本發(fā)明涉及發(fā)動機曲軸，尤其是一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構。
背景技術：
1、在發(fā)動機領域，曲軸作為核心動力傳遞部件，其結構強度、抗扭振性能及運行穩(wěn)定性直接決定發(fā)動機的動力輸出效率、使用壽命與安全可靠性，尤其對于大缸徑、長沖程、高爆壓的多缸四沖程發(fā)動機，曲軸需承受更為復雜的交變載荷、扭矩沖擊及振動應力，對其結構設計提出了嚴苛要求。
2、針對缸徑280mm、沖程420mm、爆壓24mpa的8缸4沖程發(fā)動機（簡稱8l2842?發(fā)動機），其自身結構參數(shù)與工況特性決定了曲軸需面臨多重性能挑戰(zhàn)：一方面，280mm的大缸徑與24mpa的高爆壓使得發(fā)動機工作時，燃燒室內(nèi)的高壓燃氣會通過活塞、連桿傳遞至曲軸的曲柄銷，導致曲柄銷及與之連接的曲臂承受極大的周期性沖擊載荷，且8缸的多缸協(xié)同工作模式會進一步加劇曲軸所受扭矩的波動；另一方面，420mm的長沖程使得曲軸在旋轉(zhuǎn)過程中，曲臂的擺動幅度增大，曲臂厚度、主軸頸與曲柄銷的過渡圓角處易產(chǎn)生應力集中，同時長沖程帶來的慣性力也會增加曲軸扭振的風險，若扭振控制不當，輕則引發(fā)發(fā)動機異響、振動超標，重則導致曲軸斷裂等致命故障。
3、現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)發(fā)動機曲軸的結構設計多基于中小缸徑（通常小于?200mm）、中低爆壓（通常低于18mpa）的工況需求，其關鍵結構參數(shù)如曲柄銷直徑、主軸頸直徑、曲臂厚度等多采用標準化的常規(guī)設計，平衡塊結構也以簡單對稱布置為主，難以適配8l2842發(fā)動機的特殊工況。經(jīng)實際計算與仿真驗證，傳統(tǒng)曲軸結構存在以下核心問題：
4、強度安全系數(shù)不足：傳統(tǒng)曲軸的曲柄銷圓角與主軸頸圓角半徑通常取?5-8mm，在8l2842發(fā)動機的高爆壓作用下，圓角處應力集中系數(shù)高，導致該部位的疲勞強度安全系數(shù)小，遠低于發(fā)動機行業(yè)要求的安全閾值，長期運行易出現(xiàn)圓角開裂；同時，傳統(tǒng)曲臂厚度多設計為30-40mm，無法承受8缸高扭矩波動帶來的剪切應力，曲臂與主軸頸、曲柄銷的連接部位易產(chǎn)生塑性變形。
5、此外，傳統(tǒng)曲軸的平衡塊結構僅針對單缸或?4?缸發(fā)動機的慣性力進行平衡設計，對于8缸發(fā)動機的二階往復慣性力與旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡效果較差，導致曲軸旋轉(zhuǎn)時的不平衡力矩達50-80nm，進一步加劇了發(fā)動機的整體振動，影響整車的舒適性與零部件的協(xié)同工作穩(wěn)定性。
6、綜上，針對8l2842發(fā)動機大缸徑、長沖程、高爆壓的特殊工況，現(xiàn)有傳統(tǒng)結構型式的曲軸部件在強度安全系數(shù)、抗扭振性能、連接配合可靠性及平衡穩(wěn)定性等方面均無法滿足使用需求，亟需對曲軸的曲柄銷圓角、主軸頸圓角、曲臂厚度、平衡塊結構、減振器及飛輪端連接等關鍵部位進行重新設計，以開發(fā)出適配該發(fā)動機工況的高性能曲軸部件，保障發(fā)動機的安全穩(wěn)定運行。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，通過內(nèi)凹式圓角結構，以及特定曲臂厚度，曲柄銷和主軸頸直徑，滿足8l2842發(fā)動機安全性的使用需求。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)：
3、一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，曲軸包括主軸頸、曲臂和曲柄銷，曲柄銷處設有曲柄銷圓角，主軸頸處設有主軸頸圓角，所述曲柄銷圓角和所述主軸頸圓角均設置為內(nèi)凹形式的平滑圓角結構，以提升曲軸的扭振及強度；曲軸的曲臂與平衡塊連接，所述平衡塊頂面中間位置設置有凸起，通過凸起與曲臂對接固定。
4、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述曲柄銷圓角的內(nèi)凹深度為3-4mm。
5、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述主軸頸圓角的內(nèi)凹深度為1.5-2.5mm。
6、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述主軸頸直徑和曲柄銷直徑為245-255mm，曲臂厚度為85-95mm。
