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往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的制作方法

文檔序號(hào):11111710閱讀:1182來源:國(guó)知局
往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種搭載在汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)、船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等通用發(fā)動(dòng)機(jī)這樣的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸。



背景技術(shù):

往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)為了將活塞在缸體(氣缸)內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力,需要曲軸。曲軸大致區(qū)分為利用模鍛制造的曲軸和利用鑄造制造的曲軸。特別是在要求高強(qiáng)度和高剛度的情況下,大多使用那些特性優(yōu)異的前者的鍛造曲軸。

圖1是示意地表示通常的曲軸的一例子的側(cè)視圖。圖1所示的曲軸1搭載在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上,其包括五個(gè)軸頸部J1~J5、四個(gè)銷部P1~P4、前端部Fr、凸緣部Fl以及分別將軸頸部J1~J5和銷部P1~P4相連的八塊曲臂部(以下也簡(jiǎn)稱作“臂部”)A1~A8。該曲軸1在八塊臂部A1~A8上均一體地具有平衡配重部(以下也簡(jiǎn)稱作“配重部”)W1~W8,被稱作四缸-八平衡配重的曲軸。

以下,在分別統(tǒng)稱軸頸部J1~J5、銷部P1~P4、臂部A1~A8以及配重部W1~W8時(shí),將軸頸部的附圖標(biāo)記記為“J”,將銷部的附圖標(biāo)記記為“P”,將臂部的附圖標(biāo)記記為“A”,將配重部的附圖標(biāo)記記為“W”。將銷部P和與該銷部P相連的一組臂部A(包含配重部W)也統(tǒng)稱作“曲拐(日文:スロー)”。

軸頸部J、前端部Fr以及凸緣部Fl與曲軸1的旋轉(zhuǎn)中心配置在同軸上。銷部P自曲軸1的旋轉(zhuǎn)中心偏心活塞沖程的一半距離地配置。軸頸部J利用滑動(dòng)軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)體上,成為旋轉(zhuǎn)中心軸。在銷部P上利用滑動(dòng)軸承連結(jié)有連接桿(以下也簡(jiǎn)稱作“連桿”)的大端部,在該連桿的小端部利用活塞銷連結(jié)有活塞。

在發(fā)動(dòng)機(jī)中,在各缸體內(nèi)燃料爆發(fā)。因該爆發(fā)而產(chǎn)生的燃燒壓力帶來活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)換為曲軸1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí),燃燒壓力經(jīng)由連桿作用于曲軸1的銷部P,并經(jīng)由與該銷部P相連的臂部A傳遞到軸頸部J。由此,曲軸1一邊反復(fù)彈性變形一邊旋轉(zhuǎn)。

在用于支承曲軸的軸頸部的軸承上存在潤(rùn)滑油。與曲軸的彈性變形相對(duì)應(yīng),軸承內(nèi)的油膜壓力和油膜厚度與軸承載荷和軸頸部的軸心軌跡互相關(guān)聯(lián)地變化。而且,與軸承處的軸頸部的表面粗糙度和軸瓦的表面粗糙度相對(duì)應(yīng),不僅產(chǎn)生油膜壓力,也發(fā)生局部的金屬接觸。為了防止由油耗盡引起的軸承燒粘并且防止局部的金屬接觸,確保油膜厚度是重要的。其原因在于,對(duì)燃料消耗性能產(chǎn)生影響。

此外,由于由曲軸的旋轉(zhuǎn)引起的彈性變形和在軸承內(nèi)的空隙中移動(dòng)的軸頸部的軸心軌跡引起旋轉(zhuǎn)中心的偏離,因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)(支座振動(dòng))產(chǎn)生影響。而且,該振動(dòng)在車身中傳播,對(duì)車廂內(nèi)的噪音、乘坐舒適性產(chǎn)生影響。

為了提升這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)性能,曲軸尋求剛度較高且不易變形。不僅如此,曲軸還尋求輕量化。

對(duì)曲軸負(fù)載筒內(nèi)壓力(缸體內(nèi)的燃燒壓力)的載荷,此外還負(fù)載旋轉(zhuǎn)離心力的載荷。為了施加相對(duì)于這些載荷的變形阻力,謀求提升曲軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。在曲軸的設(shè)計(jì)過程中決定軸頸部的直徑、銷部的直徑、活塞沖程等這樣的主要規(guī)格。在決定了主要規(guī)格之后,臂部的形狀設(shè)計(jì)成為剩下的設(shè)計(jì)區(qū)域。因此,利用臂部的形狀設(shè)計(jì)同時(shí)提升扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度首先成為重要的要素。這里所說的臂部,像上述那樣,嚴(yán)格地講是限定于將軸頸部和銷部相連的區(qū)域的長(zhǎng)圓形狀(日文:小判形狀)的部分,是不包含平衡配重部的區(qū)域的部分。

另一方面,曲軸需要使靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡均衡的質(zhì)量分配。其目的在于,在運(yùn)動(dòng)力學(xué)上作為旋轉(zhuǎn)體能夠進(jìn)行流暢的旋轉(zhuǎn)。為了取得這些靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡,相對(duì)于根據(jù)彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的要素所決定了的臂部側(cè)的質(zhì)量,在輕量化的基礎(chǔ)上調(diào)整配重部側(cè)的質(zhì)量成為重要的要素。

對(duì)于靜態(tài)平衡而言,針對(duì)臂部和配重部的各部分的質(zhì)量矩(質(zhì)量×重心半徑),將這些值的全部之和調(diào)整為零。此外,對(duì)于動(dòng)態(tài)平衡而言,以曲軸的旋轉(zhuǎn)軸的某一點(diǎn)為基準(zhǔn),將從該基準(zhǔn)點(diǎn)到各部分的重心的軸向距離乘以各部分的質(zhì)量矩(質(zhì)量×重心半徑×軸向距離),將這些值的全部之和調(diào)整為零。

