一種五缸柴油機曲軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于柴油發動機技術領域，具體涉及一種五缸柴油機曲軸。
【背景技術】
[0002]六缸機因其良好的平衡穩定性占據了當今柴油發動機的大部分市場。但是，當用戶需求的功率較小時，裝用企業原有的產品會有部分功率溢出，造成浪費；而且，發動機重量過大，用戶的油耗也相應地提升，增加購車成本的同時也增加了使用成本，降低了產品在市場上的競爭力。在這一狀況下，五缸機的需求就變得很有必要了。然而，五缸機的旋轉慣性力、一級往復慣性力和二級往復慣性力全部自平衡，但五缸機的旋轉慣性力矩、一級往復慣性力矩和二級往復慣性力矩都不平衡。鍛造加工的曲軸會存在一定的制造偏差，這一偏差會導致曲軸的平衡量偏離設計值，使得曲軸無法正常使用。

【發明內容】

[0003]針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種五缸柴油機曲軸，能夠實現自身的力矩平衡，增強曲軸的穩定性，滿足生產及使用的要求。
[0004]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:一種五缸柴油機曲軸，包括主軸頸、曲柄臂和連桿軸頸，一個連桿軸頸、左右兩個曲柄臂和左右兩個主軸頸構成一個曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相對應的平衡塊I，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相對應的偏置過量的平衡塊Π，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡塊I的方向相同，朝向曲軸縱軸的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置過量的平衡塊Π的方向相同，朝向曲軸縱軸的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂處各加裝一個齒盤，齒盤上帶有曲軸平衡齒圈，用于驅動平衡機構。
[0005]進一步，所述平衡塊為扇形結構，平衡塊直接鍛造成型，減少了機加工量。
[0006]進一步，所述平衡機構包括有與曲軸平衡齒圈相配合的齒輪，其中，所述平衡機構齒輪與曲軸平衡齒圈的速比為2:1。
[0007]進一步，所述曲軸平衡齒圈通過熱套工藝連接在曲軸上，曲軸平衡齒圈與曲軸同步旋轉。
[0008]進一步，所述主軸頸和連桿軸頸的工作表面采用高頻淬火或氮化處理，提高曲軸的抗疲勞強度和韌性。
[0009]進一步，所述連桿軸頸與曲柄臂連接處采用圓弧過渡，能消除應力集中，防止在使用中發生裂紋或折斷，提高曲軸的使用壽命。
[0010]進一步，所述曲軸采用曲軸毛坯第三缸連桿軸頸朝上立體鍛造成型，各平衡塊不需要進行機加工，曲軸齒圈盤在鍛造毛坯上面直接進行加工成型即可。
[0011 ]本發明的曲軸是按點火順序1-2-4-5-3的基礎設計的，在這種點火順序下，旋轉慣性力矩不平衡，一階往復慣性力矩和二階往復慣性力矩不平衡。在第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡塊，這四個平衡塊共同作用來完全平衡旋轉慣性力矩。由于一階往復慣性力矩較小，二階往復慣性力矩較大，所以選擇將第一和第十曲柄臂上的平衡塊π的質量加過量，使旋轉時產生一個過量反向的旋轉慣性力矩，數值大小為50%的一階往復慣性力矩，用來削減一階往復慣性力矩，使得原來就比較小的一階往復慣性力矩減小到之前的一半，同時使用和曲軸速比為2:1的平衡機構來完全平衡二階往復慣性力矩，使得發動機的整體震動情況可以被接受。第一、第四、第七和第十曲柄臂上的平衡塊在運行時產生一個共同的效果，即使旋轉慣性力矩完全平衡的同時抵消并轉移50%的一階往復慣性力矩。
[0012]本發明的有益效果是:本發明的五缸柴油機曲軸，可在企業原有的生產技術上沿用六缸機的生產資源，在降低發動機開發生產成本的同時，降低了發動機的質量，滿足更多用戶不同的需求，增加了企業產品的競爭力。通過在曲軸第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡塊完全平衡旋轉慣性力矩，在第一和第十曲柄臂上的平衡塊加過量，可將一階往復慣性力矩轉移50%至水平方向；在第三和第八曲柄臂處分別加裝一個齒圈盤驅動平衡機構，解決五缸機二級往復慣性力矩不平衡的問題，實現了旋轉慣性力和旋轉慣性力矩的自平衡，保證曲軸運轉的穩定性。
【附圖說明】
[0013]
圖1為本發明的總成圖。
[0014]圖2為曲軸總成主視圖。
[0015]圖3為帶有平衡塊的曲柄臂的結構圖。
[0016]圖中:1-主軸頸，2-曲軸平衡齒圈，3-平衡機構，4-齒盤，5-連桿軸頸，6_曲柄臂，7_平衡塊I，8-過量的平衡塊Π。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0018]如圖所示:一種五缸柴油機曲軸，包括主軸頸1、曲柄臂6和連桿軸頸5，左右兩個曲柄臂6和左右兩個主軸頸1構成一個曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相對應的平衡塊17，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相對應的偏置過量的平衡塊Π8，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡塊17的方向相同，朝向曲軸縱軸的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置過量的平衡塊Π 8的方向相同，朝向曲軸縱軸的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂處各加裝一個齒盤4，齒盤4上帶有曲軸平衡齒圈2，用于驅動平衡機構3。所述平衡塊7、8為扇形結構。
