曲軸制造技術

本發明專利技術涉及一種用于直列四缸發動機的平面曲軸，該平面曲軸包括八個曲柄臂。第四曲柄臂(A4)和第五曲柄臂分別設置有配重。第四曲柄臂(A4)的寬度(H4)和第五曲柄臂的寬度(H5)中的每一者均設定成比第二曲柄臂(A2)的寬度(H2)小。第三曲柄臂(A3)的寬度(H3)和第六曲柄臂的寬度(H6)中的每一者均設定成比第二曲柄臂(A2)的寬度(H2)大。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于直列四缸發動機的曲軸。
技術介紹
用于直列四缸發動機的曲軸包括：用作曲軸的旋轉中心的曲柄軸頸；曲柄銷，曲柄銷設置在與對應的曲柄軸頸偏心的位置處并且聯接有連桿；以及將各曲柄軸頸聯接至對應的曲柄銷的曲柄臂。曲軸沒有足夠的剛度將在其旋轉期間引起振動等，因此，通常為曲軸提供局部加強以確保足夠的剛度。用于確保剛度的這種局部加強的示例可以包括日本專利申請公報No.2012-172797中描述的曲軸。在JP.2012-172797中描述的曲軸中，為了抑制由于設置在曲軸的軸端部處的飛輪的振動而在靠近飛輪的曲柄臂處產生扭轉振動，靠近飛輪的曲柄臂設置有局部加強部以增強曲柄臂的剛度。
技術實現思路
通過為曲軸提供局部加強可以確保曲軸的剛度。不幸的是，簡單地提供該加強進一步導致增大曲軸的重量。曲軸的重量的增大引起曲軸的慣性力矩的增大，從而引起諸如燃料效率的下降和發動機重量增大之類的不便。因此，在曲軸設計中需要確保剛度和最大程度地減小重量兩者。本專利技術提供了具有較輕重量和較高剛度的曲軸。用于解決上述問題的曲軸為用于直列四缸發動機的平面曲軸，該平面曲軸包括：五個曲柄軸頸；四個曲柄銷；以及八個曲柄臂。第四曲柄臂為位于從曲軸的兩個軸端部中的一個軸端部計數的第四位置處的曲柄臂，第五曲柄臂為位于從所述軸端部計數的第五位置處的曲柄臂，第四曲柄臂和第五曲柄臂分別設置有配重。在從曲軸的軸端部觀察曲柄臂的情況下，在每個曲柄臂的寬度限定成所述曲柄臂在曲柄軸頸的中心軸線與曲柄銷的中心軸線之間的在與下述線段正交的方向上的尺寸的最大值：所述線段垂直地延伸穿過曲柄軸頸的中心軸線和曲柄銷的中心軸線，第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度小，第二曲柄臂為位于從軸端部計數的第二位置處的曲柄臂。第三曲柄臂為位于從軸端部計數的第三位置處的曲柄臂，第六曲柄臂為位于從軸端部計數的第六位置處的曲柄臂，第三曲柄臂和第六曲柄臂的各自的寬度均設定成比第二曲柄臂的寬度大。上述構型中上文描述的“寬度”不包括突出部(例如提供標記等的凸起部等)的尺寸，該突出部為從曲柄臂突出的部分，并且對該曲柄臂的剛度和重量沒有太大的影響。曲柄臂可以在相對于對應的軸頸與對應的曲柄銷相反的一側設置有配重。由于曲柄臂具有更小的重量從而減小了該曲柄臂的旋轉力矩，因此可以使針對該曲柄臂設置的配重減小更多的重量和更多的尺寸。設置有配重的第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度小。因此，與將第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度均設定成與第二曲柄臂的寬度相等的情況相比，可以減小第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的重量。在第四曲柄臂和第五曲柄臂中的每一者中，位于對應的曲柄軸頸與對應的曲柄銷之間的曲柄臂的重量變小，并且因此，如上文所述的，可以減小分別針對第四曲柄臂和第五曲柄臂設置的配重的各自的重量。通過將第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度小，可以不僅減小第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的重量，還可以減小其配重的各自的重量，從而有效地減小曲軸的重量。在第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度小的情況下，第四曲柄臂的剛度和第五曲柄臂的剛度變得下降。為了應對該問題，在用于直列四缸發動機的曲軸中，為位于從軸端部計數的第三位置處的曲柄臂的第三曲柄臂固定至曲柄銷，該曲柄銷固定至第四曲柄臂，并且第三曲柄臂和第四曲柄臂用作支承曲柄銷的一對曲柄臂。類似地，為位于從軸端部計數的第六位置處的曲柄臂的第六曲柄臂固定至曲柄銷，該曲柄銷固定至第五曲柄臂，并且第五曲柄臂和第六曲柄臂也用作支承曲柄銷的一對曲柄臂。在上述構型中，與第四曲柄臂成一對的第三曲柄臂的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度大。因此，與將第三曲柄臂的寬度設定成與第二曲柄臂的寬度相等的情況相比，第三曲柄臂具有更大的剛度。即使第四曲柄臂的剛度變小，但第三曲柄臂的剛度變大，從而抑制了一對曲柄臂的整體剛度的下降。因此，可以抑制由于第四曲柄臂的重量的減小而引起的曲軸的剛度的下降。