曲轴后端摩擦传动结构、发动机和车辆的制作方法

1.本技术涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种曲轴后端摩擦传动结构、发动机和车辆。


背景技术：

2.随着国内商用车发动机大功率、大扭矩、轻量化的发展趋势，发动机零部件中依靠摩擦扭矩工作的零件难以通过接触面积保证大扭矩的工作需求。比如，在曲轴后端曲轴齿轮以及飞轮与曲轴的连接上，因商用车输出端扭矩的增大，接触副原本的摩擦系数不足，在发动机运行过程中容易出现相对滑移的现象，导致飞轮螺栓直接承受剪切力，存在出现严重故障的风险。


技术实现要素：

3.本技术旨在解决上述技术问题的至少之一。
4.为此，本技术的第一目的在于提供一种曲轴后端摩擦传动结构。
5.本技术的第二目的在于提供一种发动机。
6.本技术的第三目的在于提供一种车辆。
7.为实现本技术的第一目的，本技术第一方面的技术方案提供了一种曲轴后端摩擦传动结构，包括：曲轴；曲轴齿轮，与曲轴同轴设置，并与曲轴的输出端相连；飞轮，位于曲轴齿轮远离曲轴的一侧，并与曲轴齿轮连接；第一摩擦垫片，设于曲轴与曲轴齿轮之间，第一摩擦垫片用于提高曲轴与曲轴齿轮之间的摩擦力；第二摩擦垫片，设于曲轴齿轮与飞轮之间，第二摩擦垫片用于提高于曲轴齿轮与飞轮之间的摩擦力。
8.根据本技术提供的曲轴后端摩擦传动结构，包括曲轴、曲轴齿轮、飞轮、第一摩擦垫片和第二摩擦垫片。其中，第一摩擦垫片设于曲轴与曲轴齿轮之间，第二摩擦垫片设于曲轴齿轮与飞轮之间。通过设置第一摩擦垫片提高曲轴与曲轴齿轮之间的摩擦力，设置第二摩擦垫片提高曲轴齿轮与飞轮之间的摩擦力，能满足曲轴齿轮和飞轮传递大扭矩的要求，防止在发动机运行过程中曲轴、曲轴齿轮、飞轮之间出现相对滑移的现象，导致飞轮螺栓直接承受剪切力，降低发动机出现严重故障的风险。
9.另外，本技术提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
10.上述技术方案中，第一摩擦垫片的静摩擦系数和第二摩擦垫片的静摩擦系数不同。
11.在该技术方案中，第一摩擦垫片的静摩擦系数和第二摩擦垫片的静摩擦系数可以不同。通过设置不同静摩擦系数的第一摩擦垫片和第二摩擦垫片，能够使曲轴与曲轴齿轮、曲轴齿轮与飞轮之间的摩擦力不同，从而同时满足曲轴齿轮和飞轮的不同的大扭矩传递要求。
12.上述技术方案中，第一摩擦垫片上设有密封部，密封部位于第一摩擦垫片的周向边缘。
13.在该技术方案中，第一摩擦垫片上设有密封部，密封部位于第一摩擦垫片的周向边缘。由于曲轴齿轮位于发动机机体的机油环境中，而第一摩擦垫片由于表面粗糙度大而不具备机油密封能力，在第一摩擦垫片上设置密封部，密封部用于涂覆密封胶，从而能够密封机油，防止机油泄漏。
14.上述技术方案中，曲轴后端摩擦传动结构还包括：曲轴齿轮靠近第一摩擦垫片的一面设有内圆角；第一摩擦垫片的内圈边缘设有多个弧形凸起，多个弧形凸起按预设角度间隔设置，弧形凸起与内圆角相配合；和/或飞轮靠近第二摩擦垫片的一面设有内圆角；第二摩擦垫片的内圈边缘设有多个弧形凸起，多个弧形凸起按预设角度间隔设置，弧形凸起与内圆角相配合。
15.在该技术方案中，第一摩擦垫片、第二摩擦垫片的内圈边缘均设有多个弧形凸起，曲轴齿轮靠近第一摩擦垫片的一面设有内圆角，飞轮靠近第二摩擦垫片的一面设有内圆角。通过多个弧形凸起与内圆角相配合，使第一摩擦垫片和曲轴齿轮固定连接，第二摩擦垫片和飞轮固定连接。其中，内圆角的半径小于弧形凸起，在第一摩擦垫片装配到曲轴齿轮的端面、第二摩擦垫片装配到飞轮的端面时，由于内圆角的干涉，弧形凸起产生一定的变形，从而在径向力的作用下固定在端面而不发生脱落，提高了装配性。
16.上述技术方案中，曲轴后端摩擦传动结构还包括：第一定位销，第一定位销的两端分别插设在曲轴与曲轴齿轮上，第一定位销用于曲轴齿轮的周向定位；第二定位销，第二定位销的两端分别插设在曲轴齿轮与飞轮上，第二定位销用于飞轮的周向定位。
17.在该技术方案中，曲轴后端摩擦传动结构还包括第一定位销和第二定位销，第一定位销的两端分别插设在曲轴与曲轴齿轮上，曲轴齿轮在周向通过第一定位销定位，保证曲轴齿轮的装配位置正确。第二定位销的两端分别插设在曲轴齿轮与飞轮上，飞轮在周向通过第二定位销定位，保证飞轮的装配位置正确。
18.上述技术方案中，曲轴后端摩擦传动结构还包括：第一紧固件，第一紧固件固定连接曲轴与曲轴齿轮；第二紧固件，第二紧固件依次连接曲轴、曲轴齿轮和飞轮。
