[发明专利]曲轴组件及其制造方法

说明书

提供了用于如发动机组件等车辆组件的曲轴组件以及制造曲轴组件的方法。该曲轴组件包括设置在第一对腹板之间的第一曲柄销和连接到第一对腹板的至少第一主轴承轴颈，其中第一曲柄销、第一对腹板或第一主轴承轴颈中的至少一个是包括聚合物和多个增强纤维的聚合物复合材料。

技术领域

本公开涉及用于包括在曲轴组件中加入聚合物复合材料的车辆的曲 轴组件，以及其制造方法。

背景技术

本部分提供与并不一定是现有技术的本公开相关的背景信息。

传统上而言，用于汽车应用的发动机部件由诸如钢和铁等金属制成。 金属部件不但坚固，而且通常还具有良好的延展性、耐久性、强度和耐冲 击性。尽管已经将金属用作可接受的发动机部件，但它们也存在着明显的 缺点：重量重并且重量效率、车辆性能和功率降低，由此降低了车辆的燃 料经济性。

为了提高车辆的燃料经济性而减轻重量的行为已经刺激了如铝和镁 合金等各种轻质金属部件的应用以及轻质增强复合材料的应用。虽然这种 轻质材料的应用可以有助于降低总重量并且通常可以提高燃料效率，但 是，由于与发动机组件相关联的操作温度较高，在发动机组件中使用这种 材料时可能会带来各种问题。例如，与传统的钢或陶瓷材料相比，轻质金 属部件也可以具有相对高的线性热膨胀系数。在发动机组件中，使用这种 轻质金属可能会相对于具有较低线性热膨胀系数(如钢或陶瓷材料)的相 邻部件在某些热操作条件下引发不均匀的热膨胀，从而导致部件的分离和 性能的降低。此外，轻质增强复合材料可以具有强度方面的局限性，例如 降低的拉伸强度，并且它们在持续暴露于高温下之后可能会发生降解。因 此，需要在高温操作条件下具有增强的耐用性的轻型发动机组件来进一步 提高操作效率和燃油经济性。特别需要的是诸如曲轴组件之类的轻型往复 式部件，其原因在于往复式部件因为它们对旋转惯性动量的影响而能显著 地影响经济性和性能。

发明内容

本部分提供对公开内容的总体概述，并且不是对其全部范围或其全部 特征的全面公开。

在某些方面，本公开提供了一种用于车辆的曲轴组件。该曲轴组件可 以包括设置在第一对腹板之间的第一曲柄销和连接到第一对腹板的至少 第一主轴承轴颈，其中第一曲柄销、第一对腹板或第一主轴承轴颈中的至 少一个包括聚合物复合材料，该聚合物复合材料包括聚合物和多个增强纤 维。

在其他方面，本公开提供了一种用于车辆的曲轴组件。该曲轴组件可 以包括每个设置在多对对应的腹板之间的多个曲柄销、分别设置在相邻对 的腹板之间的多个主轴承轴颈、以及在曲轴组件的第一末端上的前主轴承 轴颈和在曲轴组件的第二末端上的后主轴承轴颈。曲柄销、多对腹板或主 轴承轴颈中的至少一个可以包括聚合物复合材料，该聚合物复合材料包括 聚合物，该聚合物包括热固性树脂或热塑性树脂以及多个增强纤维，该增 强纤维选自由碳纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、聚合物纤维、金属纤 维及其组合组成的组：。

在其他方面，本公开提供了一种制造用于车辆的曲轴组件的方法。该 方法可以包括在模具中布置包括金属或陶瓷的至少第一部件；布置包括第 一多个增强纤维的第一曲柄销前体或用于接收与模具中的第一部件相邻 的第一曲柄销前体的第一曲柄销限定空隙空间；布置包括第二多个增强纤 维的第一对腹板前体或用于接收与模具中的第一部件相邻的第一对腹板 前体的第一对腹板限定空隙空间、将树脂引入模具中并凝固树脂以产生设 置在第一对聚合物复合腹板之间并与至少一个金属部件相邻的第一聚合 物复合曲柄销，从而形成曲轴组件。

根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。此发明内容部 分中的描述和具体示例仅仅是为了说明的目的，并不意图限制本公开的范 围。

附图说明

本文描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能的实施方式的说 明性目的，并不意图限制本公开的范围。

图1示出了根据本公开的某些方面的曲轴组件的透视图。

图2示出了根据本公开的某些方面的曲柄销和一对对应的腹板的详细 视图。