類似的，在上述構型中，與第五曲柄臂成一對的第六曲柄臂的寬度設定成比第二曲柄臂的寬度大，因此，與將第六曲柄臂的寬度設定成與第二曲柄臂的寬度相等的情況相比，第六曲柄臂具有更大的剛度。即使第五曲柄臂的剛度變小，但第六曲柄臂的剛度變大，從而抑制了一對曲柄臂的整體剛度的下降。因此，可以抑制由于第五曲柄臂的重量的減小而引起的曲軸的剛度的下降。根據上述構型，可以減小曲軸的重量，并且抑制曲軸由于其重量的減小而引起的剛度的下降；因此可以獲得具有較輕的重量和較高的剛度的曲軸。另一方面，在曲柄臂的寬度減小時，該曲柄臂的剛度下降。應該注意的是，在曲柄臂的寬度變得比對應的曲柄軸頸的直徑小的情況下，曲柄臂的剛度趨于變得明顯下降。為了應對該問題，在上述曲軸中，優選的是，第四曲柄臂和第五曲柄臂的各自的寬度均設定成比設置在第四曲柄臂與第五曲柄臂之間的第三軸頸的直徑大。根據上述構型，可以抑制由于曲柄臂的寬度的減小而引起的曲柄臂的剛度的下降。在上述曲軸中，優選的是，第三曲柄臂的寬度相對于第四曲柄臂的寬度的比值和第六曲柄臂的寬度相對于第五曲柄臂的寬度的比值均設定成在1.03至1.26范圍內的相同的比值。根據上述構型，與將第三曲柄臂的寬度、第四曲柄臂的寬度、第五曲柄臂的寬度和第六曲柄臂的寬度設定成全部相同的情況相比，可以在保持曲軸的剛度與對比情況相同的同時減小曲軸的重量。在上述構型中，在第四曲柄臂的寬度限定為H4以及第三曲柄臂的寬度限定為H3的情況下，第三曲柄臂的寬度相對于第四曲柄臂的寬度的比值指代由(H3/H4)所表示的比值。類似的，在第五曲柄臂的寬度限定為H5以及第六曲柄臂的寬度限定為H6的情況下，第六曲柄臂的寬度相對于第五曲柄臂的寬度的比值指代由(H6/H5)所表示的比值。附圖說明將參照附圖對本專利技術的示例性實施方式的特征、優點和技術意義以及工業意義進行描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中：圖1為示出了根據一個實施方式的曲軸的結構的側視圖；圖2中的(D2)為沿如圖1中所示的線D2-D2截取的截面圖，圖2中的(D3)為沿如圖1中所示的線D3-D3截取的截面圖，以及圖2中的(D4)為沿如圖1中所示的線D4-D4截取的截面圖；圖3為示出了按單個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于直列四缸發動機的平面曲軸，所述曲軸的特征在于包括：五個曲柄軸頸；四個曲柄銷；以及八個曲柄臂，所述八個曲柄臂包括：第二曲柄臂，所述第二曲柄臂為位于從所述曲軸的兩個軸端部中的一個軸端部計數的第二位置處的曲柄臂；第三曲柄臂，所述第三曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸端部計數的第三位置處的曲柄臂；第四曲柄臂，所述第四曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸端部計數的第四位置處的曲柄臂，所述第四曲柄臂包括配重；第五曲柄臂，所述第五曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸端部計數的第五位置處的曲柄臂，所述第五曲柄臂包括配重；以及第六曲柄臂，所述第六曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸端部計數的第六位置處的曲柄臂，所述第四曲柄臂和所述第五曲柄臂中的每一者均具有比所述第二曲柄臂的寬度小的寬度，所述第三曲柄臂和所述第六曲柄臂中的每一者均具有比所述第二曲柄臂的寬度大的寬度，以及每個曲柄臂的寬度為：在從所述曲軸的所述一個軸端部觀察所述曲柄臂時，所述曲柄臂在所述曲柄軸頸的中心軸線與所述曲柄銷的中心軸線之間的在與下述線段正交的方向上的尺寸的最大值，所述線段垂直延伸穿過所述曲柄軸頸的所述中心軸線和所述曲柄銷的所述中心軸線。...

【技術特征摘要】
2014.12.12 JP 2014-2522751.一種用于直列四缸發動機的平面曲軸，所述曲軸的特征在于包
括：
五個曲柄軸頸；
四個曲柄銷；以及
八個曲柄臂，所述八個曲柄臂包括：
第二曲柄臂，所述第二曲柄臂為位于從所述曲軸的兩個軸端部
中的一個軸端部計數的第二位置處的曲柄臂；
第三曲柄臂，所述第三曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸
端部計數的第三位置處的曲柄臂；
第四曲柄臂，所述第四曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸
端部計數的第四位置處的曲柄臂，所述第四曲柄臂包括配重；
第五曲柄臂，所述第五曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸
端部計數的第五位置處的曲柄臂，所述第五曲柄臂包括配重；以及
第六曲柄臂，所述第六曲柄臂為位于從所述曲軸的所述一個軸
端部計數的第六位置處的曲柄臂，
所述第四曲柄臂和所述第五曲柄...

【專利技術屬性】
技術研發人員：大野浩一，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP