專利名稱：一種曲軸及裝有該曲軸的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曲軸，更具體地，涉及一種適用于多缸往復(fù)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的
曲軸回祁O
背景技術(shù)：
曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要旋轉(zhuǎn)部件，其將發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然而，曲軸形狀復(fù)雜、技術(shù)要求高，因此如何選擇材料、如何進(jìn)行緊湊合理的曲軸設(shè)計(jì)以及如何加工出高質(zhì)量的曲軸尤為重要，曲軸在工作過(guò)程中承受著復(fù)雜的應(yīng)變力，曲軸質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。申請(qǐng)?zhí)枮?00510056007.6的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)的曲軸，這種曲軸特別適合諸如馬達(dá)鏈鋸的手動(dòng)工具，其由分開(kāi)的制造零件組裝而成，包括一個(gè)曲柄臂，該曲柄臂具有一個(gè)用于容納一個(gè)曲柄軸頸的中心凹部和用于容納一個(gè)曲柄軸頸的一個(gè)偏心凹部，曲柄軸頸用于支撐連桿。曲柄臂上在其與偏心凹部對(duì)置側(cè)上設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)質(zhì)量塊?；剞D(zhuǎn)質(zhì)量塊一曲柄臂一體成形，有曲柄臂的一個(gè)平面開(kāi)始在連桿的方向上彎曲。該發(fā)明專利雖然能夠提供具有小結(jié)構(gòu)空間而回轉(zhuǎn)質(zhì)量特性良好、成本低的內(nèi)燃機(jī)曲軸，但是其并不適用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)或者高載荷的動(dòng)力機(jī)械，適用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本發(fā)明旨在提供一種曲軸，該曲軸強(qiáng)度高，裝配精度高、抗疲勞強(qiáng)度與抗沖擊能力強(qiáng)，特別是適用于多缸往復(fù)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種曲軸，包括曲軸、曲柄、曲柄軸、軸承、軸承固定套，所述曲軸前端裝有進(jìn)/排氣控制軸，所述進(jìn)/排氣控制軸上固定套有主動(dòng)電控制片，并通過(guò)電控制片固定端與曲軸連接固定，所述曲軸與進(jìn)/排氣控制軸上的主動(dòng)電控制片與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)連接，所述主動(dòng)電控制片上開(kāi)設(shè)有不同弧度的凹槽，所述不同弧度的凹槽與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)接觸，繼而控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)/排氣。優(yōu)選的是，所述曲柄上設(shè)有曲柄連接孔、曲軸連接孔。在上述任意方案中優(yōu)選的是，曲柄連接孔與曲軸連接孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲軸還包括曲軸后端，所述曲軸后端上設(shè)有外螺紋，并通過(guò)曲軸連接孔的內(nèi)螺紋與曲柄固定連接。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲軸后端與曲柄為一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲柄軸上設(shè)有螺紋。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲柄軸與曲柄通過(guò)曲柄上的曲柄連接孔固定連接。作為另一種替代方案優(yōu)選的是，所述曲柄通過(guò)曲柄連接孔內(nèi)的固定曲拐銷(xiāo)螺母固定連接。作為另一種替代方案優(yōu)選的是，所述曲軸后端、曲柄與曲柄軸為一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)，這有利于提高整個(gè)曲軸的強(qiáng)度，減少裝配誤差。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲柄軸通過(guò)所述軸承與所述軸承固定套固定連接。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲柄、曲軸前端、曲柄軸與軸承固定套上開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑油道，曲柄上的潤(rùn)滑油道、曲軸前端上的潤(rùn)滑油道與軸承固定套上的潤(rùn)滑油道相互導(dǎo)通。在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述曲柄軸與軸承固定套的連接體上開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑油油槽。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述潤(rùn)滑油油槽與潤(rùn)滑油道導(dǎo)通連接。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述曲軸、曲柄與曲柄軸采用超高強(qiáng)度剛42CrMo制造而成，采用42CrMo超高強(qiáng)度鋼制成的曲軸、曲柄及曲柄軸具有較高的強(qiáng)度和韌性，淬透性較好，無(wú)明顯的回火脆性，調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述主動(dòng)電控制片的數(shù)量與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的數(shù)量相