7、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述曲軸兩端分別為減振器端和飛輪端，通過減振器端與簧片式減振器連接，曲軸上設有油道，油道內(nèi)設有油塞，潤滑油可從曲軸軸心經(jīng)油塞到達簧片式減振器內(nèi)部，油塞上設有節(jié)流孔以降低油壓波動。
8、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述曲軸的飛輪端位置依次固定連接主齒輪、法蘭和飛輪，曲軸、主齒輪、法蘭和飛輪相互之間通過定位銷進行定位。
9、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述法蘭套接在曲軸端部位置，法蘭前段內(nèi)徑與曲軸對應位置的外徑適配，法蘭后段內(nèi)徑大于曲軸對應位置的外徑，以形成間隙。
10、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述平衡塊頂面兩端位置為平面，平面與凸起之間圓滑過渡；所述凸起中心位置設有定位銷孔。
11、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述平衡塊兩側(cè)面設有吊裝孔。
12、作為進一步的實現(xiàn)方式，所述平衡塊上設有去重孔，去重孔靠近吊裝孔設置。
13、上述本發(fā)明的有益效果如下：
14、1.本發(fā)明通過內(nèi)凹式圓角結構，以及特定曲臂厚度，曲柄銷和主軸頸直徑，滿足8l2842發(fā)動機安全性的使用需求。曲軸減振器端通過帶節(jié)流孔的油塞，滿足簧片式減振器的使用需求，減小油壓波動，提升減振器的穩(wěn)定性。飛輪端通過法蘭的使用，簡化了主齒輪的加工難度，法蘭與曲軸配合增加了一段大間隙配合，在保證配合精度的基礎上，降低了加工難度。凸字型平衡塊的結構以及與曲軸的配合，該結構平衡塊可以將質(zhì)量點集中在外圓上，在達到平衡的情況下，減小平衡塊質(zhì)量。實現(xiàn)了發(fā)動機的平衡性和輕量化。去重孔和吊裝孔的設計，便于平衡塊的加工和吊裝。
15、2.本發(fā)明的曲軸結構用于匹配8l2842發(fā)動機，可有效保證安全系數(shù)，提高曲軸部件結構穩(wěn)定性，降低加工難度，同時保證整體結構緊湊性和輕量化。
1.一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，曲軸包括主軸頸、曲臂和曲柄銷，曲柄銷處設有曲柄銷圓角，主軸頸處設有主軸頸圓角，所述曲柄銷圓角和所述主軸頸圓角均設置為內(nèi)凹形式的平滑圓角結構，以提升曲軸的扭振及強度；曲軸的曲臂與平衡塊連接，所述平衡塊頂面中間位置設置有凸起，通過凸起與曲臂對接固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述曲柄銷圓角的內(nèi)凹深度為3-4mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述主軸頸圓角的內(nèi)凹深度為1.5-2.5mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述主軸頸直徑和曲柄銷直徑為245-255mm，曲臂厚度為85-95mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述曲軸兩端分別為減振器端和飛輪端，通過減振器端與簧片式減振器連接，曲軸上設有油道，油道內(nèi)設有油塞，潤滑油可從曲軸軸心經(jīng)油塞到達簧片式減振器內(nèi)部，油塞上設有節(jié)流孔以降低油壓波動。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述曲軸的飛輪端位置依次固定連接主齒輪、法蘭和飛輪，曲軸、主齒輪、法蘭和飛輪相互之間通過定位銷進行定位。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述法蘭套接在曲軸端部位置，法蘭前段內(nèi)徑與曲軸對應位置的外徑適配，法蘭后段內(nèi)徑大于曲軸對應位置的外徑，以形成間隙。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述平衡塊頂面兩端位置為平面，平面與凸起之間圓滑過渡；所述凸起中心位置設有定位銷孔。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述平衡塊兩側(cè)面設有吊裝孔。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種大缸徑發(fā)動機用曲軸結構，其特征在于，所述平衡塊上設有去重孔，去重孔靠近吊裝孔設置。