19.在该技术方案中，曲轴后端摩擦传动结构还包括第一紧固件和第二紧固件，曲轴齿轮通过第一紧固件固定在曲轴上，能够防止曲轴齿轮在装配过程中掉落。第二紧固件依次连接曲轴、曲轴齿轮和飞轮，使曲轴、曲轴齿轮和飞轮固定为一体，从而使曲轴的动力传递到曲轴齿轮和飞轮上。其中，第一紧固件包括固定螺钉。第二紧固件包括飞轮螺栓。第一紧固件可以是一个或多个，第二紧固件可以是一个或多个。
20.上述技术方案中，第一摩擦垫片上设有第一过孔、第二过孔和第三过孔，第一过孔用于穿过第一定位销，第二过孔用于穿过第一紧固件，第三过孔用于穿过第二紧固件；第二摩擦垫片上设有第四过孔和第五过孔，第四过孔用于穿过第二定位销，第五过孔用于穿过第二紧固件。
21.在该技术方案中，第一摩擦垫片上设有第一过孔、第二过孔和第三过孔，第一过孔用于穿过第一定位销，第二过孔用于穿过第一紧固件，第三过孔用于穿过第二紧固件，通过第一过孔、第二过孔和第三过孔，可以保证第一摩擦垫片装配的正确性。第二摩擦垫片上设有第四过孔和第五过孔，第四过孔用于穿过第二定位销，第五过孔用于穿过第二紧固件。通过第四过孔和第五过孔，可以保证第二摩擦垫片装配的正确性。
22.上述技术方案中，第一摩擦垫片的静摩擦系数大于0.6；第二摩擦垫片的静摩擦系
数大于0.4。
23.在该技术方案中，第一摩擦垫片能够提供大于0.6的静摩擦系数，从而为飞轮提供2500n.m以上的扭矩。第二摩擦垫片能够提供大于0.4的静摩擦系数，从而为曲轴齿轮提供550n.m以上的扭矩，保证传递大扭矩的工作需求。
24.为实现本技术的第二目的，本技术第二方面的技术方案提供了一种发动机，包括如本技术第一方面中任一技术方案的曲轴后端摩擦传动结构。
25.本技术技术方案提供的发动机包括如本技术第一方面中任一技术方案的曲轴后端摩擦传动结构，因而其具有如本技术第一方面中任一技术方案的曲轴后端摩擦传动结构的全部有益效果，在此不再赘述。
26.为实现本技术的第三目的，本技术第三方面的技术方案提供了一种车辆，包括如本技术第二方面中任一技术方案的发动机。
27.本技术技术方案提供的车辆包括如本技术第二方面中任一技术方案的发动机，因而其具有如本技术第二方面中任一技术方案的发动机的全部有益效果，在此不再赘述。
28.本技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
29.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1为本技术一个实施例的曲轴后端摩擦传动结构的爆炸图；
31.图2为本技术一个实施例的第一摩擦垫片的主视结构示意图。
32.其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
33.10：曲轴后端摩擦传动结构；110：曲轴；120：曲轴齿轮；130：飞轮； 140：第一摩擦垫片；150：第二摩擦垫片；160：密封部；170：弧形凸起；180：第一定位销；190：第二定位销；200：第一紧固件；210：第二紧固件。
具体实施方式
34.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
36.下面参照图1和图2描述根据本技术提供的一些实施例。
37.如图1所示，根据本技术的实施例提出的一个曲轴后端摩擦传动结构 10，包括曲轴110、曲轴齿轮120、飞轮130、第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150。具体地，曲轴齿轮120与曲轴110同轴设置，并与曲轴110 的输出端相连，飞轮130位于曲轴齿轮120远离曲轴110的一侧，并与曲轴齿轮120连接。第一摩擦垫片140设于曲轴110与曲轴齿轮120之间，第一摩擦垫片140用于提高曲轴110与曲轴齿轮120之间的摩擦力。第二摩擦垫片150设于曲轴齿轮
120与飞轮130之间，第二摩擦垫片150用于提高于曲轴齿轮120与飞轮130之间的摩擦力。
38.根据本实施例提供的曲轴后端摩擦传动结构10，包括曲轴110、曲轴齿轮120、飞轮130、第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150。其中，第一摩擦垫片140设于曲轴110与曲轴齿轮120之间，第二摩擦垫片150设于曲轴齿轮120与飞轮130之间。通过设置第一摩擦垫片140提高曲轴110 与曲轴齿轮120之间的摩擦力，设置第二摩擦垫片150提高曲轴齿轮120 与飞轮130之间的摩擦力，能满足曲轴齿轮120和飞轮130传递大扭矩的要求，防止在发动机运行过程中曲轴110、曲轴齿轮120、飞轮130之间出现相对滑移的现象，导致飞轮130螺栓直接承受剪切力，降低发动机出现严重故障的风险。
39.其中，第一摩擦垫片140的静摩擦系数和第二摩擦垫片150的静摩擦系数可以不同。通过设置不同静摩擦系数的第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150，能够使曲轴110与曲轴齿轮120、曲轴齿轮120与飞轮130之间的摩擦力不同，从而同时满足曲轴齿轮120和飞轮130的不同的大扭矩传递要求。第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150的基体材质为低碳钢，表面覆盖镍磷涂层，涂层镶嵌金刚石颗粒。第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150提供的摩擦系数可以通过金刚石颗粒的分布密度调整。根据曲轴齿轮120和飞轮130的需求扭矩不同，可以推测出配合面需求的摩擦系数。
40.具体地，第一摩擦垫片140能够提供大于0.6的静摩擦系数，镍磷涂层厚度在25um左右，金刚石颗粒的分布率在40％左右，从而为飞轮130 提供2500n.m以上的扭矩。第二摩擦垫片150能够提供大于0.4的静摩擦系数，镍磷涂层厚度在15um左右，金刚石颗粒的分布率在15％左右，从而为曲轴齿轮120提供550n.m以上的扭矩。
41.如图2所示，在上述实施例中，第一摩擦垫片140上设有密封部160，密封部160位于第一摩擦垫片140的周向边缘。由于曲轴齿轮120位于发动机机体的机油环境中，而第一摩擦垫片140由于表面粗糙度大而不具备机油密封能力，在第一摩擦垫片140上设置密封部160，密封部160用于涂覆密封胶，从而能够密封机油，防止机油泄漏。优选地，密封胶为氟橡胶，氟橡胶具备良好的弹性、耐热性和耐油性。第一摩擦垫片140两面边缘预留0.3mm以上的宽度的密封部160，用于涂覆氟橡胶，从而实现曲轴 110端面径向密封的功能。
42.如图2所示，在一些实施例中，第一摩擦垫片140、第二摩擦垫片150 的内圈边缘均设有多个弧形凸起170，曲轴齿轮120靠近第一摩擦垫片140 的一面设有内圆角，飞轮130靠近第二摩擦垫片150的一面设有内圆角。通过多个弧形凸起170与内圆角相配合，使第一摩擦垫片140和曲轴齿轮 120固定连接，第二摩擦垫片150和飞轮130固定连接。其中，内圆角的半径小于弧形凸起170，在第一摩擦垫片140装配到曲轴齿轮120的端面、第二摩擦垫片150装配到飞轮130的端面时，由于内圆角的干涉，弧形凸起170产生一定的变形，从而在径向力的作用下固定在端面而不发生脱落，提高了装配性。
43.在上述实施例中，曲轴后端摩擦传动结构10还包括第一定位销180和第二定位销190，第一定位销180的两端分别插设在曲轴110与曲轴齿轮 120上，曲轴齿轮120在周向通过第一定位销180定位，保证曲轴齿轮120 的装配位置正确。第二定位销190的两端分别插设在曲轴齿轮120与飞轮 130上，飞轮130在周向通过第二定位销190定位，保证飞轮130的装配位置正确。
44.在上述任一实施例中，曲轴后端摩擦传动结构10还包括第一紧固件 200和第二紧固件210，曲轴齿轮120通过第一紧固件200固定在曲轴110 上，能够防止曲轴齿轮120在装
配过程中掉落。第二紧固件210依次连接曲轴110、曲轴齿轮120和飞轮130，使曲轴110、曲轴齿轮120和飞轮130 固定为一体，从而使曲轴110的动力传递到曲轴齿轮120和飞轮130上。其中，第一紧固件200包括固定螺钉。第二紧固件210包括飞轮130螺栓。第一紧固件200可以是一个或多个，第二紧固件210可以是一个或多个。
45.进一步地，第一摩擦垫片140上设有第一过孔、第二过孔和第三过孔，第一过孔用于穿过第一定位销180，第二过孔用于穿过第一紧固件200，第三过孔用于穿过第二紧固件210，通过第一过孔、第二过孔和第三过孔，可以保证第一摩擦垫片140装配的正确性。第二摩擦垫片150上设有第四过孔和第五过孔，第四过孔用于穿过第二定位销190，第五过孔用于穿过第二紧固件210。通过第四过孔和第五过孔，可以保证第二摩擦垫片150 装配的正确性。
46.根据本技术的实施例提出的一种发动机，包括如上述任一实施例的曲轴后端摩擦传动结构10。
