CN201420794Y - 多缸柴油机曲轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多缸柴油机曲轴，包括主轴颈、与主轴颈连接的曲柄臂，相邻曲柄臂之间通过连杆轴颈连接，所述主轴颈包括前端主轴颈、后端主轴颈及中间主轴颈，所述中间主轴颈分别通过各相邻的曲柄臂与连杆轴颈连接，本实用新型采用上述技术方案，使曲轴的弯曲刚度和扭转刚度类比提高了70~78％；弯曲疲劳极限强度类比提高了106.3~113.5％，满足并保证了较大功率范围段柴油机的尺寸装配要求和轴承的良好承载能力。

Description

多缸柴油机曲轴

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机零部件，具体的说涉及一种多缸柴油机用曲轴。

背景技术

曲轴在柴油机构造中是最重要的零件之一，其主要功用是传递与输出动力，驱动各运动构件和附件，原始缸径为105～110mm，缸距为127mm的R系列多缸柴油机所用曲轴，自八十年代初由国外引入我国生产并应用至今证明，该系列曲轴在整体结构和支承形式、工艺材料的选用等方面都具有一定的先进技术特征和良好的综合使用性能。但是，由于目前大多柴油机制造厂都在为适应市场对较大功率范围段柴油机的需求，纷纷采取通过加大缸径(113～125mm)、缸距(134～142mm)及行程的改进方法来提高功率。由此，上述曲轴在原始结构尺寸及综合强度等方面所存在的缺点和不足就一一凸显出来，不能与改进后较大功率的柴油机配套使用。例如，涉及柴油机在装配结构尺寸和使用可靠性方面的主轴颈和连杆轴颈的长度及直径尺寸；曲柄臂的厚度尺寸；曲轴后端与飞轮连接的法兰尺寸；曲柄半径尺寸；平衡重半径尺寸；涉及曲轴疲劳强度的轴颈重叠度及弯曲和扭转刚度指标等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是在原曲轴基本构造型式的基础上，以强化曲轴强度为首要前提，通过对原曲轴相关结构及参数进行重新优化设计和调整，为提升功率后的多缸柴油机提供一种具有足够疲劳强度、弯曲刚度和扭转刚度并有良好工作均匀性的多缸柴油机用曲轴。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

多缸柴油机曲轴，包括主轴颈、与主轴颈连接的曲柄臂，相邻曲柄臂之间通过连杆轴颈连接，其特征是：所述主轴颈包括前端主轴颈、后端主轴颈及中间主轴颈，所述中间主轴颈分别通过各相邻的曲柄臂与连杆轴颈连接。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述主轴颈的直径φd为φ88～φ98h6mm，连杆轴颈的直径φd1为φ75～φ88h6mm，连杆轴颈的长度B_L为36～40mm。

作为进一步改进：

所述后端主轴颈的后端设有曲轴后端法兰，曲轴后端法兰的直径φd₂为φ108～φ120h7mm。

更进一步改进：

所述前端主轴颈的长度B_Q为36～40mm，后端主轴颈的长度B_H为39～41mm，中间主轴颈的长度Bz为38～42mm。

所述曲柄臂的厚度h为28～31mm，曲柄臂的宽度为136～142mm，所述曲柄半径R_B为62.5～70mm。

所述主轴颈与连杆轴颈重叠度A为14～28mm。

所述主轴颈及连杆轴颈两侧为圆角过渡，其圆角半径R为4.5±0.50mm，所述圆角均采用滚压强化处理。所述曲轴表面采用整体氮化处理。

本实用新型采用上述技术方案，通过进行综合强度测试证明，由于采取了适当的加大主轴颈、连杆轴颈而获得较大重叠度；适当的增加了曲柄臂厚度和宽度；适当的加大主轴颈和连杆轴颈两侧圆弧半径；增加了圆角滚压和整体氮化等结构措施和表面强化工艺措施，使曲轴的弯曲刚度和扭转刚度类比提高了70~78％；弯曲疲劳极限强度类比提高了106.3~113.5％。由于适当增加了主轴颈和连杆轴颈的有效长度，从而满足并保证了较大功率范围段柴油机的尺寸装配要求和轴承的良好承载能力。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图；

附图2为附图1中的N-N向剖视图。

图中：1-前端主轴颈；2-连杆轴颈；3-曲轴后端法兰；4-后端主轴颈；5-曲柄臂；6-中间主轴颈。

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种多缸柴油机用曲轴，包括主轴颈、与主轴颈连接的曲柄臂5，所述曲柄臂5的厚度h为29±0.10mm，相邻的曲柄臂之间通过连杆轴颈2连接，所述主轴颈的直径φd为φ95h6_-0.022 ⁺⁰mm，连杆轴颈2的直径φd₁为φ85h6_-0.022 ⁺⁰mm，连杆轴颈2的长度B_L为39_-0 ^+0.10mm，所述主轴颈包括前端主轴颈1、中间主轴颈6和后端主轴颈4，后端主轴颈4的后端设有曲轴后端法兰3，前端主轴颈1的长度B_Q为37.5±0.10mm，后端主轴颈4的长度B_H为40_-0 ^+0.20mm，中间主轴颈6的长度Bz为41±0.10mm，曲轴后端法兰3的直径φd₂为φ115h7_-0.035 ⁺⁰mm，所述主轴颈、连杆轴颈与曲柄臂之间连接的位置采用圆角过渡，其圆角半径R为5_-0.20 ⁺⁰mm，所有的圆角处全部采用滚压强化。如图2所示，所述曲柄臂的半径R_B为67.5±0.05mm，曲柄臂宽度b为138mm，主轴颈与连杆轴颈重叠度A为22.5mm，所述曲轴表面采用整体氮化处理，其整体氮化硬度≥450HV_0.10；氮化层深度≥12um。

当上述多缸柴油机用曲轴应用在六缸柴油机上时，该曲轴为六缸曲轴，将上述一种六缸曲轴装230kW/1500转的HF6120IZLD增压中冷型样机进行1000h可靠性试验，柴油机运转平稳，功率输出正常。所述曲轴完全具备有良好的工作均匀性、平衡性和摩擦散热性，并同时具备有效传递和输出较大动力的功用。

上述实施例中，所述曲柄半径R_B还可以采用65±0.05mm，此时，主轴颈与连杆轴颈的重叠度A为25mm。

Claims (7)

1、一种多缸柴油机曲轴，包括主轴颈、与主轴颈连接的曲柄臂(5)，相邻曲柄臂(5)之间通过连杆轴颈(2)连接，其特征是：所述主轴颈包括前端主轴颈(1)、后端主轴颈(4)及中间主轴颈(6)，所述中间主轴颈(6)分别通过各相邻的曲柄臂(5)与连杆轴颈(2)连接。

2、根据权利要求1所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述主轴颈的直径φd为φ88～φ98h6mm，连杆轴颈2的直径φd₁为φ75～φ88h6mm，连杆轴颈2的长度B_L为36～40mm。

3、根据权利要求2所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述后端主轴颈(4)后端设有曲轴后端法兰(3)，曲轴后端法兰(3)的直径φd₂为φ108～φ120h7mm。

4、根据权利要求2所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述前端主轴颈(1)的长度B_Q为36～40mm，后端主轴颈(4)的长度B_H为39～41mm，中间主轴颈(6)的长度Bz为38～42mm。

5、根据权利要求2所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述曲柄臂(5)的厚度h为28～31mm，曲柄臂的宽度b为136～142mm，所述曲柄半径R_B为62.5～70mm。

6、根据权利要求3～5其中之一所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述主轴颈与连杆轴颈重叠度A为14～28mm。

7、根据权利要求6所述的多缸柴油机曲轴，其特征是：所述主轴颈及连杆轴颈两侧为圆角过渡，其圆角半径R为4.5±0.50mm。

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