选择性加强的曲轴制造技术

本发明专利技术提供了具有曲柄销轴颈(136)、主轴颈(108)和曲柄臂(120)的曲轴(100)。曲柄销轴颈(136)和主轴颈(108)具有达到第一预定深度的硬化表面(402)。曲轴(100)包括连接曲柄销轴颈(136)和曲柄臂(120)的曲柄销轴颈圆角(202)。曲轴(100)还包括连接主轴颈(108)和曲柄臂(120)的主轴颈圆角(204)。曲柄销轴颈圆角(202)和主轴颈圆角(204)都包括通过锤锻过程加强的硬化表面(402)。曲轴(100)还包括延伸贯穿曲柄销轴颈(136)和主轴颈(108)的油道(152)。油道(152)延伸，使得表面(402)接近油道(152)的部分被硬化到第二预定深度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及曲轴，并且更具体地涉及一种选择性加强的曲轴。
技术介绍
通常，曲轴包括主轴颈和曲柄销轴颈，其与相互径向偏移并整体地通过曲柄臂连接的相邻轴颈呈串联关系。这些轴颈的表面通过称为圆角的表面融入到曲柄臂的表面。轴颈表面易于经受严重的磨损和撕裂条件。因此，传统所知的是硬化轴颈的表面。曲轴在操作期间也受到极高的弯曲力和扭转力，这些力会产生遍及曲轴的大的应力，尤其是在圆角区域内。因此，为了增加曲轴的强度，同样传统所知的是使轴颈表面的硬化延伸进入圆角及圆角周围。然而，圆角的表面硬化也造成了这些圆角的延展性下降。因此，圆角在高应力条件下将导致材料碎裂而不是使材料流动以消除应力。当曲轴受到作用力时，材料中的裂缝将进一步作为曲轴中的压力集中点。美国专利8，222，577涉及一种用于处理曲轴的曲柄销的方法。在该方法中，测量曲柄销表面的硬度，并且在硬度超过预定极限值时，测量硬点的深度。至少基于硬点的深度测量值来确定热处理参数，并且对硬点进行热处理。在热处理期间，硬点由感应加热装置加热。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供了一种曲轴。曲轴包括曲柄销轴颈和主轴颈，主轴颈通过曲柄臂连接到曲柄销轴颈。曲柄销轴颈和主轴颈具有至多第一预定深度的硬化表面。曲轴还包括连接曲柄销轴颈和曲柄臂的曲柄销轴颈圆角。曲柄销轴颈圆角包括通过喷丸过程加强的硬化表面。曲轴还包括连接主轴颈和曲柄臂的主轴颈圆角。主轴颈圆角包括通过喷丸过程加强的硬化表面。曲轴也包括延伸穿过曲柄销轴颈和主轴颈的油道。油道延伸，以使得表面接近油道的部分被硬化到第二预定深度。在另一方面，提供了一种用于加强曲轴的方法。曲轴包括曲柄销轴颈和主轴颈，主轴颈通过曲柄臂连接到曲柄销轴颈。曲轴还包括连接曲柄销轴颈和曲柄臂的曲柄销轴颈圆角。曲轴还包括连接主轴颈和曲柄臂的主轴颈圆角。曲轴还包括延伸穿过曲柄销轴颈和主轴颈的油道。所述方法包括硬化曲柄销和主轴颈圆角。此外，所述方法包括通过喷丸过程来加强曲柄销轴颈圆角和主轴颈圆角。此外，所述方法包括将曲柄销轴颈和主轴颈中的每一个的表面硬化至多第一预定深度，以及将表面接近油道的部分硬化至多第二预定深度。在又另一方面，本专利技术提供了一种用于加强曲轴的方法。曲轴包括曲柄销轴颈和主轴颈，主轴颈通过曲柄臂连接到曲柄销轴颈。曲轴还包括连接曲柄销轴颈和曲柄臂的曲柄销轴颈圆角。曲轴还包括连接主轴颈和曲柄臂的主轴颈圆角。曲轴还包括延伸穿过曲柄销轴颈和主轴颈的油道。所述方法包括硬化曲柄销和主轴颈圆角。所述方法还包括通过喷丸过程来加强曲柄销轴颈圆角和主轴颈圆角。在另一个方面，本专利技术提供了一种用于加强曲轴的方法。该曲轴包括曲柄销轴颈和主轴颈，主轴颈通过曲柄臂连接到曲柄销轴颈。该曲轴还包括连接曲柄销轴颈和曲柄臂的曲柄销轴颈圆角。该曲轴还包括连接主轴颈和曲柄臂的主轴颈圆角。此外，该曲轴还包括延伸穿过曲柄销轴颈和主轴颈的油道。所述方法包括将曲柄销轴颈和主轴颈中的每一个的表面硬化至多第一预定深度，以及将表面靠近油道的一部分硬化至多曲柄销轴颈上的第二预定深度。根据下面的说明及附图，本专利技术的其他特征及方面将是显而易见的。【附图说明】图1是曲轴的透视图；图2示出了图1的曲轴的一部分；图3和图4是沿着图2箭头方向截取的曲轴的剖视图；和图5示出根据本专利技术的一个方面的对图1所示的曲轴进行硬化的方法。【具体实施方式】图1示出了可旋转地设置在内燃机(未示出)的汽缸体内的曲轴100的透视图。如图1所示，曲轴100可以包括前端102、后端104以及旋转的中心轴A-A’。后端104可以包括凸缘106，该凸缘被配置连接到飞轮上。此外，曲轴100可以被配置成通过多个主轴颈可旋转地安装在发动机汽缸体内，主轴颈108、110、112、114、116、118和119与中心轴A-A’纵向对齐。曲轴100还包括多个曲柄臂 120、122、123、124、125、126，127、128、130、132、133、134，以及用于轴颈支撑各自连杆(未示出)的曲柄销轴颈136、137、138、139、140和142。