[发明专利]活塞发动机曲轴的系统和方法

权利要求书

1.一种用于活塞内燃发动机的曲轴，包括：

曲轴弯程，所述曲轴弯程包括在曲柄销的区域中相对于与所述曲轴的旋转轴线和所述曲柄销的中心轴线交叉的平面非对称形成的曲柄臂，使得所述曲轴弯程的抗断强度以不同于上止点的曲轴旋转角度增加，且最高燃烧引发力以所述曲轴旋转角度作用在所述曲柄销上。

2.根据权利要求1所述的曲轴，其中所述最高燃烧引发力处的所述曲轴弯程的抗断强度高于具有利用相同量材料对称形成的曲柄臂的对应曲轴弯程的抗断强度。

3.根据权利要求1所述的曲轴，其中所述曲柄臂的非对称在于相对于穿过所述曲轴的所述旋转轴线和所述曲柄销的所述中心轴线的平面从镜像对称的几何偏差。

4.根据权利要求1所述的曲轴，其中所述曲轴弯程以强度增强方式非对称形成的所述旋转角度对应于喷射至包括连接于所述曲柄销的活塞的燃烧室中的约50％量的燃料已经被燃烧且最大燃烧气体压力作用于所述活塞所处的旋转角度。

5.根据权利要求1所述的曲轴，其中所述曲轴弯程以强度增强方式非对称形成的所述旋转角度在于上止点活塞位置后的从约10°到30°的范围。

6.一种用于生产曲轴的方法，包括：

生成第一曲轴设计，其包括具有对称形成曲柄臂的曲轴；

确定当驱动所述曲柄臂旋转的活塞在所述曲柄臂上施加最大力时发生的在所述曲柄臂中的负荷的分配；

基于所述第一曲轴设计以及所述曲柄臂中的所述负荷分配生成第二曲轴设计，其中，在所述最大力处加载更多的所述曲柄臂的点通过增加曲柄臂材料而增强；及

基于所述第二曲轴设计制造所述曲轴。

7.根据权利要求6所述的方法，其中生成所述第一曲轴设计，确定所述负荷分配，以及生成所述第二曲轴设计在回路中重复执行，其中所述第二曲轴设计中的所述负荷分配被重新计算。

8.根据权利要求6所述的方法，其中在所述最大力处加载较少的所述曲柄臂的点通过移除曲柄臂材料而变弱。

9.根据权利要求6所述的方法，其中用于增强的曲柄臂材料的量基本上等于从加载较少的点移除的材料的量。

10.根据权利要求6所述的方法，其中用于增强的曲柄臂材料的量小于从加载较少的点移除的材料的量。

11.一种用于内燃发动机曲轴，包括：

曲柄销；及

连接到所述曲柄销的第一曲柄臂，其中，所述曲柄臂的质心从所述曲柄臂的中心轴线偏移，而其中，相比于所述曲柄臂的后旋转边缘，所述质心更靠近所述曲柄臂的前旋转边缘。

12.根据权利要求11所述的曲轴，其中所述曲柄臂的所述前旋转边缘相对于所述曲轴的旋转方向以及所述曲柄销所连接的活塞位于所述曲柄臂的所述后旋转边缘前方。

13.根据权利要求11所述的曲轴，其中所述曲柄臂在形状上对称而密度上不对称，其中，所述曲柄臂的密度在更靠近所述曲柄臂的所述前旋转边缘比所述曲柄臂的所述后旋转边缘更大。

14.根据权利要求11所述的曲轴，其中所述曲柄臂在形状上非对称，其中，所述曲柄臂在更靠近所述曲柄臂的所述前旋转边缘比所述曲柄臂的所述后旋转边缘更厚。

15.根据权利要求11所述的曲轴，其中第一曲柄臂支撑被连接到所述曲柄臂以将所述曲柄臂的质心朝向所述曲柄臂的所述前旋转边缘并远离所述曲柄臂后旋转边缘转移。

16.根据权利要求15所述的曲轴，其中所述曲柄臂支撑在与所述曲柄销相反的所述曲柄臂的表面上被连接至所述曲柄臂，位于所述曲柄销和所述曲轴的中心轴线之间。

17.根据权利要求16所述的曲轴，其中第二曲柄臂支撑在与所述曲柄销相反的所述曲柄臂的所述表面上被连接到所述曲柄臂，在所述第一曲柄臂支撑和所述曲轴的所述中心轴线之间。

18.根据权利要求15所述的曲轴，其中所述曲柄臂支撑定位为相比所述曲柄臂的所述后旋转边缘更靠近所述曲柄臂的所述前旋转边缘。

19.根据权利要求15所述的曲轴，其中所述曲柄臂支撑定位为在所述曲柄臂的所述前旋转边缘和所述后旋转边缘之间距两者等距，但是朝向所述前旋转边缘比所述后旋转边缘受重更大。

20.根据权利要求11所述的曲轴，进一步包括第二曲柄臂，其在所述曲柄销的一侧上被连接到所述曲柄销，与所述第一曲柄臂相反，其中，所述第二曲柄臂的质心相比于所述第二曲柄臂的所述后旋转边缘更靠近所述第二曲柄臂的所述前旋转边缘。