而且,為了在一曲拐內(nèi)(與一缸相對(duì)應(yīng)的曲軸的區(qū)域)取得相對(duì)于燃燒壓力載荷的平衡而調(diào)整平衡率。平衡率是曲軸的配重部側(cè)的質(zhì)量矩相對(duì)于包含銷部(嚴(yán)格地講也包含連桿的一部分)的臂部側(cè)的質(zhì)量矩的比例。該平衡率被調(diào)整為處于某個(gè)恒定范圍內(nèi)。

謀求提高曲軸的臂部的剛度和輕量化處于折衷的關(guān)系,但為了同時(shí)達(dá)到兩者的要求,一直以來提出了各種與臂部形狀相關(guān)的技術(shù)。作為以往技術(shù)存在下述的內(nèi)容。

日本專利第4998233號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開了一種臂部:在臂部的銷部側(cè)的表面和軸頸部側(cè)的表面的、連結(jié)軸頸部的軸心和銷部的軸心的直線(以下也稱作“臂部中心線”)上集中地設(shè)有較大地凹入的凹槽。專利文獻(xiàn)1所公開的臂部意在輕量化和提升剛度。軸頸部側(cè)表面的凹槽有助于通過質(zhì)量的減少實(shí)現(xiàn)輕量化,而且,該凹槽周圍的厚壁部有助于提升扭轉(zhuǎn)剛度。但是,鑒于在臂部中心線上集中地存在較大地凹入的凹槽,在實(shí)際的狀況中不太能夠期待提升彎曲剛度。

日本特表2004-538429號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)、日本特表2004-538430號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)、日本特開2012-7726號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)以及日本特開2010-230027號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)5)公開了在臂部的軸頸部側(cè)的表面的、臂部中心線上設(shè)有較大較深地凹入的孔部的臂部。在專利文獻(xiàn)2~5所公開的臂部中,也能夠謀求輕量化和提升扭轉(zhuǎn)剛度。但是,鑒于在臂部中心線上存在較大較深地凹入的孔部,在實(shí)際的狀況中彎曲剛度下降。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利第4998233號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本特表2004-538429號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3:日本特表2004-538430號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4:日本特開2012-7726號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5:日本特開2010-230027號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

確切地講,采用所述專利文獻(xiàn)1~5所公開的技術(shù),能夠謀求曲軸的輕量化和提升扭轉(zhuǎn)剛度。但是,在這些以往技術(shù)中,曲軸的彎曲剛度的提升存在極限,強(qiáng)烈地盼望其技術(shù)革新。

本發(fā)明即是鑒于這樣的實(shí)際情況而完成的,其目的在于提供一種在謀求曲軸的輕量化和提升扭轉(zhuǎn)剛度的同時(shí)、能夠謀求提升彎曲剛度的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。

用于解決問題的方案

作為本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸包括成為旋轉(zhuǎn)中心軸的軸頸部、相對(duì)于該軸頸部偏心的銷部、將所述軸頸部和所述銷部相連的曲臂部、以及與所述曲臂部一體的平衡配重部。所述曲軸搭載在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)上,經(jīng)由連接桿在從活塞銷的軸心朝向所述銷部的軸心的方向上對(duì)所述銷部負(fù)載由燃燒壓力引起的載荷。

在所述曲臂部的所述軸頸部側(cè)的表面上,在沿著該表面的輪廓的邊緣部的內(nèi)側(cè)沿著該邊緣部具有凹部。所述凹部相對(duì)于將所述銷部的軸心和所述軸頸部的軸心連結(jié)的臂部中心線為非對(duì)稱。

在由所述燃燒壓力引起的對(duì)所述銷部負(fù)載的所述載荷成為最大的時(shí)刻,所述曲臂部的彎曲剛度成為最大。

上述的曲軸能夠設(shè)為所述曲臂部的所述邊緣部的厚度相對(duì)于所述臂部中心線為非對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。

在上述的曲軸中,優(yōu)選設(shè)為下述的結(jié)構(gòu)。

在將所述臂部中心線作為分界地將所述曲臂部劃分為左右的臂部部分時(shí),

在所述曲臂部的與所述臂部中心線垂直的各截面中的、比所述銷部的軸心靠外側(cè)的各截面中,被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的截面慣性矩大于與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的截面慣性矩,

在所述曲臂部的與所述臂部中心線垂直的各截面中的、比所述銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的各截面中,與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的截面慣性矩大于被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的截面慣性矩。

在該曲軸的情況下,能夠設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu):

在比所述銷部的軸心靠外側(cè)的所述各截面中,被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的最大厚度大于與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的最大厚度,

在比所述銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的所述各截面中,與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的最大厚度大于被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的最大厚度。

此外,在上述的曲軸的情況下,也能夠設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu):

在比所述銷部的軸心靠外側(cè)的所述各截面中,被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的寬度大于與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的寬度,

在比所述銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的所述各截面中,與被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)的所述臂部部分的寬度大于被負(fù)載所述最大的所述載荷的一側(cè)的所述臂部部分的寬度。

發(fā)明的效果

采用本發(fā)明的曲軸,在反映了實(shí)際狀態(tài)的條件下,在臂部的軸頸部側(cè)的表面形成有相對(duì)于臂部中心線非對(duì)稱的凹部。由此,臂部的邊緣部被厚壁化,該邊緣部的內(nèi)側(cè)利用凹部被薄壁化。進(jìn)而該凹部的內(nèi)側(cè)的中央部被厚壁化,因此,臂部的彎曲剛度上升,與此同時(shí)臂部的輕量化和扭轉(zhuǎn)剛度上升。