47.根据本技术的实施例提供的发动机，包括如上述任一实施例的曲轴后端摩擦传动结构10，因而其具有如上述任一实施例的曲轴后端摩擦传动结构10的全部有益效果，在此不再赘述。
48.根据本技术的实施例提出的一种车辆，包括如上述任一实施例的发动机。
49.根据本技术的实施例提供的车辆，包括如上述任一实施例的发动机，因而其具有如上述任一实施例的发动机的全部有益效果，在此不再赘述。
50.如图1和图2所示，根据本技术一个具体实施例的曲轴后端摩擦传动结构10，包括：曲轴110、曲轴齿轮120、飞轮130、第一摩擦垫片140、第二摩擦垫片150、第一定位销180、第二定位销190和固定螺钉。
51.由于曲轴110后端需要通过飞轮130螺栓同时连接曲轴齿轮120和飞轮130，需要采用双摩擦垫片结构，在飞轮130螺栓轴向力的作用下，通过摩擦扭传递运动。
52.由于曲轴齿轮120和飞轮130的需求扭矩不同，第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150的摩擦系数可以不同，第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150的基体材质为低碳钢，表面覆盖镍磷涂层，涂层镶嵌金刚石颗粒。第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150提供的摩擦系数可以通过金刚石颗粒的分布密度调整。根据曲轴齿轮120和飞轮130的需求扭矩不同，可以推测出配合面需求的摩擦系数。
53.由于曲轴齿轮120位于发动机机体的机油环境中，而第一摩擦垫片140 由于表面粗糙度大而不具备机油密封能力，需要在曲轴110端面和曲轴齿轮120的第一摩擦垫片140上涂覆密封胶，而氟橡胶具备良好的弹性、耐热性和耐油性。需要在第一摩擦垫片140两侧的边缘预留一定宽度涂覆氟橡胶密封。
54.曲轴齿轮120和飞轮130连接在曲轴110上时均有定位轴径，第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150的内径需要每隔一定角度设计一个弧形凸起170，而曲轴齿轮120和飞轮130的定位轴径端面同第一摩擦垫片140 和第二摩擦垫片150的配合面需要有小于弧形凸起170的内圆角。在第一摩擦垫片140和第二摩擦垫片150装配到端面时，由于内圆角的干涉，弧形凸起170产生一定的变形，从而在径向力的作用下固定在端面而不发生脱落，提高了装配性。
55.用于曲轴齿轮120和飞轮130在周向是通过定位销的方式定位，所以两个配合面的
摩擦垫片上需要有定位销过孔，同时需要有全部飞轮130螺栓的过孔，这些过孔能保证摩擦垫片装配的正确性。
56.具体地，曲轴110的端面和曲轴齿轮120通过第一定位销180周向定位。第一摩擦垫片140通过第一过孔套装在曲轴110的端面和曲轴齿轮120 之间。曲轴齿轮120通过固定螺钉固定在曲轴110上，防止装配过程中掉落。第二摩擦垫片150预先安装在飞轮130的定位轴颈上，然后同样通过定位销的方式装配在曲轴齿轮120的端面。
57.第一摩擦垫片140能提供μ＞0.6的摩擦系数，镍磷涂层厚度在25um 左右，金刚石颗粒的分布率在40％左右，能为飞轮130提供2500n.m以上的扭矩；同时垫片边缘会预留0.3mm以上的宽度，用于涂覆氟橡胶，密封接触面。
58.第二摩擦垫片150能提供μ＞0.4的摩擦系数，镍磷涂层厚度在15um 左右，金刚石颗粒的分布率在15％左右，能为曲轴齿轮120提供550n.m 以上的扭矩。
59.综上，本技术实施例的有益效果为：
60.1.采用摩擦系数不同的双摩擦垫片结构，分别用于曲轴齿轮120和飞轮130摩擦面，能同时满足曲轴齿轮120和飞轮130的不同的大扭矩传递要求。
61.2.第一摩擦垫片140两面边缘涂覆氟橡胶涂层，氟橡胶涂层具备良好的弹塑性、耐热性能和耐油性能，从而实现曲轴110端面径向密封的功能。
62.在本技术中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
63.本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。
64.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
65.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。