本發(fā)明涉及發(fā)動機曲軸，尤其是涉及一種航空活塞發(fā)動機曲軸及其裝配方法，同時也可擴展至汽車發(fā)動機、摩托車用發(fā)動機的曲軸。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，航空活塞發(fā)動機的曲軸大多不直接驅(qū)動螺旋槳，而是通過減速箱來將發(fā)動機曲軸的軸向扭矩傳遞給螺旋槳。在飛機啟動飛行過程中，由螺旋槳旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力或拉力來推動飛機的前進行使。采用減速箱可以將高速運轉(zhuǎn)的發(fā)動機進行減速，將轉(zhuǎn)速降低至螺旋槳需要的轉(zhuǎn)速；同時，采用減速箱以后，螺旋槳旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力或拉力將直接傳動到減速箱體上，發(fā)動機曲軸本身不在受螺旋槳施加的持續(xù)軸向力，對發(fā)動機的曲軸有保護作用。但采用減速箱也存在以下缺點：1.增加減速箱以后，發(fā)動機的整體重量會增加，軸向長度會增大，對發(fā)動機的重量和外形尺寸都有致命的影響；2.增加減速箱以后，減速箱內(nèi)需要潤滑，無論從發(fā)動機本體內(nèi)引潤滑油還是單獨增加潤滑油泵，其潤滑效果和經(jīng)濟性都較差；3.對于航空活塞發(fā)動機而言，增加一組零部件就會多產(chǎn)生一種潛在失效形式。

目前，為滿足航空發(fā)動機曲軸輕量化的要求，申請?zhí)枮?01310131071.0，專利名稱為“一種新型曲軸連桿機構(gòu)”的專利公開了一種方案，但該種方案在滿足輕量化要求的情況下也存在如下缺點：1.該曲軸不能承受軸向力、即螺旋槳不能直接連接在發(fā)動機曲軸上，如曲軸受軸向力，曲軸的曲柄銷和曲柄臂將出現(xiàn)脫落，對飛機造成危險；2.該曲軸的軸向定位只對發(fā)動機活塞運動時的擺動進行定位；3.該發(fā)動機曲軸是組合式曲軸，連桿先裝在曲柄銷上，然后曲柄銷與曲柄臂過盈壓裝而成，因此，裝配完成以后，對曲軸的動平衡很難控制，導致發(fā)動機的振動會較大，最終影響整個發(fā)動機的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種航空活塞發(fā)動機曲軸及其裝配方法，其目的是在滿足輕量化要求的前提下，保證曲軸不受軸向力約束。

本發(fā)明的技術(shù)方案是該種航空活塞發(fā)動機曲軸采用第一主軸頸、第二主軸頸和第三主軸頸三個主軸承座進行支撐，所述的第一主軸頸與第二主軸頸之間依次設置第一曲柄臂、一缸曲柄銷、第二曲柄臂和二缸曲柄銷，所述的第二主軸頸和第三主軸頸之間依次設置三缸曲柄銷和四缸曲柄銷；所述的第一主軸頸的端部設有曲軸傳動花鍵，所述的第三主軸頸的端部設有發(fā)電機傳動軸；所述的曲軸上還分布有若干條曲軸銷潤滑通道。

所述的第二曲柄銷的厚度大于第一曲柄銷的厚度。

螺旋槳通過曲軸傳動花鍵連接在曲軸上。

所述的螺旋槳與曲軸傳動花鍵之間設有螺旋槳安裝法蘭止推端，螺旋槳安裝法蘭止推端的一端設有用于安裝螺旋槳的螺旋槳安裝法蘭，螺旋槳安裝法蘭止推端的另一端設有與曲軸傳動花鍵配合的螺旋槳安裝法蘭傳動花鍵。

所述的螺旋槳安裝法蘭止推端裝配在缸體上。

一種用于上述航空活塞發(fā)動機曲軸的裝配方法包括：

1)將曲軸傳動花鍵插入到螺旋槳安裝法蘭傳動花鍵中；

2)將組裝好的曲軸和螺旋槳組件以整體結(jié)構(gòu)一起裝配到曲軸箱主軸承座上；

3)待曲軸箱安裝完成以后，再將曲軸前油封和后油封安裝到曲軸上；

4)在曲軸與螺旋槳安裝法蘭組合安裝到曲軸箱殼體后，再將連桿裝配到一缸曲柄銷、二缸曲柄銷、三缸曲柄銷和四缸曲柄銷上，然后裝配活塞和活塞銷；

5)待全部按要求裝配完成以后，再安裝缸套和缸蓋，初步完成發(fā)動機曲軸、活塞、連桿的裝配工作。

具有上述結(jié)構(gòu)的該種航空活塞發(fā)動機曲軸具有以下優(yōu)點：

1.該種航空活塞發(fā)動機螺旋槳安裝法蘭采用曲軸直驅(qū)，一方面提高了發(fā)動機曲軸傳動效率；另一方面無需另外設計潤滑油腔和滑油泵；同時，通過取消現(xiàn)有技術(shù)中的減速箱，縮短了發(fā)動機的軸向尺寸。

2.該種航空活塞發(fā)動機曲軸，螺旋槳安裝法蘭與曲軸之間采用花鍵連接，曲軸可以通過花鍵將發(fā)動機的扭矩傳動給螺旋槳，螺旋槳安裝法蘭設計有止推端，可將螺旋槳產(chǎn)生的軸向力作用在發(fā)動機曲軸箱上，對曲軸進行過載保護。

3.該種航空活塞發(fā)動機曲軸的一缸曲柄銷和二缸曲柄銷共用第二曲柄臂，減少了中間主軸頸支撐；同時，縮小了缸心距，使發(fā)動機更加緊湊。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1中，1：螺旋槳安裝法蘭；2：螺旋槳安裝法蘭止推端；3：螺旋槳安裝法蘭傳動花鍵；4：曲軸傳動花鍵；5：曲軸銷潤滑通道；6：一缸曲柄銷；7：第一曲柄臂；8：第二曲柄臂；9：二缸曲柄銷；10：第二主軸頸；11：三缸曲柄銷；12：四缸曲柄銷；13：第三主軸頸；14：發(fā)電機傳動軸；15：第一主軸頸。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，該種航空活塞發(fā)動機曲軸采用第一主軸頸15、第二主軸頸10和第三主軸頸13三個主軸承座進行支撐，第一主軸頸15與第二主軸頸10之間依次設置第一曲柄臂7、一缸曲柄銷6、第二曲柄臂8和二缸曲柄銷9，第二主軸頸10和第三主軸頸13之間依次設置三缸曲柄銷11和四缸曲柄銷12；第一主軸頸15的端部設有曲軸傳動花鍵4，所述的第三主軸頸13的端部設有發(fā)電機傳動軸14；曲軸上還分布有若干條曲軸銷潤滑通道5。

同時，基于曲柄臂結(jié)構(gòu)強度的考慮，第二曲柄銷8的厚度大于第一曲柄銷7的厚度。

螺旋槳通過曲軸傳動花鍵4連接在曲軸上。作為連接的一種具體實施方式，螺旋槳與曲軸傳動花鍵4之間設有螺旋槳安裝法蘭止推端2，螺旋槳安裝法蘭止推端2裝配在缸體上，螺旋槳安裝法蘭止推端2的一端設有用于安裝螺旋槳的螺旋槳安裝法蘭1，螺旋槳安裝法蘭止推端2的另一端設有與曲軸傳動花鍵4配合的螺旋槳安裝法蘭傳動花鍵3。螺旋槳安裝法蘭止推端2裝配在缸體上，由缸體主軸承座進行軸向限位，確保螺旋槳安裝法蘭1在受軸向力時，不會將力傳遞給后端曲軸，使曲軸可以正常運行。而螺旋槳安裝法蘭1的徑向旋轉(zhuǎn)力矩則有曲軸通過曲軸傳動花鍵4進行傳遞，即可靠又耐用。

一種用于上述航空活塞發(fā)動機曲軸的裝配方法包括：

1)將曲軸傳動花鍵4插入到螺旋槳安裝法蘭傳動花鍵3中；

2)將組裝好的曲軸和螺旋槳組件以整體結(jié)構(gòu)一起裝配到曲軸箱主軸承座上；

3)待曲軸箱安裝完成以后，再將曲軸前油封和后油封安裝到曲軸上；

4)在曲軸與螺旋槳安裝法蘭1組合安裝到曲軸箱殼體后，再將連桿裝配到一缸曲柄銷6、二缸曲柄銷9、三缸曲柄銷11和四缸曲柄銷12上，然后裝配活塞和活塞銷；

5)待全部按要求裝配完成以后，再安裝缸套和缸蓋，初步完成發(fā)動機曲軸、活塞、連桿的裝配工作。

本發(fā)明的工作原理是：在發(fā)動機工作過程中，發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)，通過傳動花鍵連接螺旋槳安裝法蘭1旋轉(zhuǎn)，在發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時間，螺旋槳所產(chǎn)生的軸向力比較小。曲軸是主動件、螺旋槳是從動件，在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，由于螺旋槳的高速旋轉(zhuǎn)，將會產(chǎn)生軸向的推力或者拉力，在此情況下螺旋槳將成為主動件，曲軸成為從動件，螺旋槳的軸向力將需要通過螺旋槳安裝法蘭止推端2來限位抵消，進而保護曲軸，保證發(fā)動機的曲軸正常運轉(zhuǎn)。

具有上述結(jié)構(gòu)的該種航空活塞發(fā)動機曲軸，螺旋槳安裝法蘭采用曲軸直驅(qū)，一方面提高了發(fā)動機曲軸傳動效率；另一方面無需另外設計潤滑油腔和滑油泵；同時，通過取消現(xiàn)有技術(shù)中的減速箱，縮短了發(fā)動機的軸向尺寸。

螺旋槳安裝法蘭與曲軸之間采用花鍵連接，曲軸可以通過花鍵將發(fā)動機的扭矩傳動給螺旋槳，螺旋槳安裝法蘭設計有止推端，可將螺旋槳產(chǎn)生的軸向力作用在發(fā)動機曲軸箱上，對曲軸進行過載保護。

同時，該種航空活塞發(fā)動機曲軸的一缸曲柄銷和二缸曲柄銷共用第二曲柄臂，減少了中間主軸頸支撐；同時，縮小了缸心距，使發(fā)動機更加緊湊。