附圖說明

圖1是示意地表示通常的曲軸的一例子的側(cè)視圖。

圖2是用于說明臂部的彎曲剛度的評(píng)價(jià)方法的示意圖。

圖3是用于說明臂部的扭轉(zhuǎn)剛度的評(píng)價(jià)方法的示意圖,圖3的(a)表示一曲拐的側(cè)視圖,圖3的(b)表示其軸向觀察時(shí)的主視圖。

圖4是表示在從材料力學(xué)上扭轉(zhuǎn)剛度的觀點(diǎn)出發(fā)將臂部視為單純的圓板的情況下的典型例的圖,圖4的(a)表示矩形截面圓板,圖4的(b)表示凸型截面圓板,圖4的(c)表示凹型截面圓板。

圖5是表示在從材料力學(xué)上彎曲剛度的觀點(diǎn)出發(fā)使臂部的截面形狀單純化并將臂部視為單純的梁的情況下的典型例的圖,圖5的(a)表示矩形截面梁,圖5的(b)表示凸型截面梁,圖5的(c)表示凹型截面梁。

圖6是與截面形狀相應(yīng)地歸納與彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度直接相關(guān)聯(lián)的截面慣性矩和截面極慣性矩的大小關(guān)系的圖。

圖7是表示四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的筒內(nèi)壓力曲線的圖。

圖8是表示在由燃燒壓力引起的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸的臂部和連桿的幾何學(xué)關(guān)系的圖。

圖9是表示在燃燒壓力的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸轉(zhuǎn)角θ和最大載荷負(fù)載角α之間的相互關(guān)系的圖。

圖10是表示在燃燒壓力的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸的臂部和連桿的幾何學(xué)關(guān)系的另一例子的圖。

圖11是表示材料力學(xué)的梁理論中的梁形狀的一例子的圖,圖11的(a)表示矩形梁,圖11的(b)表示輕量化梁。

圖12是表示利用圖11的(b)所示的輕量化梁的概念做成的左右非對(duì)稱的臂部形狀的圖,圖12的(a)表示立體圖,圖12的(b)和圖12的(c)分別表示與臂部中心線垂直的剖視圖。

圖13是表示將臂部形狀設(shè)計(jì)為在由燃燒壓力引起的載荷成為最大時(shí)臂部的彎曲剛度成為最大的圖。

圖14是表示本實(shí)施方式的曲軸的臂部形狀的一例子的圖。

圖15是表示本實(shí)施方式的曲軸的臂部形狀的另一例子的圖。

圖16是表示本實(shí)施方式的曲軸的臂部形狀的另一例子的圖。

圖17是表示本實(shí)施方式的曲軸的臂部形狀的另一例子的圖。

圖18是表示以往的曲軸的臂部形狀的一例子的圖。

具體實(shí)施方式

以下,詳細(xì)地說明本發(fā)明的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的實(shí)施方式。

1.在曲軸的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的基本技術(shù)

1-1.臂部的彎曲剛度

圖2是用于說明臂部的彎曲剛度的評(píng)價(jià)方法的示意圖。如圖2所示,就曲軸的各曲拐而言,因缸體內(nèi)的爆發(fā)而產(chǎn)生的燃燒壓力的載荷F經(jīng)由連桿負(fù)載于銷部P。此時(shí),由于各曲拐利用軸承支承兩端的軸頸部J,因此,載荷F從銷部P經(jīng)由臂部A傳遞到軸頸軸承。由此,臂部A成為3點(diǎn)彎曲的載荷負(fù)載狀態(tài),對(duì)臂部A作用彎矩M。隨之,在臂部A中,在板厚方向的外側(cè)(軸頸部J側(cè))產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,在板厚方向的內(nèi)側(cè)(銷部P側(cè))產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。

在將銷部P和軸頸部J的各直徑作為設(shè)計(jì)規(guī)格并對(duì)其進(jìn)行了決定的情況下,臂部A的彎曲剛度依賴于各曲拐的臂部形狀。配重部W對(duì)于彎曲剛度幾乎沒有幫助。此時(shí),如下述的算式(1)所示,銷部P的軸向中央的燃燒壓力負(fù)載方向上的位移u與對(duì)銷部P負(fù)載的燃燒壓力的載荷F成正比,與彎曲剛度成反比。

u∝F/(彎曲剛度)…(1)

1-2.臂部的扭轉(zhuǎn)剛度

圖3是用于說明臂部的扭轉(zhuǎn)剛度的評(píng)價(jià)方法的示意圖。圖3的(a)表示一曲拐的側(cè)視圖,圖3的(b)表示該一曲拐的軸向觀察時(shí)的主視圖。由于曲軸以軸頸部J為中心地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此,如圖3所示產(chǎn)生扭矩T。因此,需要提高臂部A的扭轉(zhuǎn)剛度。其目的在于,相對(duì)于曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)不引起共振而確保流暢的旋轉(zhuǎn)。

在將銷部P和軸頸部J的各直徑作為設(shè)計(jì)規(guī)格并對(duì)其進(jìn)行了決定的情況下,臂部A的扭轉(zhuǎn)剛度依賴于各曲拐的臂部形狀。配重部W對(duì)于扭轉(zhuǎn)剛度幾乎沒有幫助。此時(shí),如下述的算式(2)所示,軸頸部J的扭轉(zhuǎn)角γ與扭矩T成正比,與扭轉(zhuǎn)剛度成反比。

γ∝T/(扭轉(zhuǎn)剛度)…(2)

2.本實(shí)施方式的曲軸

2-1.用于提升臂部剛度的見解

像上述那樣,配重部對(duì)彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度幾乎沒有幫助。因此,在本實(shí)施方式中,提出了輕量且彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度同時(shí)上升的臂部形狀。

