[发明专利]汽车发动机用曲轴

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机所使用的曲轴。

背景技术

汽车发动机用曲轴是用于将往复运动转换为旋转运动的部件，包括：主轴颈、通过连杆连接活塞的连杆轴颈、连接该主轴颈和该连杆轴颈的曲柄臂、和与该曲柄臂成一体的平衡块。曲轴是发动机的重要部件，不仅对质量及耐用性有要求，而且要求重量轻，小型曲轴虽然也通过铸造来制造，但一般利用将主轴颈、连杆轴颈和曲柄臂制成一体的锻模来制造。

在制成一体结构的曲轴中，外装在主轴颈及连杆轴颈上的轴承不得不采用分成两部分的结构，不仅制作成本高且重量也增加，而且轴和轴承之间的滑动面的滑动阻力增大，因而存在易招致走行性能恶化、燃料费增加的问题。因此，申请人研发出一种曲轴(专利文献1)，其中，先单独制造主轴颈、连杆轴颈及曲柄臂，并且在将环状轴承组装到主轴颈和连杆轴颈上之后，将它们固定安置在曲柄臂上。

如图4所示，该曲轴的主轴颈1和连杆轴颈2被制成中空轴状，在轴端分别延伸设有连接轴4、5。此外，在曲柄臂3与平衡块一体形成的同时，曲柄臂上设有嵌入用轴孔6、7，所述轴孔形成有与连接轴4、5相嵌合的圆锥面。此外，组装过程如下：在将环状轴承外插在主轴颈1和连杆轴颈2上之后，通过热嵌配合方式将连接轴4、5紧固到嵌入用轴孔6、7中。

专利文献1为实用新型授权第3129273号公报。

发明内容

但是，在汽车发动机用曲轴中，因为重量减轻而产生发动机转速高、输出高、燃料成本降低等效果，所以即使微小，也要求减轻重量。此外，通过缩小曲柄臂的以主轴颈轴心为中心旋转的外径尺寸，能够得到可实现发动机本身小型化的效果。专利文献1的曲轴是一种通过使主轴颈1和连杆轴颈2成中空轴状且利用模锻来高精度制造曲柄臂而在实现轻量化的同时获得优良品质的产品，但是，人们期望进一步减轻重量。

因此，本发明的目的是提供一种汽车发动机用曲轴，其实现与平衡块为一体的曲柄臂的进一步轻量化。

为了实现上述目的，本发明的汽车发动机用曲轴采用下述手段。即，一种汽车发动机用曲轴具有下述结构，外嵌有环状轴承的中空轴状的主轴颈和连杆轴颈被紧固在一体形成有平衡块的曲柄臂上，其特征是，曲柄臂的平衡块被制成下述扇形，在主轴颈位于连杆轴颈的正上方时，平衡块是以主轴颈轴心为中心的圆弧并以主轴颈的水平方向的中心线附近作为基端，平衡块的外缘部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁。

本发明被应用于单独制造主轴颈、连杆轴颈及曲柄臂并将它们紧固的曲轴。主轴颈和连杆轴颈利用管材来制作即可。此外，在热锻之后，立即对曲柄臂进行冲压加工，在此基础上进行整缘加工，制成尺寸精度高的产品，优选的是，极力消除用机床进行的切削加工。

曲柄臂的整体大小被设定成能容纳在以主轴颈轴心为中心的一定的圆中(技术方案2)，该圆优选为尽量小的圆。为此，平衡块的外缘部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁，从而使平衡块的重心位置尽量远离主轴颈轴心。这样一来，由于能够增大旋转时的离心力，所以能相应缩小直径。另外，为了从厚壁至薄壁范围防止应力集中，优选形成连续的曲面或斜面。

不过，平衡块是用于确保曲轴旋转平衡的构件，平衡块的重量被设定成与连杆轴颈侧的部件的重量相平衡，所以，连杆轴颈以及靠连杆轴颈侧的曲柄臂的重量越轻，就越能减轻平衡块的重量。

因此，除了将连杆轴颈制成中空之外，优选如技术方案3所述，将连杆轴颈的背面侧部的曲柄臂制成斜削的形状。

发明效果

在根据本发明的汽车发动机用曲轴中，因为曲柄臂的平衡块被制成下述扇形，即当主轴颈位于连杆轴颈的正上方时，平衡块是以主轴颈轴心为中心的圆弧且以主轴颈的水平方向的中心线附近作为基端，平衡块的外缘部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁，所以，平衡块的重心位置更远离主轴颈轴心，能够减轻平衡块的重量。此外，能够缩小以主轴颈轴心为中心的外径。

此外，如果设定能使曲柄臂下端部与以主轴颈轴心为中心的平衡块圆弧的圆相内切的形状(技术方案2)，则能够实现结构紧凑且平衡良好的产品。而且，如果采用斜削去曲柄臂的连杆轴颈固定设置部的背面部的形状(技术方案3)，则也能相应减轻平衡块的重量，进而能够进一步减轻曲柄臂的重量。

附图说明

图1是表示本发明的汽车发动机用曲轴的实施方式的局部主视图。

图2是详细地表示曲柄臂的主视图。

图3是详细地表示曲柄臂的侧视图。

图4是表示现有技术的曲轴的局部主视图。

附图标记说明