本發(fā)明涉及在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和聯(lián)接到曲軸的相關(guān)連接桿之間的運(yùn)動(dòng)傳遞器。

背景技術(shù)：

根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可能構(gòu)造，曲軸設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)曲柄銷，其相對(duì)于曲軸本身的旋轉(zhuǎn)軸線偏開(kāi)布置。結(jié)果，在曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄銷沿圓形軌跡移位。

連接桿聯(lián)接到曲柄銷，從而以已知方式將曲軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或反向地，將直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)(例如聯(lián)接到連接桿的活塞的運(yùn)動(dòng))轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)。

在曲柄銷的端部處，通常有兩個(gè)曲柄臂(每一側(cè)有一個(gè))，以驅(qū)動(dòng)連接桿，將其保持在正確的軸向位置。曲柄臂(即聯(lián)接到曲柄銷的曲柄臂)的內(nèi)表面和連接桿之間的摩擦?xí)蜻^(guò)多的磨損而造成連接桿本身的損壞。

更具體地，曲軸可通過(guò)鍛造制造。如已知的，在鍛造過(guò)程結(jié)束時(shí)，薄部分的金屬被留在曲軸上，在兩模具相遇處(稱為鍛造分型線)。具體說(shuō)，在曲柄銷處，鋒利的或尖銳的金屬部分(即邊緣)被留在曲柄臂上。

該鋒利的部分在連接桿有刀片的作用，會(huì)磨損其側(cè)面。

由此已知的是在內(nèi)表面的邊界上進(jìn)行加工(例如通過(guò)制造倒角或修頂)，以移除或覆蓋這種鋒利的部分。

這些額外的機(jī)加工操作昂貴且浪費(fèi)時(shí)間。

由此，本發(fā)明的目的是降低或避免連接桿因?yàn)榍鄱鴵p壞。

具體說(shuō)，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單且節(jié)約成本的解決方案，其防止在曲柄臂處損壞連接桿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這些和其他目標(biāo)通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和曲軸實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選方面列于相關(guān)的從屬權(quán)利要求。

根據(jù)一實(shí)施例，用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸設(shè)置有軸本體，其具有本體旋轉(zhuǎn)軸線，至少一個(gè)曲柄銷用于將連接桿聯(lián)接到曲軸。至少一個(gè)曲柄銷以相對(duì)于本體旋轉(zhuǎn)軸線偏開(kāi)的方式通過(guò)兩個(gè)曲柄臂連接到軸本體，曲柄臂每一個(gè)具有彼此面對(duì)的臂表面(也被稱為油環(huán))。曲柄銷在臂表面之間延伸，且臂表面中的至少一個(gè)設(shè)置有從表面延伸的突出部。具體說(shuō)，突出部配置為避免臂表面和連接桿之間的接觸，以提供用于引導(dǎo)連接桿本身的精確且平滑的表面。

由于突出部，在工作情況下，連接桿布置為距臂表面一距離，且這種距離至少等于突出部的厚度。由于曲柄臂的有效構(gòu)造，由此防止連接桿的損壞。具體說(shuō)，即使曲柄臂在曲柄銷處設(shè)置有帶邊緣的(edged)部分(例如如上所述的鍛造分型線)，在曲軸運(yùn)行期間也不會(huì)在連接桿上造成損壞。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部至少部分地圍繞曲柄銷的端部。

由于這一點(diǎn)，突出部可容易地布置在曲柄臂上。還有，突出部可以以簡(jiǎn)單的方式設(shè)置有大的表面。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部為基本上環(huán)形的。

這被證明是簡(jiǎn)單其有效的方案，其不需要額外的機(jī)加工操作。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部具有0.2mm到0.8mm、優(yōu)選等于0.5mm的厚度。換句話說(shuō)，突出部具有0.5+/-0.3mm的厚度。

突出部具有這樣的厚度，這允許在曲軸的運(yùn)行期間將臂表面與連接桿有效地分開(kāi)。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部的至少一部分具有相對(duì)于曲柄銷的縱向軸線沿徑向方向測(cè)量的寬度，其等于5mm。該5mm徑向?qū)挾扔兄诖_保連接桿的適當(dāng)引導(dǎo)高度。

根據(jù)一實(shí)施例，曲軸被鍛造。

這是成本有效性和精確性之間良好的折中方案。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部與曲柄臂為一件。

由于這一點(diǎn)，可容易地獲得突出部。其也可容易地設(shè)置有所需的剛性。

根據(jù)一實(shí)施例，曲柄臂設(shè)置有在曲柄銷處的鍛造分型線。

具體說(shuō)，鍛造分型線可被留在曲柄臂上，而不會(huì)對(duì)連接桿造成隨后損壞。

根據(jù)一實(shí)施例，鍛造分型線和突出部之間的距離為至少3mm。

相對(duì)于曲柄銷的縱向軸線徑向地測(cè)量如上所述的距離。

該3mm允許在最差鍛造公差的情況下將分型線與連接桿形成一定距離。鍛造公差越高，則必須將分型線分開(kāi)越大的距離。

本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步針對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)提供，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括如前述任意方面所述的曲軸和聯(lián)接到曲軸的曲柄銷的連接桿。具體說(shuō)，連接桿與曲軸的所述臂表面相距一定距離。

附圖說(shuō)明

在實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中參考附隨的附圖僅通過(guò)例子描述其他特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，其中：

圖1顯示了汽車系統(tǒng)的可行實(shí)施例，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中可使用根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的曲軸；

圖2是屬于圖1汽車系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的平面A-A的截面；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的曲軸的透視圖；

圖4是圖3的曲軸的曲柄銷的放大透視圖；

圖5是圖4的曲柄銷的正視圖；

圖6是圖5的放大細(xì)節(jié)圖；

圖7是聯(lián)接到連接桿的圖3的曲軸的透視圖；

圖8是圖5的正視圖，連接桿聯(lián)接到曲柄銷；

圖9是圖8的放大細(xì)節(jié)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖描述示例性實(shí)施例，但不限制應(yīng)用和使用。

一些實(shí)施例可以包括汽車系統(tǒng)100，如圖1和2所示，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)110，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體120，所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體限定至少一個(gè)汽缸125，所述至少一個(gè)汽缸具有聯(lián)接為讓曲軸145旋轉(zhuǎn)的活塞140。汽缸蓋130與活塞140協(xié)作以限定燃燒室150。燃料和空氣混合物(未示出)設(shè)置在燃燒室150中且被點(diǎn)燃，形成的熱膨脹排氣造成活塞140的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)至少一個(gè)燃料噴射器160提供燃料，且通過(guò)至少一個(gè)進(jìn)入端口210提供空氣。從與高壓燃料泵180流體連通的燃料分配管170以高壓力向燃料噴射器160提供燃料，所述高壓燃料泵增加從燃料源190接收的燃料壓力。汽缸125每一個(gè)具有至少兩個(gè)閥215，所述閥通過(guò)凸輪軸135促動(dòng)，所述凸輪軸與曲軸145正時(shí)旋轉(zhuǎn)。閥215選擇性地允許空氣從端口210進(jìn)入燃燒室150且交替地允許排氣通過(guò)端口220離開(kāi)。在一些例子中，凸輪相位器155可以選擇性地改變凸輪軸135和曲軸145之間的正時(shí)。

空氣可以通過(guò)進(jìn)氣歧管200分配到空氣進(jìn)氣端口(一個(gè)或多個(gè))210?？諝膺M(jìn)氣管道205可以從周圍環(huán)境將空氣提供到進(jìn)氣歧管200。在其他實(shí)施例中，可以提供節(jié)流閥本體330，以調(diào)節(jié)進(jìn)入歧管200中的空氣流。在其他實(shí)施例中，可以提供例如渦輪增壓器230(具有壓縮機(jī)240，其旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到渦輪機(jī)250)這樣的強(qiáng)制空氣系統(tǒng)。壓縮機(jī)240的旋轉(zhuǎn)增加管道205和歧管200中空氣的壓力和溫度。設(shè)置在管道205中的內(nèi)部冷卻器260可以降低空氣的溫度。通過(guò)從排氣歧管225接收排氣，渦輪機(jī)250旋轉(zhuǎn)，所述排氣歧管從排氣端口220引導(dǎo)排氣且在通過(guò)渦輪機(jī)250膨脹之前經(jīng)過(guò)一系列葉片。排氣離開(kāi)渦輪機(jī)250且被引導(dǎo)到排氣系統(tǒng)270中。該例子顯示了可變幾何渦輪機(jī)(VGT)，VGT促動(dòng)器290布置為讓葉片運(yùn)動(dòng)，以改變經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)250的排氣的流動(dòng)。在其他實(shí)施例中，渦輪增壓器230可以是固定幾何結(jié)構(gòu)的和/或包括廢氣門(mén)。

排氣系統(tǒng)270可以包括排氣管275，所述排氣管具有一個(gè)或多個(gè)排氣后處理裝置280。排氣后處理裝置可以是配置為改變排氣成分的任何裝置。排氣后處理裝置280的一些例子包括但不限于催化轉(zhuǎn)換器(兩向和三向(two and three way))、氧化催化器、貧NOx捕獲器、碳?xì)浠衔镂掌?、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)和顆粒過(guò)濾器。其他實(shí)施例可以包括聯(lián)接在排氣歧管225和進(jìn)氣歧管200之間的排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)300。EGR系統(tǒng)300可以包括EGR冷卻器310，以降低EGR系統(tǒng)300中的排氣溫度。EGR閥320調(diào)節(jié)EGR系統(tǒng)300中的排氣流動(dòng)。

汽車系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括與相關(guān)于ICE110的一個(gè)或多個(gè)傳感器450和/或裝置通信的電子控制單元(ECU)450。ECU 450可以從各種傳感器接收輸入信號(hào)，所述傳感器配置為產(chǎn)生與相關(guān)于ICE 110的各種物理參數(shù)成比例的信號(hào)。傳感器包括但不限于空氣流量和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器360、冷卻劑和油溫液位傳感器380、燃料分配管壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲柄位置傳感器420、排氣壓力和溫度傳感器430、EGR溫度傳感器440和加速踏板位置傳感器445。進(jìn)而，ECU 450可以產(chǎn)生到各種控制裝置的輸出信號(hào)，所述控制裝置布置為控制ICE 110的運(yùn)行，包括但不限于燃料泵180、燃料噴射器160、節(jié)流閥本體330、EGR閥320、VGT促動(dòng)器290、和凸輪相位器155。應(yīng)注意，虛線用于表示ECU 450和各種傳感器和裝置之間的通信，但是為了清楚，其中的一些被省略。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到ECU 450，該設(shè)備可以包括與存儲(chǔ)系統(tǒng)460，或數(shù)據(jù)載體,和接口總線通信的數(shù)字中心處理單元(CPU)。CPU配置為執(zhí)行在存儲(chǔ)系統(tǒng)中存儲(chǔ)為程序的指令，且向/從接口總線發(fā)送和接收信號(hào)。存儲(chǔ)系統(tǒng)460可以包括各種存儲(chǔ)類型，包括光學(xué)存儲(chǔ)、磁性存儲(chǔ)、固態(tài)存儲(chǔ)和其他非易失存儲(chǔ)器。接口總線可以配置為向/從各種傳感器和控制裝置發(fā)送、接收和調(diào)整模擬和/或數(shù)字信號(hào)。

代替ECU 450，汽車系統(tǒng)100可以具有不同類型的處理器，以提供電子邏輯，例如嵌入式控制器、車載計(jì)算機(jī)、或可布置在車輛上的任何處理模塊。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖3-9所示，曲軸145設(shè)置有軸本體10，其具有本體旋轉(zhuǎn)軸線A。

曲軸145進(jìn)一步設(shè)置有至少一個(gè)曲柄銷11，用于將連接桿20(見(jiàn)圖7-9)聯(lián)接到曲軸145。具體說(shuō)，連接桿20通常設(shè)置有開(kāi)口(未示出)，其在工作情況下圍繞曲柄銷11。

曲柄銷11被布置為相對(duì)于本體旋轉(zhuǎn)軸線A偏開(kāi)。

具體說(shuō)，曲柄銷11通常布置在距本體旋轉(zhuǎn)軸線A一距離處。曲柄銷11大致形狀基本上為圓柱形，其具有相對(duì)于本體旋轉(zhuǎn)軸線A平行且相距一定距離的縱向軸線L。

曲柄銷11通過(guò)兩個(gè)曲柄臂12連接到曲柄本體10。

通常，兩個(gè)曲柄臂12布置在曲柄銷11的兩個(gè)端部11a、11b處(即在每個(gè)端部有一個(gè)曲柄臂)。

曲柄臂12通常設(shè)置有聯(lián)接到軸本體10的中央部分12a。

曲柄臂12的第一端部12b設(shè)置有曲柄銷11。

曲柄臂的與第一端部12b相反的第二端部12c通常被加大，以用作針對(duì)曲柄銷11和連接桿20之間傳遞的力的平衡配重。

曲柄臂12設(shè)置有臂表面12d。具體說(shuō)，曲柄臂的臂表面12d彼此面對(duì)。曲柄銷11置于兩個(gè)臂表面12d之間。

曲柄表面12d通常是平坦的。

臂表面12d中的至少一個(gè)設(shè)置有突出部13，其從臂表面12d延伸。

根據(jù)一實(shí)施例，臂表面12d設(shè)置有突出部13。

突出部13允許將相關(guān)臂表面12d從連接桿20分開(kāi)，尤其如圖8和9所示。

具體說(shuō)，根據(jù)一實(shí)施例，突出部13的厚度T至少為0.2mm。在優(yōu)選實(shí)施例中，突出部13的厚度T為0.2到0.8mm。用于厚度T的額定值等于0.5mm。

厚度T是沿相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線A平行的方向測(cè)量的突出部13的尺寸。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部13的至少一部分具有約5mm的寬度W。寬度W是沿相對(duì)于曲柄銷11的縱向軸線L成徑向的方向測(cè)量的。

在所示實(shí)施例中，突出部13具有恒定寬度W。特別地，突出部13具有環(huán)形構(gòu)造。

油(或相似的潤(rùn)滑劑)通常置于連接桿20和曲柄銷11之間。

優(yōu)選地，按照所示實(shí)施例，突出部13完全圍繞曲柄銷11的端部11a、11b。

不同構(gòu)造是可行的。作為例子，在不同實(shí)施例中，突出部具有不恒定的寬度。

進(jìn)而，在不同實(shí)施例中，突出部可僅部分地圍繞曲柄銷。作為例子，突出部可配置成是小于360度的環(huán)形體。還有，可存在一個(gè)以上突出部。作為一例子，可使用兩個(gè)呈部分環(huán)形的突出部(例如每一個(gè)延伸120度)，其相對(duì)于曲柄銷11布置為彼此相對(duì)。

而且，在不同實(shí)施例中，突出部(一個(gè)或多個(gè))可以不是環(huán)形的。作為例子，可使用構(gòu)造為從臂表面12d突出的平行六面體的四個(gè)突出部，其相對(duì)于曲柄銷11側(cè)向地放置，相對(duì)于本體旋轉(zhuǎn)軸線A彼此相距90度。

在又一不同實(shí)施例中，突出部可配置為矩形(或多邊形)框架，等。

通常，突出部13允許相關(guān)臂表面12d(即該突出部從其延伸的臂表面12d)和連接桿20之間的接觸，如圖8和9所示。

根據(jù)一實(shí)施例，突出部13與臂表面12d制造為一件。作為例子，突出部13可在曲軸145的OD磨削(外徑磨削)期間直接獲得。

由于突出部13，臂表面12d的邊界不接觸連接桿20。

根據(jù)一實(shí)施例，曲軸145可通過(guò)鍛造制造。結(jié)果，如前所述，鍛造分型線可被留在臂表面12d上，而不需要將其去除或覆蓋。換句話說(shuō)，在本發(fā)明實(shí)施例中，不需要對(duì)臂表面12d進(jìn)一步機(jī)加工。

