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CN111664162A - 一种连杆总成 - Google Patents

一种连杆总成 Download PDF

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CN111664162A
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邓发平
潘永亮
何道明
姚克甫
赵明祥
马百坦
石黄涛
刘代玉
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Abstract

本发明公开了一种连杆总成，包括活塞、转动式安装在活塞上的连杆体、曲轴；活塞上设有活塞销，连杆体的一端设有销孔并转动式套在活塞销上，连杆体的另一端连接有连杆盖，连杆盖与连杆体共同形成轴孔，连杆体上还设有油通道，轴孔通过油通道与销孔连通，曲轴的主轴颈与曲轴的连杆颈上分别设有相互连通的轴进油孔和轴出油孔，连杆体的油通道与曲轴的轴出油孔连通，轴孔内设有轴瓦，曲轴安装在轴瓦内，轴孔的内壁上设有与油通道连通的油槽，轴瓦上设有瓦孔，曲轴上的轴出油孔通过瓦孔与油槽连通。本发明结构巧妙，对连杆体的销孔和活塞销进行了强制润滑，避免销孔和活塞销的磨损，极大的改善了整机寿命、提高了整机的NVH水平，属于发动机的技术领域。

Description

一种连杆总成
技术领域
本发明涉及发动机的技术领域，特别是涉及一种连杆总成。
背景技术
汽油机和柴油机都是常见的发动机，均属于往复活塞式内燃机，活塞连杆机构是主要的运动机构。在现有的发动机技术中，机油无法有效润滑活塞销，一般通过发动机温度升高后，机油气化后的油气对活塞销和连杆小头孔进行被动润滑，采用油气被动润滑方案，虽然成本低，但是发动机整机未达到机油产生油气温度这段时间内，因为无油气的产生，所以润滑效果差。即便有油气产生，油气在发动机内呈随机分布，到达连杆小头孔的油气量不足以产生液体润滑，故润滑也不能达到预期效果。还有一种方式是通过增加喷嘴的方式来进行强制润滑，为主动润滑方式，但是因为每个缸上增加了一个喷嘴导致成本大幅上升，经济性较差，同时缸体也相应增加机加工、缸体油道布置复杂化，使缸体成本也增加。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种连杆总成，本发明可对连杆体的销孔和活塞销进行了强制润滑，以避免销孔和活塞销的磨损以及噪声、振动与声振粗糙度等问题的产生。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种连杆总成，包括活塞、转动式安装在活塞上的连杆体、曲轴；活塞上设有活塞销，连杆体的一端设有销孔并转动式套在活塞销上，连杆体的另一端连接有连杆盖，连杆盖与连杆体共同形成轴孔，曲轴转动式安装在轴孔内，连杆体上还设有油通道，轴孔通过油通道与销孔连通，曲轴上设有相互连通的轴进油孔和轴出油孔，连杆体的油通道与曲轴的轴出油孔连通。
作为优选方案，曲轴包括若干主轴颈和若干连杆颈，主轴颈和连杆颈交错设置，所述轴进油孔位于所述主轴颈上，所述轴出油孔位于所述连杆颈上，曲轴上还设有连通轴进油孔和轴出油孔的机油油道，连杆颈位于在轴孔内。
作为优选方案，轴孔内设有轴瓦，曲轴的连杆颈位于轴瓦内，轴孔的内壁上设有与油通道连通的油槽，轴瓦上设有瓦孔，连杆颈上的轴出油孔通过瓦孔与油槽连通。
作为优选方案，瓦孔至少为两个。
作为优选方案，连杆体和连杆盖上均设有半轴孔，连杆体的半轴孔和连杆盖的半轴孔共同形成轴孔；
轴瓦包括上轴瓦和下轴瓦；上轴瓦和下轴瓦均呈半圆状，上轴瓦位于连杆体的半轴孔内，下轴瓦位于连杆盖的半轴孔内。
作为优选方案，瓦孔设于上轴瓦和下轴瓦的连接处，上轴瓦的两端分别和下轴瓦的两端连接共同形成瓦孔，油槽位于连杆体的半轴孔的孔壁上。
作为优选方案，瓦孔位于上轴瓦上，瓦孔和轴孔的中心的连线与上轴瓦的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，油槽位于连杆体的半轴孔的孔壁上。
作为优选方案，瓦孔位于下轴瓦上，瓦孔和轴孔的中心的连线与下轴瓦的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，油槽沿着轴孔的圆周内壁设置。
作为优选方案，活塞上还设有杆安装腔，活塞销位于杆安装腔内，销孔的孔壁上设有杆回油孔，销孔通过杆回油孔与杆安装腔连通，杆回油孔上设有倒角。
作为优选方案，油通道的壁厚大于等于2mm，油通道直径大于等于1mm且小于等于2.5mm。
总的说来，本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明结构巧妙，不需要增加机油喷嘴对活塞和连杆体进行主动润滑，不仅极大的降低了成本，而且避免了机加工、缸体油道布置的复杂化。本申请利用缸体内的高压机油从主轴颈的轴进油孔依次流过连杆颈、连杆体的轴孔、连杆体的油通道、销孔，最后流到活塞销上进行主动的润滑，这种主动润滑的方式比被动润滑效果更好；比增加喷嘴主动润滑的方式成本低。通过本申请对活塞销和连杆体的销孔进行强制润滑，不仅能够避免销、孔的磨损，而且也能避免NVH(噪声、振动与声振粗糙度等)问题的产生，提高了发动机的使用寿命。
附图说明
图1是连杆总成的结构示意图。
图2是连杆体和连杆盖的结构示意图。
图3是连杆体和连杆盖的内部剖切结构图。
图4是连杆体的轴孔处的结构示意图。
图5是连杆体和连杆盖的侧视图。
图6是图5中A—A处截面图。
图7是曲轴的结构示意图。
图8是轴瓦上的瓦孔的区域分布示意图。
图中，1为活塞，2为连杆体，3为曲轴，4为活塞销，5为连杆盖，6为轴瓦，7为油槽，8为销孔，9为轴孔，11为杆安装腔，21为油通道，22为杆回油孔，23为倒角，31为主轴颈，32为连杆颈，33为轴进油孔，34为轴出油孔，35为机油油道，61为上轴瓦，62为下轴瓦，63为瓦孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至7所示，本实施例提供一种连杆总成，包括活塞1、转动式安装在活塞1上的连杆体2、曲轴3；活塞1上固定有活塞销4，连杆体2的一端设有销孔8，连杆体2通过销孔8转动式套在活塞销4上，连杆与活塞销间隙配合且可以转动，连杆体2绕着活塞销4转动。连杆体2的另一端连接有连杆盖5，连杆盖5通过螺栓与连杆体2固定连接。连杆盖5与连杆体2共同形成轴孔9，曲轴3转动式安装在轴孔9内，使得连杆体2通过轴孔9转动式套在曲轴3上。连杆体2上还设有油通道21，油通道21位于连杆体2的中心线上，油通道为沿着连杆的中心线(长度方向)延伸的通孔，轴孔9通过油通道21与销孔8连通，机油从轴孔9经过油通道21流到销孔8内，从而实现对活塞销4的润滑，避免了活塞销4与连杆体2之间的磨损。轴孔9为连杆大端孔(大头孔)，销孔8为连杆小端孔(小头孔)。
曲轴3的圆周侧面上设有相互连通的轴进油孔33和轴出油孔34，连杆体2的油通道21与曲轴3的轴出油孔34连通，曲轴3转动式安装在油缸内，油缸内的高压机油在高压的作用下从轴进油孔33流到轴出油孔34后进入油通道21，最后到达销孔8和活塞销4，实现强制润滑。
曲轴3包括若干主轴颈31和若干连杆颈32，主轴颈31和连杆颈32不同轴且交错设置，主轴颈31和连杆颈32的转动轴线不在同一直线上，主轴颈31和连杆颈32交替设置，两个主轴颈31之间设有一个连杆颈32，两个连杆颈32之间设有一个主轴颈31。轴进油孔33位于主轴颈31上，轴出油孔34位于连杆颈32上。曲轴3上还设有连通轴进油孔33和轴出油孔34的机油油道35，机油油道35位于曲轴3的内部，如图7中箭头方向所示，机油从主轴颈31的轴进油孔33进入，然后经过机油油道35到达连杆颈32的轴出油孔34。连杆颈32转动式套在轴孔9内，机油油道35内的机油从轴出油孔34流到连杆体2的轴孔9内。
轴孔9内设有轴瓦6，轴瓦6呈圆环状，轴瓦6套在曲轴3的连杆颈32上，连杆体2和连杆盖5共同套在轴瓦6的外部。曲轴3的连杆颈32安装在轴瓦6内，轴孔9的内壁上设有与油通道21连通的油槽7，轴瓦6上设有瓦孔63，连杆颈32上的轴出油孔34通过瓦孔63与油槽7连通，机油从连杆颈32的轴出油孔34流出，然后从瓦孔63流到油槽7，最后从油槽7流到油通道21。
瓦孔63瓦孔至少为两个，当瓦孔为两个的时候，两个瓦孔以连杆体2的中心线对称分布在轴瓦6上，瓦孔63的直径为0.5－3mm，优选为1mm。
连杆体2和连杆盖5上均设有半轴孔，半轴孔呈半圆状，半轴孔相当于半个轴孔(半个圆孔)，连杆体2上的半轴孔和连杆盖5上的半轴孔共同形成轴孔9。轴瓦6包括上轴瓦61和下轴瓦62；上轴瓦61和下轴瓦62均呈半圆状(半圆环)，上轴瓦61和下轴瓦62共同形成一个环状的轴瓦6。上轴瓦61位于连杆体2的半轴孔内，下轴瓦62位于连杆盖5的半轴孔内。
瓦孔63的第一种设置方式为：瓦孔63设于上轴瓦61和下轴瓦62的连接处，上轴瓦61的两端和下轴瓦62的两端均设有半个瓦孔，即上轴瓦61的两端均有半个瓦孔(半个圆孔)，下轴瓦62的两端均有半个瓦孔。上轴瓦61的两端分别和下轴瓦62的两端连接共同形成瓦孔63，上轴瓦61一端的半个瓦孔与下轴瓦62一端的半个瓦孔共同形成一个瓦孔63，上轴瓦61另一端的半个瓦孔与下轴瓦62另一端的半个瓦孔共同形成一个另一个瓦孔63，瓦孔63位于连杆体2和连杆盖5的连接处。油槽7呈半圆状(半圆环状)且位于连杆体2上的半轴孔的内壁上。
瓦孔63的第二种设置方式为：瓦孔63位于上轴瓦61上，瓦孔63和轴孔9的中心的连线与上轴瓦61的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，即瓦孔63位于图8中的A1和A2区域内，油槽7呈半圆状且位于连杆体2上的半轴孔的内壁上，油槽7只需要设置在连杆体2上。
瓦孔63的第三种设置方式为：瓦孔63位于下轴瓦62上，瓦孔63和轴孔9的中心的连线与下轴瓦62的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，即瓦孔63位于图8中的B1和B2区域内，油槽7呈圆环状并沿着轴孔9的圆周内壁设置，在连杆体2和连杆盖5上均分布有油槽7。
轴瓦在正常工作时旋转，当轴瓦转到某一位置时瓦孔与连杆颈的轴出油孔连通，此时机油可以从轴出油孔流到瓦孔然后再流到油槽。发动机在点火燃烧时，内部会产生爆炸，爆发压力沿着活塞1、活塞销4、连杆体2传递下来。压力传递到轴瓦6上的时候，在上述三种瓦孔63设置方式的区域范围内，一般不受会到应力的影响，因此需要在上述三种瓦孔63设置方式的区域范围内设置瓦孔63，其他区域因为存在应力的影响，因此不开瓦孔63。综上所述，为了能够提高轴瓦6的使用寿命，瓦孔设在轴瓦上A1、A2、B1、B2所在的区域内，图8中α的范围为：0°≤α≤45°。
活塞1上还设有杆安装腔11，活塞销4位于杆安装腔11内，活塞销4的两端固定在活塞1的杆安装腔11的内壁上。销孔8的内壁上设有杆回油孔22，杆回油孔22有两个并以连杆体2的中心线对称分布。销孔8通过杆回油孔22与杆安装腔11连通，机油将活塞销4强制润滑后从杆回油孔22流到杆安装腔11内，最后回到油缸，实现机油的循环流动，使得润滑更加高效稳定。杆回油孔22上设有倒角23，倒角23位于连杆体2的外表面，倒角23便于去除机加工杆回油孔22时产生的毛刺。