坐寸ο在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述主動(dòng)電控制片由尼龍(PA)制成。在上述任意方案中優(yōu)選的是，所述主動(dòng)電控制片與主動(dòng)電控制片之間通過(guò)壓合固定連接。作為另一種替代方案優(yōu)選的是，所述主動(dòng)電控制片與主動(dòng)電控制片之間通過(guò)粘性材料固定連接。作為另一種替代方案優(yōu)選的是，所述主動(dòng)電控制片為一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),該空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)采用本發(fā)明的曲軸。本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種空氣動(dòng)力車(chē)輛。該車(chē)輛采用本發(fā)明中所提供的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖1為按照本發(fā)明的曲軸的一優(yōu)選施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所示優(yōu)選施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖中的局部剖視圖。圖4為圖3所示優(yōu)選施例的右視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為采用本發(fā)明中的曲軸的一種單缸往復(fù)式電控可變空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所示的曲軸優(yōu)選實(shí)施做進(jìn)一步闡述說(shuō)明。實(shí)施例一
如圖1與圖2所示，其公開(kāi)了本發(fā)明的示范性曲軸。該曲軸包括曲軸軸頸1、曲柄2、曲柄軸3、軸承4、軸承固定套5，曲柄2上設(shè)有曲柄連接孔10、曲軸連接孔11，曲柄連接孔10與曲軸連接孔11內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述曲軸還包括曲軸后端12，所述曲軸后端12上設(shè)有外螺紋，并通過(guò)曲軸連接孔11的內(nèi)螺紋與曲柄2固定連接。為了減少裝配誤差，提高曲軸的整體性，作為另一種的替代方案，所述曲軸后端12與曲柄通過(guò)數(shù)控加工中心一次成型制成整體式結(jié)構(gòu)，以提高了裝配精度。所述曲柄軸3上設(shè)有螺紋，所述曲柄軸3與曲柄2通過(guò)曲柄2上的曲柄連接孔10固定接連接。作為另一種替代方案，所述曲柄2通過(guò)曲柄連接孔10內(nèi)的固定曲拐銷(xiāo)螺母13固定連接，以在曲軸疲勞損壞時(shí)便于拆裝曲軸。為了提高曲軸整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，曲軸后端
12、曲柄2與曲柄軸3采用一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)，這有利于曲軸承載更大的交變載荷。如圖3與圖4所示，所述曲柄軸3通過(guò)所述軸承4與所述軸承固定套5固定連接，軸承4套在曲柄軸3與軸承固定套5的連接體上，所述軸承可以沿著曲柄軸3與所述軸承固定套的軸向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述軸承4用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)連桿機(jī)構(gòu)，可將連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)。所述曲柄2、曲軸前端6、曲柄軸3與軸承固定套5上開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑油道14-1、14-2、14-3。曲柄2上的潤(rùn)滑油道14_1、曲軸前端上的潤(rùn)滑油道14_2與軸承固定套5上的潤(rùn)滑油道14-3相互導(dǎo)通。所述曲柄軸3與軸承固定套5的連接體上開(kāi)設(shè)有潤(rùn)滑油油槽15，所述潤(rùn)滑油油槽15與潤(rùn)滑油道14-1、14-2、14-3導(dǎo)通連接，以便于潤(rùn)滑油潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸部件及連桿機(jī)構(gòu)。所述曲軸軸頸1、曲柄2與曲柄軸3采用超高強(qiáng)度剛42CrMo制造而成，且主動(dòng)電控制片8的數(shù)量與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的數(shù)量相等。采用42CrMo超高強(qiáng)度鋼制成的曲軸軸頸1、曲柄
