一个轴端部观察所述曲柄臂时，所述曲柄臂在所述曲柄轴颈的中心轴线与所述曲柄销的中心轴线之间的在与下述线段正交的方向上的尺寸的最大值，所述线段垂直延伸穿过所述曲柄轴颈的所述中心轴线和所述曲柄销的所述中心轴线。...

【技术特征摘要】
2014.12.12 JP 2014-2522751.一种用于直列四缸发动机的平面曲轴，所述曲轴的特征在于包
括：
五个曲柄轴颈；
四个曲柄销；以及
八个曲柄臂，所述八个曲柄臂包括：
第二曲柄臂，所述第二曲柄臂为位于从所述曲轴的两个轴端部
中的一个轴端部计数的第二位置处的曲柄臂；
第三曲柄臂，所述第三曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴
端部计数的第三位置处的曲柄臂；
第四曲柄臂，所述第四曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴
端部计数的第四位置处的曲柄臂，所述第四曲柄臂包括配重；
第五曲柄臂，所述第五曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴
端部计数的第五位置处的曲柄臂，所述第五曲柄臂包括配重；以及
第六曲柄臂，所述第六曲柄臂为位于从所述曲轴的所述一个轴
端部计数的第六位置处的曲柄臂，
所述第四曲柄臂和所述第五曲柄...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野浩一，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP