[发明专利]曲轴

说明书

内燃发动机的曲轴具有设置在连杆轴承轴颈中的每个之间的主轴承轴颈是常见的。然而，为了减少发动机摩擦，能够使用最少的主轴承轴颈同时仍然满足设计目标是优选的。根据本公开的实施例，用于直列、四缸发动机的曲轴具有三个主轴承轴颈。桥接件，在第一连杆轴承轴颈和第二连杆轴承轴颈之间以及在第三连杆轴承轴颈和第四连杆轴承轴颈之间各一个。例如，与圆柱形桥接件相比，桥接件具有至少两个凹面的横截面以提高桥接件的强度而无需大大增加用于桥接件中的材料的质量。另外，穿过桥接件的横截面的质心的轨迹不与曲轴的旋转轴线重合，而是向着更近的连杆轴承轴颈偏移。

技术领域

本公开涉及用于内燃发动机的曲轴，更具体地，涉及具有减少数量的主轴承轴颈的曲轴。

背景技术

通常，4缸、直列式发动机中的曲轴具有五个主轴承轴颈。图1中示出了这样的发动机10的一部分的截面。发动机10具有四个汽缸12，在汽缸12中安装了四个活塞14。活塞14通过连接在活塞14上的肘节销16和曲轴22上的连杆轴承轴颈28之间的连接杆18连接至曲轴22。连接杆18通过使肘节销滑过连接杆18的一端处的开口以及穿过活塞14的开口连接至肘节销16。连接杆18具有将其固定至连杆轴承轴颈28的轴承盖20。壳轴承通常放置在连接杆18的凹面和连杆轴承轴颈28的外凸面之间(未在图1中示出)。

曲轴22具有主轴承轴颈23、24、25、26、和27，从而在连杆轴承轴颈28的每个相邻对之间以及在发动机10的每个端部处具有主轴承轴颈。发动机10的缸体具有上部分32和下部分34，下部分34有时称为梯子。主轴承轴颈支撑件35、36、37、38和39设置在缸体的下部分34中并且主轴承轴颈支撑件135、136、137、138和139设置在缸体的上部分32中。轴承轴颈支撑件35和135通过设置在轴颈23和支撑件35、135之间的壳轴承30支撑主轴承轴颈23。为每个主轴颈轴承23、24、25、26和27设置壳轴承。

在图2中，现有技术曲轴40的放大图示出了具有每个在主轴承轴颈的相邻对之间的连杆轴承轴颈52、54、56和58的五个主轴承轴颈42、44、46、48和50。主轴承轴颈42、44、46、48和50的中心线与曲轴40的旋转轴线60重合，然而，连杆轴承轴颈52、54、56和58的中心线偏离轴线60。

减少主轴承轴颈的数量期望减少发动机的旋转摩擦。这是现有技术中已知的，但是由于较差的弯曲度、扭转刚度、耐久性、以及这样配置的NVH特性通常不使用。图3示出了这样的曲轴80的实例。三个主轴承轴颈82、84和86设置有：在邻近的主轴承轴颈82和84之间的两个连杆轴承轴颈92和94、以及在邻近的主轴承轴颈84和86之间的两个连杆轴承轴颈96和98。可以被加工以形成具有五个主轴承轴颈的曲轴中的主轴承轴颈的元件100和102是曲轴80中的简单桥接件。桥接件100和102未被加工从而外表面是粗糙的。在图3示出的实施例中，表面稍微弯曲以避免任何应力梯级，即，明显不是支承面。通过建模发现，对于汽缸压力和曲轴上的力的设计目标，桥接件100和102的扭转刚度和抗弯强度不足，从而将导致过早失效。

在图3中，在曲轴80上设置平衡重110、112、114和116。另外，如下表中所示，腹板(web)120、122、124、126、128、130、132和134相对于轴颈轴承布置：