2-1-1.提升扭轉(zhuǎn)剛度的基本形狀

在此,基于材料力學(xué)的理論對(duì)用于提升扭轉(zhuǎn)剛度的典型的形狀進(jìn)行研究。就所述圖3所示的臂部A而言,為了維持重量并提升扭轉(zhuǎn)剛度,增大極慣性矩的做法是有效的。

圖4是表示在從材料力學(xué)上扭轉(zhuǎn)剛度的觀點(diǎn)出發(fā)將臂部視為單純的圓板的情況下的典型例的圖。圖4的(a)表示矩形截面圓板,圖4的(b)表示凸型截面圓板,圖4的(c)表示凹型截面圓板。在任一個(gè)圖中均是上層表示立體圖,下層表示剖視圖。圖4的(a)所示的矩形截面圓板、圖4的(b)所示的凸型截面圓板以及圖4的(c)所示的凹型截面圓板的各重量相同。即,這些圓板的截面形狀為矩形、凸型以及凹型而互不相同,但它們的體積相同。

具體地講,圖4的(a)所示的矩形截面圓板的截面形狀為矩形,厚度是H0,直徑是B0。圖4的(b)所示的凸型截面圓板的截面形狀是中央部與外周部相比突出的凸型,最外周的直徑是B0。該中央部突出部分的厚度是H2,直徑是B2,該外周部的厚度是H1。另一方面,圖4的(c)所示的凹型截面圓板的截面形狀是中央部與外周部相比凹入的凹型,最外周的直徑是B0。該中央部的厚度是H1,凹坑的深度是H3,凹坑的直徑是B3。

在使重量相同的條件下查驗(yàn)這些圓板的扭轉(zhuǎn)剛度的大小關(guān)系。一般來講,根據(jù)材料力學(xué)的理論,在扭轉(zhuǎn)剛度、極慣性矩以及扭轉(zhuǎn)角之間存在用下述的算式(3)~算式(5)表示的關(guān)系。根據(jù)這些算式的關(guān)系,增大極慣性矩的做法對(duì)于提升扭轉(zhuǎn)剛度是有效的。

扭轉(zhuǎn)剛度:G×J/L…(3)

極慣性矩:J=(π/32)×d4…(4)

扭轉(zhuǎn)角:γ=T×L/(G×J)…(5)

在算式(3)~算式(5)中,L是軸向長(zhǎng)度,G是橫向彈性模量,d是圓棒的半徑,T是扭矩。

在圖4所示的3種圓板中,重量相同這樣的條件的意思是指體積相同這樣的條件。因此,這3種圓板的各尺寸參數(shù)存在下述的算式(6)的關(guān)系。

(π/4)×B0×B0×H0=(π/4)×(B0×B0×H1+B2×B2×H2)=(π/4)×{B0×B0×(H1+H3)-B3×B3×H3)}…(6)

而且,考慮到厚度,用下述的算式(7)~算式(9)表示3種圓板各自的極慣性矩。

矩形截面圓板的極慣性矩:

J(A)=(π/32)×H1×B04…(7)

凸型截面圓板的極慣性矩:

J(B)=(π/32)×(H1×B04+H2×B24)…(8)

凹型截面圓板的極慣性矩:

J(C)=(π/32)×{(H1+H3)×B04-H3×B34}…(9)

根據(jù)這些算式(7)~算式(9),矩形截面圓板的極慣性矩J(A)、凸型截面圓板的極慣性矩J(B)以及凹型截面圓板的極慣性矩J(C)的大小關(guān)系如下述的算式(10)所示。

J(B)<J(A)<J(C)…(10)

該算式(10)是根據(jù)材料力學(xué)在理論上導(dǎo)出的結(jié)論。定性地講,根據(jù)在距扭轉(zhuǎn)的中心的距離較遠(yuǎn)的部位配置有較多構(gòu)件的截面形狀的方式極慣性矩升高這樣的材料力學(xué)的考察,能夠理解該結(jié)論。

例如作為相同重量的條件、即滿足上述算式(6)的條件的實(shí)例,考慮如下地設(shè)定各尺寸參數(shù)的情況。

B0=100mm、H0=20mm、H1=10mm、H2=H3=20mm、B2=B3=100/√2=70.71mm。

在該實(shí)例的情況下,根據(jù)上述算式(7),如利用下述的算式(11)所示那樣求出矩形截面圓板的極慣性矩J(A)

J(A)=1.96×108…(11)

根據(jù)上述算式(8),如利用下述的算式(12)所示那樣求出凸型截面圓板的極慣性矩J(B)。

J(B)=1.47×108…(12)

根據(jù)上述算式(9),如利用下述的算式(13)所示那樣求出凹型截面圓板的極慣性矩J(C)

J(C)=2.45×108…(13)

根據(jù)這些算式(11)~算式(13),在數(shù)值上能夠確認(rèn)上述算式(10)的關(guān)系成立。

因而,可以說,相對(duì)于扭轉(zhuǎn)載荷,按照凸型截面圓板、矩形截面圓板以及凹型截面圓板的順序扭轉(zhuǎn)剛度升高,凹型截面圓板是最優(yōu)選的形狀。

2-1-2.提升彎曲剛度的基本形狀

在此,基于材料力學(xué)的理論對(duì)用于提升彎曲剛度的典型的形狀進(jìn)行研究。就所述圖2所示的臂部A而言,為了維持重量并提升彎曲剛度,增大相對(duì)于彎曲的截面慣性矩的做法是有效率的。

圖5是表示在從材料力學(xué)上彎曲剛度的觀點(diǎn)出發(fā)使臂部的截面形狀單純化并將臂部視為單純的梁的情況的典型例的圖。圖5的(a)表示矩形截面梁,圖5的(b)表示凸型截面梁,圖5的(c)表示凹型截面梁。在任一個(gè)圖中,均是上層表示立體圖,下層表示剖視圖。圖5的(a)所示的矩形截面梁、圖5的(b)所示的凸型截面梁以及圖5的(c)所示的凹型截面梁的各重量相同。即,這些梁的截面形狀為矩形、凸型以及凹型而互不相同,但這些截面的面積相同。

