本发明涉及一种曲轴，具体而言，涉及一种用于空气动力发动机的曲轴，其包括曲轴轴颈(1)、曲柄(2)、曲柄轴(3)、轴承(4)、轴承固定套(5)，所述曲轴前端(6)装有进/排气控制轴(7)，进/排气控制轴(7)上固定套有主动电控制片(8)，并通过主动电控制片(8)的固定端(9)与曲轴(1)连接固定，进/排气控制轴(7)上的主动电控制片(8)与发动机进排气电控系统中的从动开关连接。所述主动电控制片(8)上开设有不同弧度的凹槽(16)，该凹槽(16)与发动机进排气电控系统中的从动开关活动接触，继而控制发动机气缸的进/排气。本发明的曲轴强度高，装配精度高、抗疲劳强度与抗冲击能力强。
1.一种曲轴，其包括曲轴轴颈(1)、曲柄(2)、曲柄轴(3)、轴承(4)、轴承固定套(5)，其特征在于：所述曲轴前端(6)装有进/排气控制轴(7)，所述进/排气控制轴(7)上固定套有主动电控制片(8)，并通过主动电控制片(8)的固定端(9)与曲轴固定连接，所述进/排气控制轴(7)上的主动电控制片(8)与发动机进排气电控系统中的从动开关连接，所述主动电控制片(8)上开设有不同弧度的凹槽(16)，所述不同弧度的凹槽(16)与发动机进排气电控系统中的从动开关活动接触，继而控制发动机气缸的进/排气。
2.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄(2)上设有曲柄连接孔(10)、曲轴连接孔(11)。
3.如权利要求2所述的曲轴，其特征在于：曲柄连接孔(10)与曲轴连接孔(11)内设有内螺纹。
4.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述曲轴还包括曲轴后端(12)，所述曲轴后端(12)上设有外螺纹，其通过曲轴连接孔(11)的内螺纹与曲柄(2)固定连接。
5.如权利要求4所述的曲轴，其特征在于：所述曲轴后端(12)与曲柄(2)为一次制造成型的整体式结构。
6.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄轴(3)上设有螺纹。
7.如权利要求3或6所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄轴(3)与曲柄(2)通过曲柄(2)上的曲柄连接孔(10)固定连接。
8.如权利要求7所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄(2)通过曲柄连接孔(10)内的固定曲拐销螺母(13)固定连接。
9.如权利要求4所述的曲轴，其特征在于：所述曲轴后端(12)、曲柄(2)与曲柄轴(3)为一次制造成型的整体式结构。
10.如权利要求9所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄轴(3)通过所述轴承(4)与所述轴承固定套(5)固定连接。
11.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄(2)、曲轴前端(6)、曲柄轴(3)与轴承固定套(5)上均开设有润滑油道(14-1、14-2、14-3)，曲柄（2）上的润滑油道(14-1)、曲轴前端上的润滑油道(14-2)与轴承固定套(5)上的润滑油道（14-3）相互导通。
12.如权利要求11所述的曲轴，其特征在于：所述曲柄轴(3)与轴承固定套(5)的连接体上开设有润滑油油槽(15)。
13.如权利要求12所述的曲轴，其特征在于：所述润滑油油槽(15)与润滑油道(14-1、
14.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述曲轴、曲柄(2)与曲柄轴(3)由超高强度钢42CrMo制造而成。
15.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述主动电控制片(8)的数量与发动机气缸的数量相等。
16.如权利要求1或15所述的曲轴，其特征在于：所述主动电控制片(8)由尼龙（PA）制成。
17.如权利要求16所述的曲轴，其特征在于：所述主动电控制片(8)与主动电控制片(8)之间通过压合固定连接。
18.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述主动电控制片(8)与主动电控制片(8)之间通过粘性材料固定连接。
19.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于：所述主动电控制片(8)为一次制造成型的整体式结构。
20.一种空气动力发动机，包括曲轴，其特征在于，所述曲轴为上述任一权利要求中所述的曲轴。
21.一种空气动力车辆，其特征在于：该空气动力车辆采用如权利要求20所述的空气动力发动机。
一种曲轴及装有该曲轴的空气动力发动机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种曲轴，更具体地，涉及一种适用于多缸往复式空气动力发动机的曲轴。
背景技术
[0002] 曲轴是发动机的主要旋转部件，其将发动机活塞连杆的往复运动转换成旋转运动。然而，曲轴形状复杂、技术要求高，因此如何选择材料、如何进行紧凑合理的曲轴设计以及如何加工出高质量的曲轴尤为重要，曲轴在工作过程中承受着复杂的应变力，曲轴质量的好坏直接影响发动机的使用寿命。
[0003] 申请号为200510056007.6的中国发明专利公开了一种内燃机的曲轴，这种曲轴特别适合诸如马达链锯的手动工具，其由分开的制造零件组装而成，包括一个曲柄臂，该曲柄臂具有一个用于容纳一个曲柄轴颈的中心凹部和用于容纳一个曲柄轴颈的一个偏心凹部，曲柄轴颈用于支撑连杆。曲柄臂上在其与偏心凹部对置侧上设有一个回转质量块。回转质量块一曲柄臂一体成形，有曲柄臂的一个平面开始在连杆的方向上弯曲。
[0004] 该发明专利虽然能够提供具有小结构空间而回转质量特性良好、成本低的内燃机曲轴，但是其并不适用于大型发动机或者高载荷的动力机械，适用范围较窄。
发明内容
[0005] 为克服现有技术的缺陷与不足，本发明旨在提供一种曲轴，该曲轴强度高，装配精度高、抗疲劳强度与抗冲击能力强，特别是适用于多缸往复式空气动力发动机。
[0006] 为实现上述目的，本发明的第一个目的在于提供一种曲轴，包括曲轴、曲柄、曲柄轴、轴承、轴承固定套，所述曲轴前端装有进/排气控制轴，所述进/排气控制轴上固定套有主动电控制片，并通过电控制片固定端与曲轴连接固定，所述曲轴与进/排气控制轴上的主动电控制片与发动机进排气电控系统中的从动开关连接，所述主动电控制片上开设有不同弧度的凹槽，所述不同弧度的凹槽与发动机进排气电控系统中的从动开关活动接触，继而控制发动机气缸的进/排气。
[0007] 优选的是，所述曲柄上设有曲柄连接孔、曲轴连接孔。
[0008] 在上述任意方案中优选的是，曲柄连接孔与曲轴连接孔内设有内螺纹。
[0009] 在上述任意方案中优选的是，所述曲轴还包括曲轴后端，所述曲轴后端上设有外螺纹，并通过曲轴连接孔的内螺纹与曲柄固定连接。
[0010] 在上述任意方案中优选的是，所述曲轴后端与曲柄为一次制造成型的整体式结构。
[0011] 在上述任意方案中优选的是，所述曲柄轴上设有螺纹。
[0012] 在上述任意方案中优选的是，所述曲柄轴与曲柄通过曲柄上的曲柄连接孔固定连接。
[0013] 作为另一种替代方案优选的是，所述曲柄通过曲柄连接孔内的固定曲拐销螺母固定连接。
[0014] 作为另一种替代方案优选的是，所述曲轴后端、曲柄与曲柄轴为一次制造成型的整体式结构，这有利于提高整个曲轴的强度，减少装配误差。
[0015] 在上述任意方案中优选的是，所述曲柄轴通过所述轴承与所述轴承固定套固定连接。
[0016] 在上述任意方案中优选的是，所述曲柄、曲轴前端、曲柄轴与轴承固定套上开设有润滑油道，曲柄上的润滑油道、曲轴前端上的润滑油道与轴承固定套上的润滑油道相互导通。
[0017] 在上述任一方案中优选的是，所述曲柄轴与轴承固定套的连接体上开设有润滑油油槽。
[0018] 在上述任意方案中优选的是，所述润滑油油槽与润滑油道导通连接。
[0019] 在上述任意方案中优选的是，所述曲轴、曲柄与曲柄轴采用超高强度刚42CrMo制造而成，采用42CrMo超高强度钢制成的曲轴、曲柄及曲柄轴具有较高的强度和韧性，淬透性较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。
[0020] 在上述任意方案中优选的是，所述主动电控制片的数量与发动机气缸的数量相等。
[0021] 在上述任意方案中优选的是，所述主动电控制片由尼龙（PA）制成。
[0022] 在上述任意方案中优选的是，所述主动电控制片与主动电控制片之间通过压合固定连接。
[0023] 作为另一种替代方案优选的是，所述主动电控制片与主动电控制片之间通过粘性材料固定连接。
[0024] 作为另一种替代方案优选的是，所述主动电控制片为一次制造成型的整体式结构。
[0025] 本发明的第二个目的在于提供一种空气动力发动机，该空气动力发动机采用本发明的曲轴。
[0026] 本发明的第三个目的在于提供一种空气动力车辆。该车辆采用本发明中所提供的空气动力发动机。
[0027] 附图说明
[0028] 图1为按照本发明的曲轴的一优选施例的立体结构示意图。
[0029] 图2为图1所示施例的主视结构示意图。
[0030] 图3为图2所示优选施例的主视结构示意图中的局部剖视图。
[0031] 图4为图3所示优选施例的右视结构示意图。
[0032] 图5为采用本发明中的曲轴的一种单缸往复式电控可变空气动力发动机的优选实施例的主视结构示意图。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图对本发明所示的曲轴优选实施做进一步阐述说明。
[0034] 实施例一
[0035] 如图1与图2所示，其公开了本发明的示范性曲轴。该曲轴包括曲轴轴颈1、曲柄2、曲柄轴3、轴承4、轴承固定套5，曲柄2上设有曲柄连接孔10、曲轴连接孔11，曲柄连接孔10与曲轴连接孔11内设有内螺纹, 所述曲轴还包括曲轴后端12，所述曲轴后端12上设有外螺纹，并通过曲轴连接孔11的内螺纹与曲柄2固定连接。为了减少装配误差，提高曲轴的整体性，作为另一种的替代方案，所述曲轴后端12与曲柄通过数控加工中心一次成型制成整体式结构，以提高了装配精度。
[0036] 所述曲柄轴3上设有螺纹，所述曲柄轴3与曲柄2通过曲柄2上的曲柄连接孔10固定接连接。作为另一种替代方案，所述曲柄2通过曲柄连接孔10内的固定曲拐销螺母13固定连接，以在曲轴疲劳损坏时便于拆装曲轴。为了提高曲轴整体的结构稳定性，曲轴后端12、曲柄2与曲柄轴3采用一次制造成型的整体式结构，这有利于曲轴承载更大的交变载荷。
[0037] 如图3与图4所示，所述曲柄轴3通过所述轴承4与所述轴承固定套5固定连接，轴承4套在曲柄轴3与轴承固定套5的连接体上，所述轴承可以沿着曲柄轴3与所述轴承固定套的轴向做旋转运动。所述轴承4用于连接发动机连杆机构，可将连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。所述曲柄2、曲轴前端6、曲柄轴3与轴承固定套5上开设有润滑油道14-1、14-2、14-3。曲柄2上的润滑油道14-1、曲轴前端上的润滑油道14-2与轴承固定套5上的润滑油道14-3相互导通。所述曲柄轴3与轴承固定套5的连接体上开设有润滑油油槽15，所述润滑油油槽15与润滑油道14-1、14-2、14-3导通连接，以便于润滑油润滑发动机的曲轴部件及连杆机构。
[0038] 所述曲轴轴颈1、曲柄2与曲柄轴3采用超高强度刚42CrMo制造而成，且主动电控制片8的数量与发动机气缸的数量相等。采用42CrMo超高强度钢制成的曲轴轴颈1、曲柄2、曲柄轴3等具有较高的强度和韧性，淬透性较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好，特别适用于曲轴的制造。
[0039] 所述主动电控制片8由尼龙（PA）制成，特别是采用耐摩擦性能好的尼龙材料，例如自润滑超耐摩尼龙（PA66、PA1010），其具有很好的电气绝缘性能、不会因为潮湿影响绝缘性能且有很好的抗冲击性、耐磨性机与化学稳定性。
[0040] 如图1与图3所示，所述主动电控制片8与主动电控制片8之间通过压合固定连接，或者通过粘性材料固定连接，以制成一体式的主动电控制片8。所述进/排气控制轴7上固定安装有主动电控制片8，并通过主动电控制片8的固定端9与曲轴固定连接, 所述曲轴与进/排气控制轴7上的主动电控制片8和发动机进排气电控系统中的从动开关连接。所述主动电控制片8上开设有所述不同弧度的凹槽16，其与发动机进排气电控系统中的从动开关活动接触。曲轴旋转带动发动机进排气电控系统中的从动开关与主动电控制片8活动接触。主动电控制片8上的不同弧度的凹槽16控制发动机气缸的运动，使得发动机连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动形成动力源。
[0041] 实施例二
[0042] 图1至图5公开了一种单缸往复式电控可变空气动力发动机。
[0043] 如图1与图5所示，一种单缸往复式电控可变空气动力发动机，包括曲轴、连杆0-6、连杆销0-12、电磁阀0-1、气缸0-2、高压气罐。曲轴上的轴承4与连杆0-6固定连接，所述连杆0-6通过连杆销0-12固定，所述连杆0-6连接有置于气缸0-2内的活塞，所述活塞在气缸0-2内往复运动。所述气缸0-2的外壁上设有电磁阀，所述电磁阀与发动机进排气电控系统中的从动开关连接。当所述进/排气控制轴7上的主动电控制片8与发动机进排气电控系统中的从动开关接触时，触发所述气缸0-2上的电磁阀0-1，此时所述气缸0-2处于进气状态，气缸0-2内的空气推动连杆0-6往复运动，连杆0-6带动曲轴，发动机曲轴将发动机连杆0-6的往复运动转换成旋转运动。
[0044] 当所述进/排气控制轴7上的主动电控制片8与发动机进排气电控系统中的从动开关断开时，所述气缸0-2上的电磁阀0-1闭合或断开，此时所述气缸0-2处于空状态，气缸0-2内的连杆0-6不运动或处于静止状态，发动机不做功。连杆0-6带动曲轴，发动机曲轴使得发动机连杆0-6的往复运动转换成旋转运动。
[0045] 当发动机处于平稳运行时，开启发动机的阀门，也就是踩下油门，发动机开始供气工作，当所述进/排气控制轴7上的主动电控制片8与发动机进排气电控系统中的从动开关接触时，电磁阀0-1导通，所述进气门（17）打开，所述高压气罐中的高压气体通过所述电磁阀0-1进入气缸0-2，高压气体在气缸0-2内推动气缸0-2内的连杆0-6杆运动，同时带动曲轴转动。当所述进/排气控制轴7上的主动电控制片8做旋转运动时，由于主动电控制片同样做旋转运动，此时主动电控制片8形成类似于“凸轮机构”，所述凸轮机构转过90度角，此时，发动机进排气电控系统中的从动开关与所述进/排气控制轴7控制轴上的主动电控制片8等圆接触，当所述进/排气控制轴7上的主动电控制片8的凹槽16与发动机进排气电控系统中的从动开关不接触时，连杆0-6完成一次行程，当所述进/排气控制轴7继续转动时，所述连杆0-6进行又一次行程，继而推动所述曲轴连续做旋转运动，实现连续运转的功能，根据需要可以增加所述气缸0-2的数量，提高发动机的动力。
[0046] 以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的曲轴技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。
[0047] 与任何发明创造相同，本发明的曲轴是对现有技术的改进，其组成部分包括现有技术中的各细节，然而将这些现有技术中的部件组合在一起，实现本发明的技术方案，这对于本领域技术人员来说并不是显而易见的，而是发明人数月伏案工作和大量实验的结晶。
