用於內燃機或壓縮機曲軸的零件、曲軸及內燃機、壓縮機的製作方法
2023-05-05 01:19:16 3
專利名稱：用於內燃機或壓縮機曲軸的零件、曲軸及內燃機、壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機或壓縮機曲軸，具體涉及用於曲柄圓滑塊形式的內燃 機或者壓縮機曲軸的零件及其組成的曲軸。本發明同時提供包括上述曲軸的 內燃機和壓縮機。
背景技術：
往復式內燃機或者壓縮機都需要實現活塞的往復運動和曲軸的旋轉運動 之間的轉換，其中，往復式內燃機是將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運 動，而往復式壓縮機則是將曲軸的旋轉運動轉化為活塞的往復運動。目前的 通用技術下，上述轉換過程均需要使用曲柄連杆機構。由於曲柄連杆機構中 連杆的存在，使機器龐大、笨重，無法完全平衡.
為了解決上述問題，中國專利CN85100359A公開了一種"曲柄圓滑塊 往復活塞式內燃^/L"，中國專利ZL95111404.2保護了一種"曲柄雙圓滑塊往 復活塞式內燃機"，中國專利ZL95111403.4保護了一種"曲柄多圓滑塊往復 活塞式內燃機"。上述內燃機的共同特點是對通用技術下內燃機的曲柄連杆機 構進行了徹底改進，採用具有偏心圓孔的圓滑塊代替連杆。所述偏心圓滑塊 呈圓柱形，並且開有平行於圓柱體軸線的偏心圓孔，該偏心圓孔用於穿過曲 軸的曲柄銷。該內燃才幾的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導向部，其中 導向部上開有圓孔，該圓孔的內徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合，所述圓 滑塊即安置在活塞導向部上與其外周相配合的圓孔中。當所述活塞受到汽缸 中燃燒氣體的推動而在氣缸中往復運動時，所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心 轉動，並進而帶動曲軸反向轉動，從而將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉 運動，再通過與曲軸連接的旋轉部件向外傳遞功率。上述專利的思想也可以 方便的轉用到壓縮機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機。
在上述曲柄圓滑塊式內燃機或者壓縮機中，曲軸仍然是一個不可或缺的 部件。曲軸具有主軸頸和曲柄銷，所述主軸頸用於通過軸承將曲軸支撐在缸 體上，所述曲柄銷則穿過所述圓滑塊的偏心圓孔中。由於主軸頸的直徑大於 所述曲柄銷，位於兩端的主軸頸必然將所述曲柄銷的軸線的左右完全封死，
因此，必須考慮如何將圓滑塊套在曲柄銷上。
解決上述問題的一種方法是，將所述圓滑塊做成剖分的結構，即分為各 自為半圓的左右兩塊，安裝時將左右兩塊相對套在曲柄銷上，再通過鎖緊結 構將左右兩塊合為一體。這種方法雖然可以解決上述問題，但是由於圓滑塊 本身尺寸較小，還要設置偏心圓孔，使安置鎖緊結構的尺寸有限，圓滑塊在 發動機工作時受力又比較大，造成鎖緊結構容易失效。因此，這種剖分的圓 滑塊並非優選的方案。
發明內容
針對上述問題，本發明解決的技術問題在於，提供用於內燃機或壓縮機 曲軸的零件，這些零件用於相互配合組成曲軸。這種組合形成的曲軸便於所 述圓滑塊方便的安置在曲柄銷上，易於加工組裝，固定牢靠，不易失效，且 拆裝重組後，各零件的相位關係不變。本發明另外提供使用上述曲軸的內燃 機和壓縮機。
本發明提供的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，包括單拐主軸頸和曲柄 銷兩部分，曲柄銷垂直於所述單拐主軸頸伸出，其軸線相對所述曲軸主軸頸 軸線偏置，其前端呈錐形，並在該錐端圓錐面上，從起小徑端或者大徑端開 始，開有至少一個第一定位半孔，該第一定位半孔能夠和曲柄上的第二定位
半孔相配，構成完整的定位銷孔；該零件稱為單拐。 優選的，所述第一定位半孔具體是沿錐度方向開設。 優選的，所述第一定位半孔共有兩個。
優選的，所述單拐主軸頸外端面上，設置有安裝飛輪或其它動力輸出連 接部件的結構。