具體地講,圖5的(a)所示的矩形截面梁的截面形狀為矩形,厚度是H0,寬度是B3。圖5的(b)所示的凸型截面梁的截面形狀是中央部與兩側(cè)部相比突出的凸型,整個(gè)寬度是B3。該中央部的厚度是H2,寬度是B2,該兩側(cè)部分別是厚度為H1,寬度為B1/2。另一方面,圖5的(c)所示的凹型截面梁的截面形狀是中央部與兩側(cè)部相比凹入的凹型,整個(gè)寬度是B3。該中央部的厚度是H1,寬度是B1,該兩側(cè)部分別是厚度為H2,寬度為B2/2。

在使重量相同的條件下查驗(yàn)這些梁的剛度相對(duì)于彎曲載荷的大小關(guān)系。一般來講,根據(jù)材料力學(xué)的理論,用下述的算式(14)~算式(16)表示矩形梁的彎曲剛度和截面慣性矩之間的關(guān)系。根據(jù)算式(14)~算式(16)的關(guān)系,增大截面慣性矩的做法會(huì)提高彎曲剛度。

彎曲剛度:E×I…(14)

截面慣性矩:I=(1/12)×b×h3…(15)

撓曲位移:u=k(M/(E×I))…(16)

在算式(14)~算式(16)中,b是寬度,h是厚度,E是縱向彈性模量,M是彎矩,k是形狀系數(shù)。

在圖5所示的3種梁中,重量相同這樣的條件的意思是指體積彼此相同、即截面的面積彼此相同這樣的條件。因此,與這3種梁的各尺寸參數(shù)相關(guān)地存在下述的算式(17)的關(guān)系。

B3×H0=(H2×B2+B1×H1)=(H2×B2+B1×H1)…(17)

而且,用下述的算式(18)~算式(20)表示3種梁各自的截面慣性矩。

矩形截面梁的截面慣性矩:

I(D)=(1/12)×B3×H03…(18)

凸型截面梁的截面慣性矩:

I(E)=1/3×(B3×E23-B1×H33+B2×E13)…(19)

在算式(19)中,

E2為“(B2×H22+B1×H12)/{2×(B2×H2+B1×H1)}”,

E1為“H2-E2”,

H3為“E2-H1”。

凹型截面梁的截面慣性矩:

I(F)=1/3×(B3×E23-B1×H33+B2×E13)…(20)

在算式(20)中,

E2為“(B2×H22+B1×H12)/{2×(B2×H2+B1×H1)}”,

E1為“H2-E2”,

H3為“E2-H1”。

上述算式(19)和上述算式(20)的形式相同。這是表示在重量相同這樣的條件下凸型截面梁的截面慣性矩I(E)和凹型截面梁的截面慣性矩I(F)相同。

總而言之,矩形截面梁的截面慣性矩I(D)、凸型截面梁的截面慣性矩I(E)以及凹型截面梁的截面慣性矩I(F)的大小關(guān)系如下述的算式(21)所示。

I(D)<I(E)=I(F)…(21)

該算式(21)是根據(jù)材料力學(xué)在理論上導(dǎo)出的結(jié)論。定性地講,根據(jù)在距彎曲的中立面的距離較遠(yuǎn)的部位配置有較多構(gòu)件的截面形狀的方式截面慣性矩升高這樣的材料力學(xué)的考察,能夠理解該結(jié)論。

例如作為相同重量的條件、即滿足上述算式(17)的條件的實(shí)例,考慮如下地設(shè)定各尺寸參數(shù)的情況。

B1=B2=50mm、B3=100mm、H0=20mm、H1=10mm、H2=30mm。此時(shí),E1=12.5mm、E2=17.5mm、H3=7.5mm。

在該實(shí)例的情況下,根據(jù)上述算式(18),如利用下述的算式(22)所示那樣求出矩形截面梁的截面慣性矩I(D)

I(D)=6.67×104…(22)

根據(jù)上述算式(19),如利用下述的算式(23)所示那樣求出凸型截面梁的截面慣性矩I(E)

I(E)=2.04×105…(23)

根據(jù)上述算式(20),如利用下述的算式(24)所示那樣求出凹型截面梁的截面慣性矩I(F)。

I(F)=2.04×105…(24)

根據(jù)這些算式(22)~算式(24),在數(shù)值上能夠確認(rèn)上述算式(21)的關(guān)系成立。

因而,可以說,相對(duì)于彎曲載荷,凸型截面梁和凹型截面梁具有同等的彎曲剛度,與矩形截面梁相比,使臂部的局部厚壁化這樣的凸型截面梁或者凹型截面梁的彎曲剛度較高,是優(yōu)選的形狀。

2-1-3.提升彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的基本形狀的歸納

圖6是與截面形狀相應(yīng)地歸納與彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度直接相關(guān)聯(lián)的截面慣性矩和極慣性矩的大小關(guān)系的圖。在圖6中,用將矩形截面作為基準(zhǔn)“1”的比例針對(duì)所述圖4和圖5所示的矩形截面、凸型截面以及凹型截面的每個(gè)截面形狀表示極慣性矩和截面慣性矩。

如圖6所示,若截面形狀是凸型或者凹型,則彎曲剛度升高,另一方面,若截面形狀是凹型,則扭轉(zhuǎn)剛度升高。通過將這些截面形狀組合起來,彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均上升。因此,為了同時(shí)提升彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,將臂部的截面形狀設(shè)計(jì)為將凸型和凹型組合而成的形狀的做法是有效的。即,使沿著臂部的輪廓的邊緣部厚壁化,使該邊緣部的內(nèi)側(cè)薄壁化。而且,使作為該薄壁化的部分的內(nèi)側(cè)的中央部(在臂部中心線上靠軸頸部的部分)厚壁化。通過使自臂部的扭轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的邊緣部厚壁化的同時(shí)使其內(nèi)側(cè)薄壁化,能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化并將扭轉(zhuǎn)剛度確保得較高。臂部的邊緣部的厚壁化有助于確保彎曲剛度。此外,臂部的中央部的厚壁化有助于確保彎曲剛度。