曲柄销轴颈136-142分别被安装在成对的相邻曲柄臂之间，例如，曲柄臂120-122、123-124、125-126、127-128、130-132和133-134 ;曲柄臂120-134将曲柄销轴颈136-142连接到主轴颈108-119。通常，活塞可以通过连杆被连接到曲轴100上，使得连杆一端可以枢转地连接到相应活塞上。连杆的另一端可以使用轴承枢转地连接到相应的曲柄销轴颈136-142。活塞的往复运动通过连杆转化成曲轴100的旋转运动。在多汽缸发动机中，曲轴100可排列曲柄销轴颈136-142，使得一个曲柄销轴颈连接到每个连杆(如果是直列式发动机)或一个曲柄销轴颈连接到两个连杆(如果是V型发动机)。曲柄销轴颈136-142的排列使得来自于每个汽缸的动力在曲轴旋转过程中被施加到曲轴100的适当的点上。此外，曲轴100可以包括多个平衡块，例如平衡块144、145、146、147、148、149、150和151，其分别固定在相应的曲柄臂上。平衡块144-151可以被配置成为抵消发动机运行过程中产生的不平衡力。曲轴100可以还包括多个油道，例如油道152 (只示出一个)，其延伸穿过主轴颈108和曲柄销轴颈136，并在曲柄销轴颈136-142和主轴颈108-119上的开口 153终止。油通道152被配置成允许润滑油流动润滑到曲柄销轴颈136和主轴颈108。应该理解，虽然图中只示出一条油道152，但可以有多个油道延伸穿过主轴颈108-119至邻近的曲柄销轴颈136-142。图2示出根据本专利技术的实施例的图1所示的曲轴100的部分。图3示出沿着图2中1-1方向的曲轴100的剖视图。参照图2和3，曲轴100包括多个曲柄销轴颈圆角，例如曲柄销轴颈圆角202，以及多个主轴颈圆角，例如主轴颈圆角204 ;曲柄销轴颈圆角202可以被限定为曲柄销轴颈与曲柄臂之间的过渡性圆形区域，其中曲柄销轴颈例如是曲柄销轴颈136，以及曲柄臂例如是曲柄臂120和122。此外，主轴颈圆角204可以被限定为主轴颈与曲柄臂之间的过渡性圆形区域，其中主轴颈例如是主轴颈108，以及曲柄臂例如是曲柄臂120。在本专利技术的一个方面中，曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204可以包括使用感应硬化过程进行硬化的硬化表面。感应硬化过程可以被理解成电加热曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204的表面并通过淬火过程使这些表面快速冷却的过程。虽然描述的硬化过程是感应硬化过程，但是应当理解可以使用任何其他的表面硬化过程来硬化曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204。其他硬化过程的实例可以包括但不限于氮化、氰化、渗碳及类似的。在一个实施例中，曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204还包括加强的部分弧形部分，以在这些部分处引入残余压缩应力来增加曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204的疲劳极限。这些部分弧形部分对应于疲劳区域，在该区域有显著的疲劳出现的潜力。例如，曲柄销轴颈圆角202和主轴颈圆角204的圆周的局部、弧形部分206和208可以分别使用喷丸过程加强。锤锻是将机械应力引入金属表面或部件的表面层以压缩并加强其对抗将来的断裂和磨损的过程。在一个实施例中，锤击被用来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲轴(100)，其包括：至少一个曲柄销轴颈(136)，其具有至多第一预定深度的硬化表面(402)；至少一个主轴颈(108)，其通过曲柄臂(120)联接到所述至少一个曲柄销轴颈(136)，所述主轴颈(108)具有至多所述第一预定深度的硬化表面(402)；至少一个曲柄销轴颈圆角(202)，其连接所述曲柄销轴颈(136)和所述曲柄臂(120)，所述曲柄销轴颈圆角(202)具有通过喷丸过程加强的硬化表面(402)；至少一个主轴颈圆角(204)，其连接所述主轴颈(108)和所述曲柄臂(120)，所述主轴颈圆角(204)具有通过所述喷丸过程加强的硬化表面(402)；以及至少一个油道(152)，其延伸穿过所述曲柄销轴颈(136)和所述主轴颈(108)，使得表面(402)接近所述油道(152)的部分被硬化至多第二预定深度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·库马尔，J·于，
申请(专利权)人：易安迪机车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US