優選的，所述單拐主軸頸和曲柄銷之間設置有連接兩者的第一曲柄臂。 優選的，所述第一曲柄臂與所述單拐主軸頸同軸，其直徑較單拐主軸頸 稍大，並且在凸出部位朝向單拐主軸頸的外端面方向開有環槽，該環槽的外 槽口內扣，該環槽稱為甩油盤；該環槽底部開i殳有油道，該油道/人曲柄銷內 部通向曲柄銷表面的油孔。
優選的，所述第一曲柄臂和所述單拐主軸頸的軸線重合。
優選的，所述第一曲柄臂軸線相對所述單拐主軸頸的軸線偏心設置，並
且位於遠離曲柄銷軸線的 一側。
優選的，所述曲軸用於單缸發動機時，在曲柄銷上設置有包含至少兩個 齒的齒段，該齒段與活塞上對應的內齒段相配合，曲柄銷上與所述齒段對稱 呈180度的位置上設置有凸起部位。
優選的，環繞所述曲柄銷根部設置有減磨凸臺。
優選的，所述曲柄銷錐端的前端面中心開設有與曲柄螺栓相配合的螺紋孔。
優選的，所述曲柄銷錐端錐度處於自鎖的錐度範圍內。
一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，包括有曲柄主軸頸，該曲柄主軸 頸上開有與曲柄銷錐端相配合的錐孔，該錐孔的軸線平行於所述曲柄主軸頸
的軸線，並且相對所述曲柄主軸頸軸線偏置；該錐孔的內徑面上，/人其小徑
端面或大徑端面開始，^沒置和與其相配的單拐上的第一定位半孔相對應的第 二定位半孔，該第二定位半孔能夠在單拐和該零件組合後，構成完整的定位
銷孔；該零件稱為曲柄。
優選的，所述曲柄朝向曲柄銷的內端面設置有第二曲柄臂。
優選的，所述曲柄上設置有曲柄螺栓安裝空間，組裝時，在曲柄和曲柄
銷相互插接配合後，使用曲柄螺栓將兩者鎖緊。
優選的，所述曲柄的外端面上，設置有安裝飛輪或其它動力輸出連接部
件的結構。
優選的，所述曲柄上開設有若干去重孔。
優選的，所述曲柄的內端面上，以與曲柄銷接觸位置為中心設置有減磨 凸臺。
本發明提供一種內燃機或壓縮機曲軸，該曲軸包括相互配合的單拐和曲
柄；所述單拐為前述任一項技術方案提供的單拐；所述曲柄為前述任一項技 術方案所述的曲柄；該曲軸組裝時，所述曲柄以其錐孔與所述單拐的曲柄銷 前端的錐端配合插接，並將定位銷插入對應的第 一定位半孔和第二定位半孔 組合成的銷孔中，以確保所述曲柄主軸頸和單拐主軸頸兩者的軸線重合，並 與曲柄銷的中心線平行。
本發明還提供一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，包括第一曲柄銷、
雙拐主軸頸、第二曲柄銷；其中，第一曲柄銷和第二曲柄銷分別從所述雙拐
主軸頸的左、右端面垂直伸出，上述第一曲柄銷和第二曲柄銷的前端均為錐
端；所述第一曲柄銷和第二曲柄銷的錐端的圓周上，各設置有至少一個第一 定位半孔，該第一定位半孔能夠與曲柄或曲柄單拐上對應的第二定位半孔相 配合形成完整的定位銷孔；兩曲柄銷的軸線到主軸頸軸線的垂直距離相同， 該零件稱為雙拐。
優選的，所述第一曲柄銷和第二曲柄銷的直徑均小於所述雙拐主軸頸， 並且兩者的軸心與所述雙拐主軸頸軸心的連線呈0-180°角。
本發明提供一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，包括曲柄單拐主軸頸 和曲柄銷兩部分，所述曲柄銷垂直於所述曲柄單拐主軸頸伸出，其軸線偏置 於曲柄單拐曲軸主軸頸軸線的一端，其前端呈錐形，並在該錐端的圓周上開 有至少一個第一定位半孔，該第一定位半孔能夠和設置在與其相配的曲柄或 曲柄單拐上的第二定位半孔組合形成完整的定位銷孔；在曲柄單拐主軸頸背 對曲柄銷的端面上設置有錐孔，該錐孔的內徑面上至少有一個第二定位半孔， 該錐孔的軸線到曲柄單拐主軸頸軸線的距離和曲柄銷軸線到曲柄單拐主軸頸 軸線的距離相同，所述第二定位半孔和與其相配的單拐或雙拐曲軸的曲柄銷 上的第一定位半孔組合形成完整的定位銷孔；該零件稱為曲柄單拐。
本發明提供一種內燃機或壓縮機曲軸，至少包括一個前述技術方案的雙 拐以及與其相配合的曲柄。
本發明提供另一種內燃機或壓縮機曲軸，該曲軸至少包括一個前述的雙 拐，以及一個前述的曲柄單拐，以及與上述曲柄單拐或者雙拐的曲柄銷配合 的曲柄。
本發明提供一種內燃機，該內燃機使用前述中任一項技術方案的曲軸。 本發明提供一種壓縮機，該內燃機使用前述任一項所述的曲軸。 與現有技術相比，本發明提供的單拐或者雙拐均具有一端開放的曲柄銷， 使圓滑塊可以直接安置在曲柄銷上，在通過與曲柄或者曲柄單拐等零件的組 合，形成一個完整的曲軸。上述組合形成的曲軸加工簡單，並且各零件相互 之間的角度關係可以通過工藝上配鑽的第 一定位半孔和第二定位半孔組合形 成的定位銷孔方便的確定，拆裝重組後，各零件的相位關係不變。圓滑塊可
以在組裝曲軸之前方便地插入曲柄銷。因此，這種組合形成的曲軸使內燃機
或者壓縮機的裝配非常簡易。
圖1-1是本發明第一實施例提供的組合曲軸的單拐的主視圖； 圖1-2是本發明第一實施例提供的組合曲軸的單拐的右視圖； 圖1-3是本發明第一實施例提供的該組合曲軸的曲柄的主視圖； 圖1 - 4是本發明第 一 實施例提供的該組合曲軸的曲柄的左視圖； 圖1-5是本發明第一實施例提供的該組合曲軸組合後的主視圖； 圖2-1是本發明第二實施例提供的組合曲軸的單拐的主視圖； 圖2-2是本發明第二實施例提供的組合曲軸的曲柄的主視圖； 圖2-3是本發明第二實施例提供的組合曲軸組合後的主視圖； 圖3-1是本發明第三實施例提供的組合曲軸的單拐的主視圖； 圖3-2是本發明第三實施例提供的組合曲軸的單拐的右視圖； 圖3-3是本發明第三實施例提供的組合曲軸的曲柄的主視圖； 圖3-4是本發明第三實施例提供的組合曲軸的曲柄的左視圖； 圖3-5是本發明第三實施例提供的組合曲軸組合後的主視圖； 圖4-1是本發明第四實施例提供的組合曲軸的雙拐的正視圖； 圖4-2是本發明第四實施例提供的組合曲軸的雙拐的左視圖； 圖4-3是本發明第四實施例提供的組合曲軸的曲柄單拐的正視圖； 圖4-4是本發明第四實施例提供的組合曲軸的曲柄單拐的右視圖； 圖4-5是本發明第四實施例提供的組合曲軸的曲柄的正視圖； 圖4-6是本發明第四實施例提供的組合曲軸的曲柄的左視圖； 圖4-7是本發明第四實施例提供的組合曲軸組合完成後的示意圖。
具體實施例方式
本發明第一實施例提供一種小型二衝程單缸發動機的組合曲軸。該組合 曲軸包括一個單拐和一個與該單拐組合的曲柄，兩者裝配後形成完整的曲軸。 圖1示出該組合曲軸。其中，圖1-1為該組合曲軸的單拐的主^L圖；圖1-2 示出圖1-1的單拐的右視圖；圖1-3為該組合曲軸的曲柄的主視圖；圖1-4 為該組合曲軸的曲柄的左^L圖；圖1-5為該組合曲軸組合後的主視圖。
請參看圖1-1。該組合曲軸的單拐包括軸線相互平行並且依次連接的單
拐主軸頸5、第一曲柄臂22、曲柄銷21三部分，三部分均為圓柱形，其直徑 各不相同。
所述單拐主軸頸5位於該單拐的一端，該單拐主軸頸5與曲柄的主軸頸 13共同支撐該組合曲軸，為組合曲軸提供旋轉軸心；圖l-2示出，該單拐主 軸頸5的外端面開有若干螺紋孔12,用於安裝飛輪或其它動力輸出的連接部 件(圖未示)。單拐主軸頸5的外端面是指其遠離曲柄銷21，工作時朝向曲 軸外側的端面。
第一曲柄臂22與所述單拐主軸頸5同軸，其直徑較單拐主軸頸5稍大， 並且在凸出部位朝向單拐主軸頸5的外端面方向開有環槽，該環槽的外槽口 內扣，該環槽稱為甩油盤4。
所述曲柄銷21為直徑較單拐主軸頸5小的圓柱，從所述第一曲柄臂22 的外端面垂直伸出，其軸線相對單拐主軸頸5與第一曲柄臂22的共同軸線偏 置於一側，在曲柄銷21外周上設有包含3個齒的齒段7，在和齒段7成180 度角的位置，設有一處凸起部分20。該曲柄銷21的前端為錐端9，在該錐端 9的前端面的中心，沿軸向開有帶細牙螺紋的中心孔11,從該錐端9的前端 面開始，沿錐端9的外周面開設有兩個沿錐度方向延伸的第一定位半孔10-1。 該第一定位半孔10-1也可以從錐端9的大徑端開始，沿其圓周表面錐向延伸。 該第一定位半孔10-1和設置在曲柄上的第二定位半孔組合後形成完整的定 位銷孔。所述曲柄銷21的銷體內部開有油道6，油道6—端開口於所述甩油 盤4的槽底，另一端開口於曲柄銷21表面的油孔8。
請參看圖1-3所示的曲柄。該曲柄包括軸向直線連接的曲柄主軸頸13和 第二曲柄臂18兩部分。在軸線位置偏置於所述曲柄主軸頸13軸線的一側， 開有與所述曲柄銷21的錐端9的錐度相配合的錐孔15。在所述曲柄主軸頸 13的背離所述曲柄銷21的外端面，設有曲柄螺栓安裝空間14,該空間上在 錐孔15小端設有平面(圖未示)，曲柄螺栓17檸入中心孔11後壓在此平面 上提供壓緊力。該空間上還設有內孔圓形止口 (圖未示)，用於安裝磁電機軸 時定位。該端面上還開設有固定磁電機軸的螺紋孔3。沿所述錐孔的錐度方 向，在其內徑面上，從錐孔15的小徑端面開始(假定與其相配合的第一定位
半孔10-1是從錐端9的小徑端開始)，設有兩個軸向的第二定位半孔10-2, 該第二定位半孔10-2和曲柄銷錐端9上的第一定位半孔10-1組合為完整的 圓孔，稱為定位銷孔。另外，在滿足強度和剛度需求的情況下，在該曲柄上 還可以開設若干去重孔2。
上述曲柄和單拐可以組合形成組合曲軸。首先需要將圓滑塊套在所述曲 柄銷21上，並用曲軸墊片調整軸向間隙，然後將所述曲柄以錐孔15配合所 述曲柄銷21的錐端9插入，並旋轉調整到相互對稱的所述第一定位半孔10-1 和第二定位半孔10-2相互吻合，形成完整的圓形定位銷孔。該圓形定位銷孔 在錐端9的小徑端一側具有開口 ，以兩個定位銷柱從該開口插入該定位銷孔， 實現曲柄和單拐相互之間角度關係的定位。如果曲柄銷錐端9上的第一定位 半孔10-1從大徑端開始，則所述第二定位半孔10-2就^Mv所述錐孔15的大徑 端面開始，則組合後定位銷孔的開口在大徑端面，同樣可以從該開口插入定 位銷柱。最後，使用曲柄螺栓17擰入所述中心孔11,按規定的預緊力將曲 軸和曲柄壓緊，這樣就形成了整個曲軸圓滑塊組件。
以下介紹該組合曲柄的 一些技術特點。
該組合曲柄需要保證在組合完畢後，曲柄主軸頸13和單拐主軸頸5的軸 線重合，曲柄銷的軸線和主軸頸的軸線平行，這樣才能使該組合曲軸正常運 轉。所述兩個第一定位半孔10-1和第二定位半孔10-2的組合，可在定位銷 柱插入後，對曲柄和單拐實現精確定位，確保上述幾何關係。另外，上述定 位銷柱連接兩個定位半孔的結構還可以起到傳遞部分作用力的作用。本實施 例中，上述第一定位半孔10-1和第二定位半孔10-2設置為兩對，這是比較 合理的數量，實際上，僅僅設置一對相互配合的第一定位半孔10-1和第二定 位半孔10-2也可以起到基本的定位作用，但是由於受到定位銷孔和定位銷柱 之間配合公差的制約，其定位精度與本實施例採用的兩對相互配合的第一定 位半孔10-1和第二定位半孔10-2的形式差，其傳遞作用力的效果也稍差。
此處重點說明定位半孔的結構，以所述第一定位半孔10-1為例。所述第 一定位半孔10-1在單拐的曲柄銷21外圓錐表面為一個沿錐度方向延展的凹 坑，並且其在垂直於曲柄銷21軸線上的橫截面為圓形的一部分，該圓形可以 是半圓也可以是大半圓或者小半圓，只要和對應的位於曲柄錐孔15內徑面上
的第二定位半孔10-2配合形成在該橫截面上的完整的圓柱孔即可。上述定位
半孔採用將單拐曲柄銷錐端9和曲柄錐孔15配合好後，在兩者交接的位置配
鑽獲得，當然，也不排除分別釆用銑削加工獲得。 一般情況下，所述第一定
位半孔10-1和第二定位半孔10-2僅僅沿著圓錐面延伸一段距離而不會達到 圓錐的另一個端面，所以該定位銷孔為一個盲孔。
在該組合曲軸中，其曲柄銷21的錐面9和錐孔15的錐度較小，處於自 鎖範圍內，在所述曲柄螺栓17有所鬆動的情況下，該曲柄銷21和曲柄也不 會在運動過程中鬆脫。
所述甩油盤4是該組合曲軸的一個特殊設計，在發動機缸體中，存在油 霧，甩油盤高速旋轉時，在離心力的作用下，油會聚焦在甩油盤的槽中，從 油道6、油孔8流向圓滑塊軸承與曲柄銷21接觸的部位，為其^:供潤滑油。
所述齒段7是針對單缸發動機用組合曲軸的特殊設計，其目的是克服活 點問題。該齒段7與設置在活塞上的內齒段以2:1的齒數比相配合，活塞運 動時，會通過兩個齒段的周期性配合，撥動所述組合曲軸，使其通過活點。 對應於齒段7，設置了所述凸起部分20，該凸起部分20與所述齒段7配合， 使安裝完成後，曲軸墊片可以平穩的靠緊在其朝向曲柄一側的端面上，改善 曲軸墊片在運動中的受力狀態。
本發明第二實施例提供一種用於3缸空氣壓縮機的組合曲軸。該組合曲 軸包括一個單拐和一個與該單拐組合的曲柄，兩者裝配後形成完整的曲軸。 圖2示出該組合曲軸。其中，圖2-1為該組合曲軸的單拐的主視圖；圖2-2 示出該組合曲軸的曲柄的主^L圖；圖2-3為該組合曲軸組合後的主^L圖。
請參看圖2-1。該組合曲軸的單拐包括軸線相互平行並且依次連"t妻的單 拐主軸頸28、第一曲柄臂29、曲柄銷31三部分，該單拐的結構與上述第一 實施例基本相同，以下僅說明其不同之處。
如圖2-1所示，在該單拐的第一曲柄臂29與曲柄銷31 #~部4^觸的部位 設置有圓臺凸起，稱為減磨凸臺30,該減磨凸臺30環繞曲柄銷31根部設置。 減磨凸臺30精加工和熱處理後用於和曲軸墊片配合減磨，這樣就不必加工和 處理整個曲柄臂平面，可P爭低製造成本.該圖還示出，在曲柄銷31上沒有設 置齒段，這是由於該曲軸用於多缸機，不存在活點問題。該單拐上也沒有設
置甩油盤。
在該單拐的中心孔35底部，開有軸向的主油道36,若干通向主軸頸28 以及曲柄銷31外緣面的油孔32與該主油道36連通，通過上述油^各可以向各 個軸承提供潤滑油。
該組合曲軸的曲柄上朝向所述單拐的部分同樣具有減磨凸臺27。
該組合曲軸組合方式和第一實施例相同，由於是用於3缸空氣壓縮機的 組合曲軸，因此，在其曲柄銷上需要安裝兩個圓滑塊。
本發明第三實施例提供一種2.0升排量的汽油發動機用組合曲軸。該發 動機需要使用3個圓滑塊。該組合曲軸同樣包括一個單拐和一個與該單拐組 合的曲柄，兩者裝配後形成完整的曲軸。圖3示出該組合曲軸。其中，圖3-1 為該組合曲軸的單拐的主視圖；圖3-2示出圖3-1的單拐的右視圖；圖3-3 為該組合曲軸的曲柄的主視圖；圖3-4為該組合曲軸的曲柄的左視圖；圖3-5 為該組合曲軸組合後的主視圖。該實施例和第一實施例基本相同，以下僅僅 說明其和第 一 實施例的不同之處。
在上述第一實施例和第二實施例中，單拐主軸頸和第一曲柄臂的軸線重 合，曲柄銷軸線則與曲柄主軸頸和單拐主軸頸決定的曲軸旋轉軸線不在同一 個軸線上。這種布置方式下，組合曲軸旋轉時，曲柄銷會產生離心力，造成 支撐主軸頸的軸承的受力周期性變化，影響使用壽命。針對這個問題，本實 施例中，將曲柄臂設置為相對曲軸旋轉軸線的偏心結構。如圖3-1,該組合 曲軸的單拐同樣包括單拐主軸頸39、第一曲柄臂42、曲柄銷46。其中，第 一曲柄臂42的軸線M-M與單拐主軸頸39的軸線L-L -也就是曲軸旋轉軸線 -不重合，而是位於遠離曲柄銷軸線N-N的一側。在理想的情況下，上述三 個軸線共面，並且相互平行，曲柄銷46軸線和第一曲柄臂42軸線分別位於 單拐主軸頸39軸線的兩側。從圖3-2中也可以看出第一曲柄臂42和單拐主 軸頸39之間的偏心關係。
同樣的，該組合曲軸的曲柄主軸頸軸線和第二曲柄臂軸線之間也具有上 述位置關係。
採用上述偏心結構的優點在於，該組合曲軸旋轉時，圍繞由曲柄主軸頸 主軸和單拐主軸頸主軸共同形成的曲軸旋轉軸線旋轉，而第一曲柄臂、第二
曲柄臂則和曲柄銷的旋轉重心位於曲軸旋轉軸線的兩側，第一曲柄臂、第二 曲柄臂產生的離心力和曲柄銷產生的離心力相互抵消，可以降低曲柄主軸頸、 單拐主軸頸支撐軸承受力的周期性變化幅度，對於延長發動機使用壽命具有 一定的意義。
在該第三實施例中，還示出其單拐主軸頸39上開有環槽，該環槽為油槽
40,同時開有連通該油槽40和主油道44的油孔41,通過上述結構，可以從 該油槽40向主油道44提供潤滑油。另外，在曲柄銷46前端的錐形48上， 開有連通錐形48表面和主油道44的斜油孔47;在曲柄上開有連通曲柄主軸 頸52表面和錐孔59內徑面的油孔60。圖3-5示出，裝配後，上述斜油孔47 和油孔60配合，向曲柄主軸頸52的軸岸義供油。
上述三個實施例中，均使用單拐和曲柄組合構成組合曲軸，但是，當發 動機或者壓縮機的功率較大時，使用兩個主軸頸支撐曲軸就無法使發動機正 常運轉，此時需要多個主軸頸的組合曲軸。在這種情況下，需要使用由單拐、 雙拐和曲柄組成的組合曲軸。本發明第四實施例提供該種該組合曲軸的實施 例。
圖4示出一種功率為600KW的二衝程柴油才幾的組合曲軸。該組合曲軸 為4拐曲軸，由一個雙拐、兩個曲柄單拐和兩個曲柄組合形成。其中，圖4-1 為該組合曲軸的雙拐的正^L圖，圖4-2是該組合曲軸的雙拐的左^L圖。圖4-3 是該組合曲軸的曲柄單拐的正視圖；圖4-4是該組合曲軸的曲柄單拐的右視 圖；圖4-5是該組合曲軸的曲柄的正視圖；圖4-5是該組合曲軸的曲柄的左 視圖；圖4-6是該組合曲軸組合完成後的示意圖。
請參看圖4-1,該圖為該組合曲軸的雙拐101的正^L圖。該雙拐101包 括第一曲柄銷64、雙拐主軸頸70、第二曲柄銷72,未設置專門的曲柄臂， 而由所述雙拐主軸頸70完成曲柄臂的功能，這種不設置曲柄臂的結構形式實 際上也可以用於上述第一實施例到第三實施例的情況。其中，第一曲柄銷64 和第二曲柄銷72分別從主軸頸70的左、右端面垂直伸出，其直徑均小於雙 拐主軸頸70;並且，如圖4-2所示，兩者的軸心分別在主軸頸70的兩個呈 90度關係的直徑上，並且各自的軸心距離主軸頸70的軸心相等，其外緣落 在所述雙拐主軸頸70的圓周內。實際上，根據需要，所述第一曲柄銷64和
第二曲柄銷72與主軸頸70的幾何關係可以與該實施例不同，例如，所述兩 者的軸心和主軸頸70軸線的連線可以在0-180度的範圍內變化。在上述第一 曲柄銷64的前端設置有錐端61,在上述第二曲柄銷72的前端設置錐端76。 第一曲柄銷64根部與雙拐主軸頸70端面相結合的位置設置第一減磨凸臺 67,第二曲柄銷72根部與雙拐主軸頸70端面相結合的位置設置第二減磨凸 臺71;上述減磨凸臺的設置方式和所起的作用與上述第二實施例和第三實施 例中的減磨凸臺相同。在所述主軸頸70的軸向中間位置的外周面上開設有環 槽，即油槽69,該油槽69和第一曲柄銷64的第一主油道66和第二曲柄銷 72的第二主油道74相連通，為雙拐主軸頸軸承提供潤滑油。所述第一主油 道66和第二主油道74分別沿第一曲柄銷64和第二曲柄銷72的軸線開設， 並分別與通向發動機各個圓滑塊安裝位置的第一曲柄銷油孔65、第二曲柄銷 油孔73相連通。另外，如上述第一到第三實施例，在兩個曲柄銷錐端的外周 面上分別設置兩個第一定位半孔62、 75,該銷孔和設置在曲柄或曲柄單拐的 上的第二定位銷孔組合形成完整的定位銷孔；以及設置配合曲柄螺栓的中心 孔63, 77。
圖4-3示出該組合曲軸的曲柄單拐示意圖。該曲柄單拐與上述第一到第 三實施例中的單拐的不同之處在於，該曲柄單拐的曲柄單拐主軸頸86的端面 在組合時需要和雙拐的曲柄銷錐端相配合，即該曲柄單拐主軸頸86同時起到 曲柄的作用。為此，在曲柄單拐主軸頸86的端面上i殳有錐孔88，在錐孔88 的內徑面上，開設有第二定位半孔89，還設置有其他相應的結構，如螺栓安 裝空間87等。所述第二定位半孔89和雙拐的曲柄銷上的第一定位半孔62 或75相對應，能夠組合成完整的定位銷孔；所述錐孔88和雙拐的曲柄銷前 端的錐端相對應。上述設置使該曲柄單拐可以和上述雙拐的曲柄銷相配。圖 4-4為曲柄單拐的右視圖，可以從該圖看出錐孔88和曲柄銷82的位置關係， 兩者分別位於曲柄單拐主軸頸86的軸線兩側，並呈180度，兩者的軸線到主 軸頸軸線的距離相同。該曲柄單拐其它結構和上述第一至第三實施例的單拐 相同，^f旦是同樣沒有設置曲柄臂，在此不再詳述。
圖4-5示出該組合曲軸的曲柄的結構，該曲柄在組合時與所述曲柄單拐 的曲柄銷相配，該曲柄沒有設置專門的曲柄臂，其他部分和本發明第一實施
例提供的曲柄相同，包括設置和曲柄單拐的曲柄銷錐形相配合的錐孔94,與
曲柄單拐的曲柄銷上相應的第一定位半孔相配合的兩個第二定位半孔95,並 設置有曲柄螺栓安裝空間90。圖4-6還示出，在該曲柄的外端面上，設置有 若干螺紋孔96,用於連接動力輸出軸。
請參看圖4-7，該圖示出該組合曲軸各部分組合之後的情況。所述雙拐 101連接位於該組合曲軸的中間位置，其第一曲柄銷100和第一曲柄單拐98 的曲柄單拐主軸頸相配合，其第二曲柄銷102和第二曲柄單拐103的曲柄單 拐主軸頸相配合。所述第一曲柄單拐98的曲柄銷和第一曲柄97配合，所述 第二曲柄單拐103的曲柄銷和第二曲柄104相配合。
上述配合關係中，雙拐101的兩個曲柄銷的相互之間的角度關係由其自 身的設計決定；其兩個曲柄銷和曲柄單拐主軸頸之間的相互對應的第一定位 半孔、第二定位半孔組合成的完整定位銷孔中插入定位銷柱，即可決定曲柄 銷和曲柄單拐之間的角度關係；同樣的，所述第一曲柄單拐98的曲柄銷和第 一曲柄97之間，通過在對應設置的第一定位半孔、第二定位半孔組合成的完 整定位銷孔中插入定位銷獲得定位，所述第二曲柄單拐103的曲柄銷和第二 曲柄104之間同樣通過上述方式定位，在上述各個零件組合後，還需要使用 曲柄螺栓將各部分鎖緊。最終形成的組合曲柄的各個主軸頸的軸線位於同一 條直線上，其各個曲柄銷則相互在空間上呈現一定的角度，即出現了多個拐， 該組合曲軸最終為四拐曲軸。各個曲柄銷上均安置有圓滑塊。
上述第四實施例提供了通過雙拐、曲柄單拐和曲柄靈活組合形成組合曲 軸的實例，其關4建在於，在曲柄單拐的主軸頸上"i殳置與雙拐的曲柄銷錐面配 合的錐孔以及相應的定位銷孔，使其同時起到曲柄的作用。實際上上述雙拐、 曲柄單拐、單拐、曲柄的組合方式非常靈活，可以根據上述實施例提供的啟 示，採用上述零件進行各種組合，獲得各種形式的組合曲軸。
在上述任何一個實施例中，均通過連接相互配合的定位半孔的定位銷柱，
角度配合關係，使各個零件在組合過程中能夠方便的形成符合設計要求的曲 軸。上述相互對應的定位半孔在工藝上配鑽獲得。上述實施例中，各個曲柄 以及曲柄銷上均設置兩對定位半孔使其配合形成兩個定位銷孔，這一定位銷
孔數目是最佳的設計方案。實際上，可以根據需要設置兩對以上定位半孔並 使其形成兩個以上個定位銷孔，也可以起到良好的定位作用。即使僅使用一 對定位半孔形成一個定位銷孔，也可以起到定位作用，但精度稍差，只適用 要求不高的場合。
也是其優選方案，這種設置方式更便於加工，但是，也可以平行曲柄、曲柄 銷的軸線設置，或者其他方向設置，只要相互配對的第一定位半孔和第二定 位半孔能夠形成完整的定位銷孔，並方便的插入定位銷柱，以1"更對曲柄、曲 柄銷等實現相互位置關係的定位即可。兩個相互配對的定位半孔不一定非要 兩者各佔定位銷孔的一半。
將上述各種形式的組合曲軸使用在內燃機或者壓縮機上，即可獲得使用 上述組合曲軸的內燃機和壓縮機。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，包括單拐主軸頸和曲柄銷兩部分，曲柄銷垂直於所述單拐主軸頸伸出，其軸線相對所述曲軸主軸頸軸線偏置，其前端呈錐形，並在該錐端的圓錐面上，從其小徑端或者大徑端開始，開有至少一個第一定位半孔，該第一定位半孔能夠和曲柄上的第二定位半孔相配，構成完整的定位銷孔；該零件稱為單拐。
2、 根據權利要求1所述的內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，所 述第 一定位半孔具體是沿錐度方向開設。
3、 根據權利要求1所述的內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，所 述第 一定位半孔共有兩個。
4、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述單拐主軸頸外端面上，設置有安裝飛輪或其它動力輸出連接部件的結構。
5、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述單拐主軸頸和曲柄銷之間設置有連接兩者的第一曲柄臂。
6、 根據權利要求5所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述第一曲柄臂與所述單拐主軸頸同軸，其直徑4史單拐主軸頸稍大，並且在凸 出部位朝向單拐主軸頸的外端面方向開有環槽，該環槽的外槽口內扣，該環槽 稱為甩油盤；該環槽底部開設有油道，該油道/人曲柄銷內部通向曲柄銷表面的 油孔。
7、 根據權利要求5所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述第一曲柄臂和所述單拐主軸頸的軸線重合。
8、 根據權利要求5所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述第一曲柄臂軸線相對所述單拐主軸頸的軸線偏心設置，並且位於遠離曲柄 銷軸線的一側。
9、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述曲軸用於單缸發動機時，在曲柄銷上設置有包含至少兩個齒的齒段，該齒 段與活塞上對應的內齒段相配合，曲柄銷上與所述齒段對稱呈180度的位置上 設置有凸起部位。
10、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 環繞所述曲柄銷根部設置有減磨凸臺。
11、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮^/L曲軸的零件，其特徵在於， 所述曲柄銷錐端的前端面中心開設有與曲柄螺栓相配合的螺紋孔。
12、 根據權利要求1所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於， 所述曲柄銷錐端錐度處於自鎖的錐度範圍內。
13、 一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，包括有曲柄主軸 頸，該曲柄主軸頸上開有與曲柄銷錐端相配合的錐孔，該錐孔的軸線平行於所述曲柄主軸頸的軸線，並且相對所述曲柄主軸頸軸線偏置；該錐孔的內徑面上，從其小徑端面或大徑端面開始，設置和與其相配的單拐上的第一定位半孔相對 應的第二定位半孔，該第二定位半孔能夠在單拐和該零件組合後，構成完整的定位銷孔；該零件稱為曲柄。
14、 根據權利要求13所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述曲柄朝向曲柄銷的內端面設置有第二曲柄臂。
15、 根據權利要求13所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述曲柄上設置有曲柄螺栓安裝空間，組裝時，在曲柄和曲柄銷相互插接 配合後，使用曲柄螺栓將兩者鎖緊。
16、 根據權利要求13所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述曲柄的外端面上，設置有安裝飛輪或其它動力輸出連接部件的結構。
17、 根據權利要求13所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述曲柄上開設有若干去重孔。
18、 根據權利要求13所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述曲柄的內端面上，以與曲柄銷接觸位置為中心設置有減磨凸臺。
19、 一種內燃機或壓縮機曲軸，其特徵在於，該曲軸包括相互配合的單拐 和曲柄；所述單拐為權利要求1至權利要求12任一項所述的單拐；所述曲柄 為權利要求13至權利要求18任一項所述的曲柄；該曲軸組裝時，所述曲柄以 其錐孔與所述單拐的曲柄銷前端的錐端配合插接，並將定位銷插入對應的第一 定位半孔和第二定位半孔組合成的銷孔中，以確保所述曲柄主軸頸和單拐主軸 頸兩者的軸線重合，並與曲柄銷的中心線平行。
20、 一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，包括第一曲柄銷、 雙拐主軸頸、第二曲柄銷；其中，第一曲柄銷和第二曲柄銷分別從所述雙拐主軸頸的左、右端面垂直伸出，上述第一曲柄銷和第二曲柄銷的前端均為錐端； 所述第 一曲柄銷和第二曲柄銷的錐端的圓周上，各"i殳置有至少 一個第 一定位半 孔，該第一定位半孔能夠與曲柄或曲柄單拐上對應的第二定位半孔相配合形成 完整的定位銷孔；兩曲柄銷的軸線到主軸頸軸線的垂直距離相同，該零件稱為 雙拐。
21、 根據權利要求20所述的用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在 於，所述第一曲柄銷和第二曲柄銷的直徑均小於所述雙拐主軸頸，並且兩者的 軸心與所述雙拐主軸頸軸心的連線呈0-180°角。
22、 一種用於內燃機或壓縮機曲軸的零件，其特徵在於，包括曲柄單拐主 軸頸和曲柄銷兩部分，所述曲柄銷垂直於所述曲柄單拐主軸頸伸出，其軸線偏 置於曲柄單拐曲軸主軸頸軸線的一端，其前端呈錐形，並在該錐端的圓周上開有至少一個第一定位半孔，該第一定位半孔能夠和設置在與其相配的曲柄或曲 柄單拐上的第二定位半孔組合形成完整的定位銷孔；在曲柄單拐主軸頸背對曲 柄銷的端面上設置有錐孔，該錐孔的內徑面上至少有一個第二定位半孔，該錐 孔的軸線到曲柄單拐主軸頸軸線的距離和曲柄銷軸線到曲柄單拐主軸頸軸線 的距離相同，所述第二定位半孔和與其相配的單拐或雙拐曲軸的曲柄銷上的第 一定位半孔組合形成完整的定位銷孔；該零件稱為曲柄單拐。
23、 一種內燃機或壓縮機曲軸，其特徵在於，至少包括一個如權利要求 20或21所述的雙拐以及與其相配合的曲柄。
24、 一種內燃機或壓縮機曲軸，其特徵在於，至少包括一個如權利要求 20或21所述的雙拐，以及一個如權利要求22所述的曲柄單拐，以及與上述 曲柄單拐或者雙拐的曲柄銷配合的曲柄。
25、 一種內燃機，其特徵在於，使用權利要求19、權利要求23或權利要 求24中任一項的曲軸。
26、 一種壓縮機，其特徵在於，使用權利要求19、權利要求23或權利要 求24中任一項的曲軸。
全文摘要
本發明公開一種用於內燃機或壓縮機曲軸的單拐，包括單拐主軸頸和曲柄銷兩部分，曲柄銷垂直於所述單拐主軸頸伸出，其軸線相對所述曲軸主軸頸軸線偏置，其前端呈錐形，並在該錐端端面的圓周上開有至少一個第一定位半孔，其能夠和曲柄上的第二定位半孔相配構成的定位銷孔。同時公開一種用於內燃機或壓縮機曲軸的曲柄，包括有曲柄主軸頸，該曲柄主軸頸上開有與曲柄銷錐端相配合的錐孔，該錐孔相對所述曲柄主軸頸軸線偏置；該錐孔的內徑面上，設置和與其相配的單拐上的第一定位半孔相對應的第二定位半孔，該第二定位半孔能夠在單拐和該零件組合後，構成完整的定位銷孔。上述曲柄和單拐組合獲得組合曲軸，可用於曲柄圓滑塊形式的內燃機或者空壓機。
文檔編號F16C3/12GK101392789SQ20081022641
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月10日 優先權日2008年11月10日
發明者明 黎, 黎正中 申請人:北京中清能發動機技術有限公司