2-2.用于依據(jù)實(shí)際狀態(tài)提升臂部剛度的想法

圖7是表示四循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的筒內(nèi)壓力曲線的圖。如圖7所示,在將曲軸的銷部達(dá)到壓縮工序的上止點(diǎn)的位置(曲軸轉(zhuǎn)角θ是0°)作為基準(zhǔn)時(shí),在壓縮工序上止點(diǎn)之后立即產(chǎn)生爆發(fā)。因此,筒內(nèi)壓力(缸體內(nèi)的壓力)在曲軸轉(zhuǎn)角θ為約8°~20°的時(shí)刻成為最大的燃燒壓力。對(duì)曲軸負(fù)載圖7所示的筒內(nèi)壓力(燃燒壓力)的載荷,此外還負(fù)載旋轉(zhuǎn)離心力的載荷。此時(shí),在曲軸轉(zhuǎn)角θ為約8°~20°的時(shí)刻,最大的燃燒壓力經(jīng)由連桿被負(fù)載在曲軸的銷部。在曲軸的設(shè)計(jì)過程中,為了獲得相對(duì)于由該最大燃燒壓力引起的載荷的變形阻力,提升彎曲剛度以及扭轉(zhuǎn)剛度、與此同時(shí)減輕重量成為目標(biāo)。

圖8是表示在由燃燒壓力引起的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸的臂部和連桿的幾何學(xué)關(guān)系的圖。如圖8所示,燃燒壓力對(duì)于銷部P的負(fù)載方向是從活塞銷的軸心(連桿4的小端部4S的軸心4Sc)朝向銷部P的軸心Pc的方向。因此,由最大燃燒壓力引起的最大載荷Fmax并不是沿著將銷部P的軸心Pc和軸頸部J的軸心Jc連結(jié)的臂部中心線Ac的方向負(fù)載在臂部A上,而是沿著相對(duì)于該臂部中心線Ac傾斜的方向負(fù)載在臂部A上。即,反映實(shí)際狀態(tài)地對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角θ為約8°~20°的狀態(tài)的臂部A負(fù)載最大載荷Fmax。即,在相對(duì)于臂部中心線Ac以角度α傾斜的方向上負(fù)載最大載荷Fmax。

以下,將由燃燒壓力引起的載荷對(duì)于臂部A的負(fù)載方向(從活塞銷的軸心朝向銷部的軸心的方向)與臂部中心線Ac的交叉角也稱作載荷負(fù)載角β。在載荷負(fù)載角β中,曲軸轉(zhuǎn)角θ為約8°~20°且負(fù)載由最大燃燒壓力引起的最大載荷Fmax的時(shí)刻的載荷負(fù)載角也稱作最大載荷負(fù)載角α。

圖9是表示在燃燒壓力的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸轉(zhuǎn)角θ和最大載荷負(fù)載角α之間的相互關(guān)系的圖。如所述圖7所示,與彎曲載荷相關(guān),氣缸內(nèi)的燃燒壓力顯示最大值的是曲軸自壓縮工序上止點(diǎn)稍稍旋轉(zhuǎn)且曲軸轉(zhuǎn)角θ為約8°~20°的時(shí)刻。

如圖8所示,臂部A在相對(duì)于臂部中心線Ac以最大載荷負(fù)載角α傾斜的方向上承受由最大燃燒壓力引起的最大載荷Fmax。利用由負(fù)載最大燃燒壓力的時(shí)刻的曲軸轉(zhuǎn)角“θ”、活塞沖程Ls的一半(銷部P的軸心Pc和軸頸部J的軸心Jc之間的距離)“Ls/2”、以及連桿4的小端部4S的軸心4Sc(活塞銷的軸心)和銷部P的軸心Pc之間的距離“Lc”這一角兩邊決定的三角形的外角求出該最大載荷負(fù)載角α。即,臂部A承受相對(duì)于臂部中心線Ac以比曲軸轉(zhuǎn)角θ(約8°~20°)大一些的最大載荷負(fù)載角α(約十度~二十多度)傾斜的彎曲載荷(參照?qǐng)D9)。

圖10是表示在燃燒壓力的負(fù)載成為最大的時(shí)刻曲軸的臂部和連桿的幾何學(xué)關(guān)系的另一例子的圖。圖10所示的發(fā)動(dòng)機(jī)中,軸頸部J的軸心Jc的位置(曲柄旋轉(zhuǎn)軸)偏移地配置在自缸體中心軸線稍稍偏離的位置。或者,雖然軸頸部J的軸心Jc的位置配置在缸體中心軸線上,但是活塞銷的軸心的位置偏移地配置在自缸體中心軸線稍稍偏離的位置。在這種情況下,在幾何學(xué)上考慮到與在所述圖8中說明的方式同樣的三角形和偏移量Lo地求出最大載荷負(fù)載角α。

2-2-1.本實(shí)施方式的曲軸的概要

像上述那樣,最大的彎曲載荷沿相對(duì)于臂部中心線以最大載荷負(fù)載角α傾斜的方向負(fù)載在臂部上。著眼于這一點(diǎn),以下表示將自輕量且剛度較高的梁的形狀使臂部形狀成為左右非對(duì)稱的做法是有效的。