[0019]進一步，所述平衡機構3包括有與曲軸平衡齒圈2相配合的齒輪，其中，所述平衡機構齒輪與曲軸平衡齒圈2的速比為2:1。
[0020]進一步，所述曲軸平衡齒圈2通過熱套工藝連接在曲軸上，曲軸平衡齒圈2與曲軸同步旋轉。
[0021]進一步，所述主軸頸1和連桿軸頸5的工作表面采用高頻淬火或氮化處理，提高曲軸的抗疲勞強度和韌性。
[0022]進一步，所述連桿軸頸5與曲柄臂6連接處采用圓弧過渡，能消除應力集中，防止在使用中發生裂紋或折斷，提高曲軸的使用壽命。
[0023]進一步，所述曲軸采用曲軸毛坯第三缸連桿軸頸朝上立體鍛造成型，各平衡塊不需要進行機加工，曲軸齒圈盤在鍛造毛坯上面直接進行加工成型即可。
[0024]本發明的曲軸分別在第一、第四、第七和第十曲柄臂上布置平衡塊，這四個平衡塊在工作時會產生一個旋轉慣性力矩的效果，這個力矩始終處于曲軸一缸上止點后126°的位置上，用來平衡全部曲軸活塞連桿組所產生的旋轉慣性力矩和50%的一階往復慣性力矩。同時，在后期的生產過程中增加了曲軸平衡的調節能力，有效降低曲軸廢品率，降低了生產成本。
[0025]該曲軸在第三和第八曲柄臂上設置有曲軸齒圈盤，用來驅動前后兩套平衡機構，這一驅動方式雖然只增加了一個曲軸齒圈盤和一個平衡機軸驅動齒圈，卻可以有效減小平衡機構的尺寸，降低了平衡機構的工藝要求，從而達到降低生產成本、減少整機質量的目的。
[0026]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非是對本發明的限制。本領域的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種五缸柴油機曲軸，包括主軸頸、曲柄臂和連桿軸頸，其特征在于:第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相對應的平衡塊I，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相對應的偏置過量的平衡塊Π，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡塊I的方向相同，朝向曲軸縱軸的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置過量的平衡塊Π的方向相同，朝向曲軸縱軸的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂處各加裝一個齒盤，齒盤上帶有曲軸平衡齒圈，用于驅動平衡機構。2.根據權利要求1所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述平衡塊為扇形結構。3.根據權利要求1所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述平衡機構包括有與曲軸平衡齒圈相配合的齒輪。4.根據權利要求3所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述平衡機構齒輪與曲軸平衡齒圈的速比為2:1。5.根據權利要求1至4任一項所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述曲軸平衡齒圈通過熱套工藝連接在曲軸上。6.根據權利要求1至4任一項所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述主軸頸和連桿軸頸的工作表面采用高頻淬火或氮化處理。7.根據權利要求1至4任一項所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于:所述連桿軸頸與曲柄臂連接處采用圓弧過渡。8.根據權利要求1至4任一項所述的五缸柴油機曲軸，其特征在于::所述曲軸采用第三缸連桿軸頸朝上立體鍛造成型。
【專利摘要】本發明公開了一種五缸柴油機曲軸，包括主軸頸、曲柄臂和連桿軸頸，一個連桿軸頸、左右兩個曲柄臂和左右兩個主軸頸構成一個曲拐，第四曲柄臂和第七曲柄臂上布置有相對應的平衡塊Ⅰ，第一曲柄臂和第十曲柄臂上布置有相對應的偏置過量的平衡塊Ⅱ，所述第一曲柄臂和第七曲柄臂平衡塊Ⅰ的方向相同，朝向曲軸縱軸的一方，第四曲柄臂和第十曲柄臂偏置過量的平衡塊Ⅱ的方向相同，朝向曲軸縱軸的另一方，第三曲柄臂和第八曲柄臂處各加裝一個齒盤，齒盤上帶有曲軸平衡齒圈，用于驅動平衡機構。本發明可在企業原有的生產技術上沿用六缸機的生產資源，在降低發動機開發生產成本的同時，降低了發動機的質量，滿足更多用戶不同的需求，增加了企業產品的競爭力。
【IPC分類】F16C3/20, F16F15/26
【公開號】CN105465158
【申請號】CN201610000870
【發明人】孫晨, 郭磊, 葉云展, 陳利仙, 鄭康
【申請人】中國重汽集團濟南動力有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月4日