2、曲柄軸3等具有較高的強(qiáng)度和韌性，淬透性較好，無(wú)明顯的回火脆性，調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好，特別適用于曲軸的制造。所述主動(dòng)電控制片8由尼龍(PA)制成，特別是采用耐摩擦性能好的尼龍材料，例如自潤(rùn)滑超耐摩尼龍(PA66、PA1010)，其具有很好的電氣絕緣性能、不會(huì)因?yàn)槌睗裼绊懡^緣性能且有很好的抗沖擊性、耐磨性機(jī)與化學(xué)穩(wěn)定性。如圖1與圖3所示，所述主動(dòng)電控制片8與主動(dòng)電控制片8之間通過(guò)壓合固定連接，或者通過(guò)粘性材料固定連接，以制成一體式的主動(dòng)電控制片8。所述進(jìn)/排氣控制軸7上固定安裝有主動(dòng)電控制片8，并通過(guò)主動(dòng)電控制片8的固定端9與曲軸固定連接，所述曲軸與進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)連接。所述主動(dòng)電控制片8上開(kāi)設(shè)有所述不同弧度的凹槽16，其與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)接觸。曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)與主動(dòng)電控制片8活動(dòng)接觸。主動(dòng)電控制片8上的不同弧度的凹槽16控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的運(yùn)動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)形成動(dòng)力源。實(shí)施例二
圖1至圖5公開(kāi)了一種單缸往復(fù)式電控可變空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖1與圖5所示，一種單缸往復(fù)式電控可變空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸、連桿0-6、連桿銷(xiāo)0-12、電磁閥0-1、氣缸0-2、高壓氣罐。曲軸上的軸承4與連桿0_6固定連接，所述連桿0-6通過(guò)連桿銷(xiāo)0-12固定，所述連桿0-6連接有置于氣缸0-2內(nèi)的活塞，所述活塞在氣缸0-2內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述氣缸0-2的外壁上設(shè)有電磁閥,所述電磁閥與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)連接。當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸時(shí)，觸發(fā)所述氣缸0-2上的電磁閥0-1，此時(shí)所述氣缸0-2處于進(jìn)氣狀態(tài)，氣缸0-2內(nèi)的空氣推動(dòng)連桿0-6往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿0-6帶動(dòng)曲軸，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸將發(fā)動(dòng)機(jī)連桿0-6的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所述氣缸0-2上的電磁閥0-1閉合或斷開(kāi)，此時(shí)所述氣缸0-2處于空狀態(tài)，氣缸0-2內(nèi)的連桿0-6不運(yùn)動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)不做功。連桿0-6帶動(dòng)曲軸，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸使得發(fā)動(dòng)機(jī)連桿0-6的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門(mén)，也就是踩下油門(mén)，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始供氣工作，當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸時(shí)，電磁閥0-1導(dǎo)通，所述進(jìn)氣門(mén)(17)打開(kāi)，所述高壓氣罐中的高壓氣體通過(guò)所述電磁閥0-1進(jìn)入氣缸0-2，高壓氣體在氣缸0-2內(nèi)推動(dòng)氣缸0-2內(nèi)的連桿0-6桿運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于主動(dòng)電控制片同樣做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)主動(dòng)電控制片8形成類似于“凸輪機(jī)構(gòu)”，所述凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過(guò)90度角，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)與所述進(jìn)/排氣控制軸7控制軸上的主動(dòng)電控制片8等圓接觸，當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7上的主動(dòng)電控制片8的凹槽16與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)不接觸時(shí)，連桿0-6完成一次行程，當(dāng)所述進(jìn)/排氣控制軸7繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述連桿0-6進(jìn)行又一次行程，繼而推動(dòng)所述曲軸連續(xù)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，根據(jù)需要可以增加所述氣缸0-2的數(shù)量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。