[发明专利]曲轴及船用发动机

说明书

本发明公开了一种曲轴及船用发动机。曲轴通过热套配合将曲轴轴颈和曲柄臂结合起来而成。曲柄臂具有供曲轴轴颈插入的圆形开口部。如果在沿开口部的中心轴观察曲柄臂时，将连结曲柄销的中心轴和开口部的中心轴的方向设为第一方向，将与该第一方向正交的方向设为第二方向，将从开口部的中心轴到曲柄臂的外表面的尺寸与开口部的内半径(R)之差作为开口部周围的厚度，开口部周围的厚度中第二方向上的厚度(T2)会比第一方向上的夹着开口部位于曲柄销的相反一侧的部位的厚度(T1)大。实现良好的转矩传递并抑制主轴瓦损坏，不会导致内燃机室的大型化。

技术领域

本公开涉及一种曲轴及包括该曲轴的船用发动机。

背景技术

通过热套配合(shrinkage fit)将曲柄销、曲柄臂以及曲轴轴颈中的至少曲柄臂和曲轴轴颈结合起来而成的曲轴，为公知曲轴。

例如，在专利文献1中公开了所谓的半组合式曲轴。该曲轴构成为包括：将曲柄销和曲柄臂一体化而构成的连结板(web)和被热套配合到该连结板上的曲轴轴颈(由轴颈支承的主轴：journal shaft)。

在非专利文献1中还公开了半组合式曲轴的其他例子。具体而言，在该非专利文献1中，公开了使曲柄臂的外表面中供曲轴轴颈插入的开口部附近的外表面形成为圆弧状，并将该外表面和开口部同轴布置这样的技术内容。

根据上述非专利文献1，上述开口部周围在径向上的厚度保持为大致恒定。

专利文献1：日本公开实用新型公报实开昭52－151218号公报

非专利文献1：安田益一、坂本勋、辻资彦著《半组合式曲轴的反复弯曲疲劳强度》，造船协会论文集，第112号，1962年

发明内容

－发明要解决的技术问题－

就如上所述的曲轴而言，为了不妨碍转矩传递，要求将热套配合部的表面压力(surface pressure)保持得较高。因此，例如能够想到尽可能地将曲柄臂的开口部与曲轴轴颈之间的热套配合余量(shrinkage fit margin)设计得大一些。

但是，在这样的设计下，作用于曲柄臂的开口部周围(热套配合部)的应力会过大，有可能超过曲轴构成材料的屈服点。为了解决该问题，能够想到通过增大曲柄臂在中心轴方向上的板厚，或者通过增大开口部周围在径向上的厚度来降低作用于曲柄臂上的应力。

但是，在增大中心轴方向上的板厚的情况下，曲轴的全长会变长。在该情况下，由于发动机的全长也变长，因此会导致内燃机室的大型化。内燃机室的大型化则会压迫货物等的装载空间，因此对船用发动机来说尤其不利。

另一方面，在增大开口部周围在径向上的厚度的情况下，构成发动机的其他部件，如连杆等则有可能与曲柄臂接触。为了抑制这样的接触，就要求将发动机设计得更高，结果仍然会导致内燃机室的大型化。如前所述，内燃机室的大型化对于船用发动机来说尤其不利。

此外，如果曲柄臂在转矩传递时发生较大的变形，曲轴轴颈就会与主轴承发生一端接触，就有可能损坏主轴瓦。因此，需要设法提高曲柄臂的刚性，减小曲柄臂的变形。

本公开正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：实现良好的转矩传递并抑制主轴瓦损坏，不会导致内燃机室的大型化。

－用于解决技术问题的技术方案－

本公开的第一方面涉及一种曲轴，通过热套配合将曲轴轴颈、曲柄销以及曲柄臂中的至少曲轴轴颈和曲柄臂结合起来而成。