圖11是表示材料力學(xué)的梁理論中的梁形狀的一例子的圖。圖11的(a)表示矩形梁,圖11的(b)表示輕量化梁。利用材料力學(xué)上的梁理論單純化地考慮臂部。就承受彎曲載荷的梁而言,剛度較高、變形較小、最輕量的二維的梁形狀(板厚t恒定)并不是圖11的(a)所示那樣的、板寬B恒定的矩形梁,而是圖11的(b)所示那樣的、板寬B從載荷點(diǎn)朝向固定端而單調(diào)地增大的輕量化梁。

圖12是表示利用圖11的(b)所示的輕量化梁的概念做成的左右非對(duì)稱的臂部形狀的圖。圖12的(a)表示立體圖,圖12的(b)和圖12的(c)表示與臂部中心線垂直的剖視圖。圖12所示的臂部形狀的概念還根據(jù)上述算式(21)所表示的彎曲剛度升高的結(jié)果反映了圖5的(b)的凸型形狀。在此,圖12的(b)表示比銷部的軸心靠外側(cè)的截面、即自銷部的軸心靠與軸頸部相反側(cè)的截面。圖12的(c)表示比銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面、即自銷部的軸心靠軸頸部的截面。所述圖8和圖10所示那樣的、在相對(duì)于臂部中心線Ac以最大載荷負(fù)載角α傾斜的方向上負(fù)載最大的彎曲載荷的臂部A視為圖12的(a)所示那樣多個(gè)板厚t的梁堆疊合成的結(jié)構(gòu)。只要將該多個(gè)梁的截面形狀設(shè)為圖11的(b)所示那樣的、板寬B朝向固定端單調(diào)地增加的輕量化梁,就能夠得到最輕量且剛度較高的臂部A。

若如圖12的(a)所示以與臂部中心線Ac垂直的平面切斷該臂部A,則根據(jù)幾何學(xué)的關(guān)系,該截面如圖12的(b)和圖12的(c)所示以臂部中心線Ac為分界地成為左右非對(duì)稱的形狀。即,臂部A以臂部中心線Ac為分界地被劃分為左右的臂部部分Ar、Af,右側(cè)的臂部部分Ar和左側(cè)的臂部部分Af相對(duì)于臂部中心線Ac為非對(duì)稱。

通過這樣相對(duì)于以最大載荷負(fù)載角α對(duì)臂部A負(fù)載的最大彎曲載荷將臂部A做成左右非對(duì)稱的形狀,輕量且有效率地剛度升高。臂部A的非對(duì)稱形狀考慮有很多。例如,只要以如圖13所示使載荷負(fù)載角β作為參數(shù)變化且在該載荷負(fù)載角β為最大載荷負(fù)載角α的時(shí)刻(即由燃燒壓力引起的載荷的負(fù)載成為最大的時(shí)刻)彎曲剛度成為最大的方式將臂部A設(shè)計(jì)為左右非對(duì)稱的形狀,就能夠?qū)崿F(xiàn)沒有多余部分的最有效率的輕量化。由此,臂部A最輕量且成為高剛度,能夠最大限度地發(fā)揮曲軸的性能。

另外,此時(shí),還優(yōu)選的是,如圖12的(b)所示,在比銷部的軸心靠外側(cè)的截面中,左側(cè)的臂部部分Af的截面慣性矩大于右側(cè)的臂部部分Ar的截面慣性矩,該左側(cè)為被負(fù)載最大載荷的一側(cè),該右側(cè)為與被負(fù)載最大載荷的一側(cè)相反的那一側(cè)。與此同時(shí),優(yōu)選的是,如圖12的(c)所示,在比銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中,右側(cè)的臂部部分Ar的截面慣性矩大于左側(cè)的臂部部分Af的截面慣性矩,該右側(cè)為與被負(fù)載最大載荷的一側(cè)相反的那一側(cè),該左側(cè)為被負(fù)載最大載荷的一側(cè)。

依據(jù)以上內(nèi)容,本實(shí)施方式的曲軸在臂部A的軸頸部J側(cè)的表面上,在沿著該表面的輪廓的邊緣部的內(nèi)側(cè)沿著該邊緣部形成有凹部。這是遵照上述算式(10)所表示的結(jié)果、為了提高扭轉(zhuǎn)剛度而反映了凹型形狀的曲軸。而且,在反映載荷負(fù)載的實(shí)際狀態(tài)的條件下,該凹部相對(duì)于臂部中心線Ac為非對(duì)稱。由此,臂部A的形狀相對(duì)于臂部中心線Ac成為左右非對(duì)稱的形狀。即,臂部A的形狀設(shè)為在由燃燒壓力引起的對(duì)銷部P負(fù)載的載荷成為最大的時(shí)刻彎曲剛度成為最大的形狀。由此,臂部的凹部外側(cè)的邊緣部被厚壁化,該邊緣部的內(nèi)側(cè)利用凹部被薄壁化。進(jìn)而,該薄壁化的部分的內(nèi)側(cè)被厚壁化。因此,彎曲剛度上升,與此同時(shí)能夠謀求輕量化和提升扭轉(zhuǎn)剛度。

2-2-2.臂部的形狀例

圖14是表示本實(shí)施方式的曲軸的臂部形狀的一例子的圖。圖15是表示其另一例子的圖。圖16和圖17是表示其又一例子的圖。圖17是表示以往的曲軸的臂部形狀的一例子的圖。在圖14~圖18中的任一個(gè)圖中,均是各圖的(a)表示一曲拐的立體圖,各圖的(b)表示各圖的(a)中的與臂部中心線垂直的C-C’位置的剖視圖。而且,各圖的(c)表示各圖的(a)中的與臂部中心線垂直且與C-C’位置不同的D-D’位置的剖視圖。在此,各圖的(b)所示的C-C’位置是比銷部的軸心靠外側(cè)的位置。此外,各圖的(c)所示的D-D’位置是比銷部的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。

