一種曲軸及裝有該曲軸的空氣動力發動機的製作方法

2023-05-29 04:15:36

專利名稱：一種曲軸及裝有該曲軸的空氣動力發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種曲軸，更具體地，涉及一種適用於多缸往復式空氣動力發動機的
曲軸回祁O
背景技術：
曲軸是發動機的主要旋轉部件，其將發動機活塞連杆的往復運動轉換成旋轉運動。然而，曲軸形狀複雜、技術要求高，因此如何選擇材料、如何進行緊湊合理的曲軸設計以及如何加工出高質量的曲軸尤為重要，曲軸在工作過程中承受著複雜的應變力，曲軸質量的好壞直接影響發動機的使用壽命。申請號為200510056007.6的中國發明專利公開了一種內燃機的曲軸，這種曲軸特別適合諸如馬達鏈鋸的手動工具，其由分開的製造零件組裝而成，包括一個曲柄臂，該曲柄臂具有一個用於容納一個曲柄軸頸的中心凹部和用於容納一個曲柄軸頸的一個偏心凹部，曲柄軸頸用於支撐連杆。曲柄臂上在其與偏心凹部對置側上設有一個迴轉質量塊。迴轉質量塊一曲柄臂一體成形，有曲柄臂的一個平面開始在連杆的方向上彎曲。該發明專利雖然能夠提供具有小結構空間而迴轉質量特性良好、成本低的內燃機曲軸，但是其並不適用於大型發動機或者高載荷的動力機械，適用範圍較窄。

發明內容
為克服現有技術的缺陷與不足，本發明旨在提供一種曲軸，該曲軸強度高，裝配精度高、抗疲勞強度與抗衝擊能力強，特別是適用於多缸往復式空氣動力發動機。為實現上述目的，本發明的第一個目的在於提供一種曲軸，包括曲軸、曲柄、曲柄軸、軸承、軸承固定套，所述曲軸前端裝有進/排氣控制軸，所述進/排氣控制軸上固定套有主動電控制片，並通過電控制片固定端與曲軸連接固定，所述曲軸與進/排氣控制軸上的主動電控制片與發動機進排氣電控系統中的從動開關連接，所述主動電控制片上開設有不同弧度的凹槽，所述不同弧度的凹槽與發動機進排氣電控系統中的從動開關活動接觸，繼而控制發動機氣缸的進/排氣。優選的是，所述曲柄上設有曲柄連接孔、曲軸連接孔。在上述任意方案中優選的是，曲柄連接孔與曲軸連接孔內設有內螺紋。在上述任意方案中優選的是，所述曲軸還包括曲軸後端，所述曲軸後端上設有外螺紋，並通過曲軸連接孔的內螺紋與曲柄固定連接。在上述任意方案中優選的是，所述曲軸後端與曲柄為一次製造成型的整體式結構。在上述任意方案中優選的是，所述曲柄軸上設有螺紋。在上述任意方案中優選的是，所述曲柄軸與曲柄通過曲柄上的曲柄連接孔固定連接。作為另一種替代方案優選的是，所述曲柄通過曲柄連接孔內的固定曲拐銷螺母固定連接。作為另一種替代方案優選的是，所述曲軸後端、曲柄與曲柄軸為一次製造成型的整體式結構，這有利於提高整個曲軸的強度，減少裝配誤差。在上述任意方案中優選的是，所述曲柄軸通過所述軸承與所述軸承固定套固定連接。在上述任意方案中優選的是，所述曲柄、曲軸前端、曲柄軸與軸承固定套上開設有潤滑油道，曲柄上的潤滑油道、曲軸前端上的潤滑油道與軸承固定套上的潤滑油道相互導通。在上述任一方案中優選的是，所述曲柄軸與軸承固定套的連接體上開設有潤滑油油槽。在上述任意方案中優選的是，所述潤滑油油槽與潤滑油道導通連接。在上述任意方案中優選的是，所述曲軸、曲柄與曲柄軸採用超高強度剛42CrMo製造而成，採用42CrMo超高強度鋼製成的曲軸、曲柄及曲柄軸具有較高的強度和韌性，淬透性較好，無明顯的回火脆性，調質處理後有較高的疲勞極限和抗多次衝擊能力，低溫衝擊韌性良好。在上述任意方案中優選的是，所述主動電控制片的數量與發動機氣缸的數量相