結(jié)果，設(shè)置有突出部13的曲柄臂12d可設(shè)置有鍛造分型線PL，即具有邊緣，而不影響連接桿20的工作。

優(yōu)選地，分型線與突出部13分開(kāi)(即其與之相距)一距離D，該距離是相對(duì)于曲柄銷11的縱向軸線L沿徑向方向從突出部13的邊界到鍛造分型線PL的邊界測(cè)量的。該徑向距離必須根據(jù)鍛造公差確定：3mm距離代表良好的方案。然而，鍛造公差越高，則必須確保分型線PL總是與突出部13分開(kāi)越高的距離D值。

結(jié)果，臂表面12不在工作期間損壞連接桿20。

在使用期間，連接桿20以已知方式聯(lián)接到曲軸145的曲柄銷11。突出部13的存在防止連接桿和臂表面12d之間的接觸。

具體說(shuō)，連接桿20被布置為距臂表面12d一定的距離(相對(duì)于曲柄銷11的縱向軸線L平行地測(cè)量)，以為潤(rùn)滑劑(通常是油)留有足夠的間隙，所述潤(rùn)滑劑通常被置于連接桿20和曲柄銷11之間。

盡管至少一個(gè)示例性實(shí)施例已經(jīng)在前述發(fā)明內(nèi)容和具體實(shí)施方式中進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解存在許多變化例。還應(yīng)理解，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅是例子，且目的不是以任何方式限制范圍、適用性或構(gòu)造。相反，前面的摘要和詳細(xì)描述為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了實(shí)施至少一個(gè)示例性實(shí)施例的便捷方式，應(yīng)理解，以對(duì)示例性實(shí)施例中所述的元件的功能和布置做出各種改變，而不脫離權(quán)利要求及其等效方式限定的范圍。

附圖標(biāo)記

A 軸本體的旋轉(zhuǎn)軸線

D 突出部和分型線之間的距離

L 曲柄銷的縱向軸線

PL 鍛造分型線

T 突出部的厚度

W 突出部的寬度

10 軸本體

11 曲柄銷

11a、11b 曲柄銷的端部

12 曲柄臂

12a 曲柄臂的中央部分

12b 曲柄臂的第一端部

12c 曲柄臂的第二端部

12d 曲柄臂的臂表面

13 突出部

20 連接桿

100 汽車系統(tǒng)

110 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)

120 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體

125 汽缸

130 汽缸蓋

135 凸輪軸

140 活塞

145 曲軸

150 燃燒室

155 凸輪相位器

160 燃料噴射器

170 燃料分配管

180 燃料泵

190 燃料源

200 進(jìn)氣歧管

205 空氣進(jìn)氣管道

210 進(jìn)入空氣端口

215 汽缸的閥

220 排氣端口

225 排氣歧管

230 渦輪增壓器

240 壓縮機(jī)

250 渦輪機(jī)

260 內(nèi)部冷卻器

270 排氣系統(tǒng)

275 排氣管

280 排氣后處理裝置

290 VGT促動(dòng)器

300 EGR系統(tǒng)

310 EGR冷卻器

320 EGR閥

330 節(jié)流閥本體

340 空氣流量和溫度傳感器

350 歧管壓力和溫度傳感器

360 燃燒壓力傳感器

380 冷卻劑和油溫液位傳感器

400 燃料分配管壓力傳感器

410 凸輪位置傳感器

420 曲柄位置傳感器

430 排氣壓力和溫度傳感器

440 EGR溫度傳感器

445 加速器踏板位置傳感器

450 電子控制單元(ECU)

460 存儲(chǔ)系統(tǒng)