圖14、圖15、圖16及圖17所示的臂部A在軸頸部J側(cè)的表面形成有凹部10。具體地講,臂部A具有沿著軸頸部J側(cè)的表面輪廓的邊緣部11。凹部10在該邊緣部11的內(nèi)側(cè)沿著該邊緣部11形成。

特別是,分別形成在將臂部中心線Ac作為分界的右側(cè)的臂部部分Ar和左側(cè)的臂部部分Af上的凹部10的形狀互不相同。具體地講,為了在由燃燒壓力引起的對(duì)銷部P負(fù)載的載荷成為最大的時(shí)刻臂部A的彎曲剛度成為最大,凹部10相對(duì)于臂部中心線Ac設(shè)為左右非對(duì)稱。由此,臂部A相對(duì)于臂部中心線Ac為左右非對(duì)稱形狀。并且,如各圖的(b)所示,在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面中,左側(cè)的臂部部分Af的截面慣性矩大于右側(cè)的臂部部分Ar的截面慣性矩,該左側(cè)為被負(fù)載最大載荷的一側(cè),該右側(cè)為該左側(cè)的相反側(cè)。與此同時(shí),如各圖的(c)所示,在比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中,右側(cè)的臂部部分Ar的截面慣性矩大于左側(cè)的臂部部分Af的截面慣性矩,該右側(cè)為與被負(fù)載最大載荷的一側(cè)相反的那一側(cè),該左側(cè)為該右側(cè)的相反側(cè)。

在圖14所示的臂部A中,邊緣部11的厚度相對(duì)于臂部中心線Ac為對(duì)稱。此外,右側(cè)的臂部部分Ar中的邊緣部11的厚度Bar和左側(cè)的臂部部分Af中的邊緣部11的厚度Baf相等。取而代之,左側(cè)的臂部部分Af在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面中,其中央部的最大厚度Bbf大于右側(cè)的臂部部分Ar的最大厚度Bbr(參照?qǐng)D14的(b))。另一方面,在比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中,其中央部的最大厚度Bbf小于右側(cè)的臂部部分Ar的最大厚度Bbr(參照?qǐng)D14的(c))。

在圖15所示的臂部A中,邊緣部11的厚度相對(duì)于臂部中心線Ac為非對(duì)稱。此外,右側(cè)的臂部部分Ar中的邊緣部11的厚度Bar與左側(cè)的臂部部分Af中的邊緣部11的厚度Baf不同。具體地講,左側(cè)的臂部部分Af在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面中,其邊緣部11的厚度Baf大于右側(cè)的臂部部分Ar的邊緣部11的厚度Bar(參照?qǐng)D15的(b))。另一方面,在比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中,其邊緣部11的厚度Baf小于右側(cè)的臂部部分Ar的邊緣部11的厚度Bar(參照?qǐng)D15的(c))。此外,左側(cè)的臂部部分Af的邊緣部11的厚度Baf大于中央部的最大厚度Bbf。該關(guān)系在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面和比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中均成立。在右側(cè)的臂部部分Ar中,也同樣是臂部Ar的邊緣部11的厚度Bar大于中央部的最大厚度Bbr。該關(guān)系在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面和比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中均成立。

圖16所示的臂部A是將圖15所示的臂部A變形而成的。不同點(diǎn)如下。就圖16所示的臂部A而言,在比銷部P的軸心靠外側(cè)的截面中,左側(cè)的臂部部分Af的寬度Wf大于右側(cè)的臂部部分Ar的寬度Wr(參照?qǐng)D16的(b)),在比銷部P的軸心靠?jī)?nèi)側(cè)的截面中,左側(cè)的臂部部分Af的寬度Wf小于右側(cè)的臂部部分Ar的寬度Wr(參照?qǐng)D16的(c))。

圖17所示的臂部A是將圖16所示的臂部A變形而成的。不同點(diǎn)如下。在圖17所示的臂部A中,邊緣部11的厚度和中央部的最大厚度相對(duì)于臂部中心線Ac為對(duì)稱。

另一方面,圖18所示的以往的臂部A沒有形成凹部,是將臂部中心線Ac作為分界地左右對(duì)稱形狀。

這樣,在圖14~圖17所示的本實(shí)施方式的曲軸中,與圖18所示的以往的曲軸相比較,臂部A是在反映實(shí)際狀態(tài)的條件下形成的。具體地講,臂部A的邊緣部11在臂部A的整個(gè)區(qū)域內(nèi)被厚壁化。該邊緣部11的內(nèi)側(cè)利用凹部10被薄壁化。進(jìn)而,該薄壁化的部分的內(nèi)側(cè)的中央部被厚壁化。其結(jié)果,曲軸能夠謀求輕量化和提升扭轉(zhuǎn)剛度,與此同時(shí)能夠謀求提升彎曲剛度。

此外,本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式,能夠在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如,本發(fā)明的曲軸將搭載在所有的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸作為對(duì)象。即,發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)除了四缸之外,也可以是一缸、兩缸、三缸、六缸、八缸以及十缸中的任一種,也可以更多。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列也并不特別拘于直列配置、V型配置、相對(duì)配置等。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料也并不拘于汽油、柴油、生物燃料等種類。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)也包含將內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)復(fù)合而成的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠有效地應(yīng)用于搭載在所有的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸。

附圖標(biāo)記說明

1、曲軸;J、J1~J5、軸頸部;Jc、軸頸部的軸心;P、P1~P4、銷部;Pc、銷部的軸心;Fr、前端部;Fl、凸緣部;A、A1~A8、曲臂部;Ac、臂部中心線;Ar、右側(cè)的臂部部分;Af、左側(cè)的臂部部分;W、W1~W8、平衡配重部;4、連接桿;4S、小端部;4Sc、小端部的軸心(活塞銷的軸心);10、凹部;11、邊緣部。

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