坐寸ο在上述任意方案中優選的是，所述主動電控制片由尼龍(PA)製成。在上述任意方案中優選的是，所述主動電控制片與主動電控制片之間通過壓合固定連接。作為另一種替代方案優選的是，所述主動電控制片與主動電控制片之間通過粘性材料固定連接。作為另一種替代方案優選的是，所述主動電控制片為一次製造成型的整體式結構。本發明的第二個目的在於提供一種空氣動力發動機,該空氣動力發動機採用本發明的曲軸。本發明的第三個目的在於提供一種空氣動力車輛。該車輛採用本發明中所提供的空氣動力發動機。


圖1為按照本發明的曲軸的一優選施例的立體結構示意圖。圖2為圖1所示施例的主視結構示意圖。圖3為圖2所示優選施例的主視結構示意圖中的局部剖視圖。圖4為圖3所示優選施例的右視結構示意圖。圖5為採用本發明中的曲軸的一種單缸往復式電控可變空氣動力發動機的優選實施例的主視結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明所示的曲軸優選實施做進一步闡述說明。實施例一
如圖1與圖2所示，其公開了本發明的示範性曲軸。該曲軸包括曲軸軸頸1、曲柄2、曲柄軸3、軸承4、軸承固定套5，曲柄2上設有曲柄連接孔10、曲軸連接孔11，曲柄連接孔10與曲軸連接孔11內設有內螺紋，所述曲軸還包括曲軸後端12，所述曲軸後端12上設有外螺紋，並通過曲軸連接孔11的內螺紋與曲柄2固定連接。為了減少裝配誤差，提高曲軸的整體性，作為另一種的替代方案，所述曲軸後端12與曲柄通過數控加工中心一次成型製成整體式結構，以提高了裝配精度。所述曲柄軸3上設有螺紋，所述曲柄軸3與曲柄2通過曲柄2上的曲柄連接孔10固定接連接。作為另一種替代方案，所述曲柄2通過曲柄連接孔10內的固定曲拐銷螺母13固定連接，以在曲軸疲勞損壞時便於拆裝曲軸。為了提高曲軸整體的結構穩定性，曲軸後端
12、曲柄2與曲柄軸3採用一次製造成型的整體式結構，這有利於曲軸承載更大的交變載荷。如圖3與圖4所示，所述曲柄軸3通過所述軸承4與所述軸承固定套5固定連接，軸承4套在曲柄軸3與軸承固定套5的連接體上，所述軸承可以沿著曲柄軸3與所述軸承固定套的軸向做旋轉運動。所述軸承4用於連接發動機連杆機構，可將連杆的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。所述曲柄2、曲軸前端6、曲柄軸3與軸承固定套5上開設有潤滑油道14-1、14-2、14-3。曲柄2上的潤滑油道14_1、曲軸前端上的潤滑油道14_2與軸承固定套5上的潤滑油道14-3相互導通。所述曲柄軸3與軸承固定套5的連接體上開設有潤滑油油槽15，所述潤滑油油槽15與潤滑油道14-1、14-2、14-3導通連接，以便於潤滑油潤滑發動機的曲軸部件及連杆機構。所述曲軸軸頸1、曲柄2與曲柄軸3採用超高強度剛42CrMo製造而成，且主動電控制片8的數量與發動機氣缸的數量相等。採用42CrMo超高強度鋼製成的曲軸軸頸1、曲柄
2、曲柄軸3等具有較高的強度和韌性，淬透性較好，無明顯的回火脆性，調質處理後有較高的疲勞極限和抗多次衝擊能力，低溫衝擊韌性良好，特別適用於曲軸的製造。所述主動電控制片8由尼龍(PA)製成，特別是採用耐摩擦性能好的尼龍材料，例如自潤滑超耐摩尼龍(PA66、PA1010)，其具有很好的電氣絕緣性能、不會因為潮溼影響絕緣性能且有很好的抗衝擊性、耐磨性機與化學穩定性。如圖1與圖3所示，所述主動電控制片8與主動電控制片8之間通過壓合固定連接，或者通過粘性材料固定連接，以製成一體式的主動電控制片8。所述進/排氣控制軸7上固定安裝有主動電控制片8，並通過主動電控制片8的固定端9與曲軸固定連接，所述曲軸與進/排氣控制軸7上的主動電控制片8和發動機進排氣電控系統中的從動開關連接。所述主動電控制片8上開設有所述不同弧度的凹槽16，其與發動機進排氣電控系統中的從動開關活動接觸。曲軸旋轉帶動發動機進排氣電控系統中的從動開關與主動電控制片8活動接觸。主動電控制片8上的不同弧度的凹槽16控制發動機氣缸的運動，使得發動機連杆的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動形成動力源。實施例二
圖1至圖5公開了一種單缸往復式電控可變空氣動力發動機。如圖1與圖5所示，一種單缸往復式電控可變空氣動力發動機，包括曲軸、連杆0-6、連杆銷0-12、電磁閥0-1、氣缸0-2、高壓氣罐。曲軸上的軸承4與連杆0_6固定連接，所述連杆0-6通過連杆銷0-12固定，所述連杆0-6連接有置於氣缸0-2內的活塞，所述活塞在氣缸0-2內往復運動。所述氣缸0-2的外壁上設有電磁閥,所述電磁閥與發動機進排氣電控系統中的從動開關連接。當所述進/排氣控制軸7上的主動電控制片8與發動機進排氣電控系統中的從動開關接觸時，觸發所述氣缸0-2上的電磁閥0-1，此時所述氣缸0-2處於進氣狀態，氣缸0-2內的空氣推動連杆0-6往復運動，連杆0-6帶動曲軸，發動機曲軸將發動機連杆0-6的往復運動轉換成旋轉運動。當所述進/排氣控制軸7上的主動電控制片8與發動機進排氣電控系統中的從動開關斷開時，所述氣缸0-2上的電磁閥0-1閉合或斷開，此時所述氣缸0-2處於空狀態，氣缸0-2內的連杆0-6不運動或處於靜止狀態，發動機不做功。連杆0-6帶動曲軸，發動機曲軸使得發動機連杆0-6的往復運動轉換成旋轉運動。當發動機處於平穩運行時，開啟發動機的閥門，也就是踩下油門，發動機開始供氣工作，當所述進/排氣控制軸7上的主動電控制片8與發動機進排氣電控系統中的從動開關接觸時，電磁閥0-1導通，所述進氣門(17)打開，所述高壓氣罐中的高壓氣體通過所述電磁閥0-1進入氣缸0-2，高壓氣體在氣缸0-2內推動氣缸0-2內的連杆0-6桿運動，同時帶動曲軸轉動。當所述進/排氣控制軸7上的主動電控制片8做旋轉運動時，由於主動電控制片同樣做旋轉運動，此時主動電控制片8形成類似於「凸輪機構」，所述凸輪機構轉過90度角，此時，發動機進排氣電控系統中的從動開關與所述進/排氣控制軸7控制軸上的主動電控制片8等圓接觸，當所述進/排氣控制軸7上的主動電控制片8的凹槽16與發動機進排氣電控系統中的從動開關不接觸時，連杆0-6完成一次行程，當所述進/排氣控制軸7繼續轉動時，所述連杆0-6進行又一次行程，繼而推動所述曲軸連續做旋轉運動，實現連續運轉的功能，根據需要可以增加所述氣缸0-2的數量，提高發動機的動力。