以上結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例做了詳細(xì)描述，但并非是對(duì)本發(fā)明的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改均屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍，還需要說(shuō)明的是，按照本發(fā)明的曲軸技術(shù)方案的范疇包括上述各部分之間的任意組合。與任何發(fā)明創(chuàng)造相同，本發(fā)明的曲軸是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，其組成部分包括現(xiàn)有技術(shù)中的各細(xì)節(jié)，然而將這些現(xiàn)有技術(shù)中的部件組合在一起，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)并不是顯而易見(jiàn)的，而是發(fā)明人數(shù)月伏案工作和大量實(shí)驗(yàn)的結(jié)晶。
權(quán)利要求
1.一種曲軸，其包括曲軸軸頸(I)、曲柄(2)、曲柄軸(3)、軸承(4)、軸承固定套(5)，其特征在于:所述曲軸前端(6)裝有進(jìn)/排氣控制軸(7)，所述進(jìn)/排氣控制軸(7)上固定套有主動(dòng)電控制片(8)，并通過(guò)主動(dòng)電控制片(8)的固定端(9)與曲軸(I)固定連接，所述進(jìn)/排氣控制軸(7)上的主動(dòng)電控制片(8)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)連接，所述主動(dòng)電控制片(8)上開(kāi)設(shè)有不同弧度的凹槽(16)，所述不同弧度的凹槽(16)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)接觸，繼而控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)/排氣。
2.如權(quán)利要求1所述的曲軸，其特征在于:所述曲柄(2)上設(shè)有曲柄連接孔(10)、曲軸連接孔(11)。
3.如權(quán)利要求2所述的曲軸，其特征在于:曲柄連接孔(10)與曲軸連接孔(11)內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋。
4.如權(quán)利要求1所述的曲軸，其特征在于:所述曲軸(I)還包括曲軸后端(12)，所述曲軸后端(12)上設(shè)有外螺紋，其通過(guò)曲軸連接孔(11)的內(nèi)螺紋與曲柄(2)固定連接。
5.如權(quán)利要求4所述的曲軸，其特征在于:所述曲軸后端(12)與曲柄(2)為一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的曲軸，其特征在于:所述曲柄軸(3)上設(shè)有螺紋。
7.如權(quán)利要求3或6所述的曲軸，其特征在于:所述曲柄軸(3)與曲柄(2)通過(guò)曲柄(2)上的曲柄連接孔(10)固定連接。
8.如權(quán)利要求7所述的曲軸，其特征在于:所述曲柄(2)通過(guò)曲柄連接孔(10)內(nèi)的固定曲拐銷(xiāo)螺母(13)固定連接。
9.如權(quán)利要求1或4所述的曲軸，其特征在于:所述曲軸后端(12)、曲柄⑵與曲柄軸(3)為一次制造成型的整體式結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的曲軸，其特征在于:所述曲柄軸(3)通過(guò)所述軸承(4)與所述軸承固定套(5)固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種曲軸，具體而言，涉及一種用于空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，其包括曲軸軸頸(1)、曲柄(2)、曲柄軸(3)、軸承(4)、軸承固定套(5)，所述曲軸前端(6)裝有進(jìn)/排氣控制軸(7)，進(jìn)/排氣控制軸(7)上固定套有主動(dòng)電控制片(8)，并通過(guò)主動(dòng)電控制片(8)的固定端(9)與曲軸(1)連接固定，進(jìn)/排氣控制軸(7)上的主動(dòng)電控制片(8)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)連接。所述主動(dòng)電控制片(8)上開(kāi)設(shè)有不同弧度的凹槽(16)，該凹槽(16)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣電控系統(tǒng)中的從動(dòng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)接觸，繼而控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)/排氣。本發(fā)明的曲軸強(qiáng)度高，裝配精度高、抗疲勞強(qiáng)度與抗沖擊能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)F01B9/02GK103206449SQ20121032625
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者周登榮, 周劍 申請(qǐng)人:祥天控股(集團(tuán))有限公司