以上結合本發明的具體實施例做了詳細描述，但並非是對本發明的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改均屬於本發明的技術範圍，還需要說明的是，按照本發明的曲軸技術方案的範疇包括上述各部分之間的任意組合。與任何發明創造相同，本發明的曲軸是對現有技術的改進，其組成部分包括現有技術中的各細節，然而將這些現有技術中的部件組合在一起，實現本發明的技術方案，這對於本領域技術人員來說並不是顯而易見的，而是發明人數月伏案工作和大量實驗的結晶。
權利要求
1.一種曲軸，其包括曲軸軸頸(I)、曲柄(2)、曲柄軸(3)、軸承(4)、軸承固定套(5)，其特徵在於:所述曲軸前端(6)裝有進/排氣控制軸(7)，所述進/排氣控制軸(7)上固定套有主動電控制片(8)，並通過主動電控制片(8)的固定端(9)與曲軸(I)固定連接，所述進/排氣控制軸(7)上的主動電控制片(8)與發動機進排氣電控系統中的從動開關連接，所述主動電控制片(8)上開設有不同弧度的凹槽(16)，所述不同弧度的凹槽(16)與發動機進排氣電控系統中的從動開關活動接觸，繼而控制發動機氣缸的進/排氣。
2.如權利要求1所述的曲軸，其特徵在於:所述曲柄(2)上設有曲柄連接孔(10)、曲軸連接孔(11)。
3.如權利要求2所述的曲軸，其特徵在於:曲柄連接孔(10)與曲軸連接孔(11)內設有內螺紋。
4.如權利要求1所述的曲軸，其特徵在於:所述曲軸(I)還包括曲軸後端(12)，所述曲軸後端(12)上設有外螺紋，其通過曲軸連接孔(11)的內螺紋與曲柄(2)固定連接。
5.如權利要求4所述的曲軸，其特徵在於:所述曲軸後端(12)與曲柄(2)為一次製造成型的整體式結構。
6.如權利要求1所述的曲軸，其特徵在於:所述曲柄軸(3)上設有螺紋。
7.如權利要求3或6所述的曲軸，其特徵在於:所述曲柄軸(3)與曲柄(2)通過曲柄(2)上的曲柄連接孔(10)固定連接。
8.如權利要求7所述的曲軸，其特徵在於:所述曲柄(2)通過曲柄連接孔(10)內的固定曲拐銷螺母(13)固定連接。
9.如權利要求1或4所述的曲軸，其特徵在於:所述曲軸後端(12)、曲柄⑵與曲柄軸(3)為一次製造成型的整體式結構。
10.如權利要求9所述的曲軸，其特徵在於:所述曲柄軸(3)通過所述軸承(4)與所述軸承固定套(5)固定連接。
全文摘要
本發明涉及一種曲軸，具體而言，涉及一種用於空氣動力發動機的曲軸，其包括曲軸軸頸(1)、曲柄(2)、曲柄軸(3)、軸承(4)、軸承固定套(5)，所述曲軸前端(6)裝有進/排氣控制軸(7)，進/排氣控制軸(7)上固定套有主動電控制片(8)，並通過主動電控制片(8)的固定端(9)與曲軸(1)連接固定，進/排氣控制軸(7)上的主動電控制片(8)與發動機進排氣電控系統中的從動開關連接。所述主動電控制片(8)上開設有不同弧度的凹槽(16)，該凹槽(16)與發動機進排氣電控系統中的從動開關活動接觸，繼而控制發動機氣缸的進/排氣。本發明的曲軸強度高，裝配精度高、抗疲勞強度與抗衝擊能力強。
文檔編號F01B9/02GK103206449SQ20121032625
公開日2013年7月17日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者周登榮, 周劍 申請人:祥天控股(集團)有限公司