油通道21的壁厚大于等于2mm，壁厚为图6中的D。如果壁厚过小或连杆体2横截面积过小，会造成连杆体2应力过大，如果壁厚过大，连杆体2重量增加，会导致往复运动质量加大，从而造成发动机振动加剧。油通道21直径大于等于1mm且小于等于2.5mm。如果孔径太大，会导致连杆体2的强度受到影响，如果孔径太小，会导致机加工困难。例如直径小于1mm的孔，用钻头加工时容易断。
本发明的工作过程为：发动机启动的时候，活塞带动连杆体做往复运动，油缸中的机油从曲轴的轴进油孔进入机油油道后从轴出油孔流出，然后机油从轴瓦的瓦孔流到油槽，紧接着从油槽经过油通道流到销孔内，实现对活塞销的强制润滑，机油对活塞销进行润滑后从杆回油孔流到杆安装腔，最后回到油缸。重复循环上述过程，实现活塞销的强制连续润滑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种连杆总成，包括活塞、转动式安装在所述活塞上的连杆体、曲轴；所述活塞上设有活塞销，所述连杆体的一端设有销孔并转动式套在所述活塞销上，所述连杆体的另一端连接有连杆盖，所述连杆盖与所述连杆体共同形成轴孔，所述曲轴转动式安装在所述轴孔内，其特征在于：所述连杆体上还设有油通道，所述轴孔通过所述油通道与所述销孔连通，所述曲轴上设有相互连通的轴进油孔和轴出油孔，所述连杆体的油通道与所述曲轴的轴出油孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种连杆总成，其特征在于：所述曲轴包括若干主轴颈和若干连杆颈，主轴颈和连杆颈交错设置，所述轴进油孔位于所述主轴颈上，所述轴出油孔位于所述连杆颈上，所述曲轴上还设有连通所述轴进油孔和所述轴出油孔的机油油道，所述连杆体通过轴孔装配在曲轴的连杆颈上。
3.根据权利要求2所述的一种连杆总成，其特征在于：所述轴孔内设有轴瓦，所述曲轴的连杆颈位于在所述轴瓦内，所述轴孔的内壁上设有与所述油通道连通的油槽，所述轴瓦上设有瓦孔，所述连杆颈上的轴出油孔通过所述瓦孔与所述油槽连通。
4.根据权利要求3所述的一种连杆总成，其特征在于：所述瓦孔至少为两个。
5.根据权利要求3所述的一种连杆总成，其特征在于：所述连杆体和所述连杆盖上均设有半轴孔，所述连杆体的半轴孔和所述连杆盖的半轴孔共同形成所述轴孔；
所述轴瓦包括上轴瓦和下轴瓦；所述上轴瓦和所述下轴瓦均呈半圆状，所述上轴瓦位于所述连杆体的半轴孔内，所述下轴瓦位于所述连杆盖的半轴孔内。
6.根据权利要求5所述的一种连杆总成，其特征在于：所述瓦孔设于所述上轴瓦和所述下轴瓦的连接处，所述油槽位于所述连杆体的半轴孔的孔壁上。
7.根据权利要求5所述的一种连杆总成，其特征在于：所述瓦孔位于所述上轴瓦上，所述瓦孔和所述轴孔的中心的连线与所述上轴瓦的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，所述油槽位于所述连杆体的半轴孔的内壁上。
8.根据权利要求5所述的一种连杆总成，其特征在于：所述瓦孔位于所述下轴瓦上，所述瓦孔和所述轴孔的中心的连线与所述下轴瓦的两端的连线之间的夹角小于或等于45°，所述油槽沿着所述轴孔的圆周内壁设置。
9.根据权利要求1所述的一种连杆总成，其特征在于：所述活塞上还设有杆安装腔，所述活塞销位于所述杆安装腔内，所述销孔的孔壁上设有杆回油孔，所述销孔通过所述杆回油孔与所述杆安装腔连通，所述杆回油孔上设有倒角。
10.根据权利要求1所述的一种连杆总成，其特征在于：所述油通道的壁厚大于等于2mm，所述油通道直径大于等于1mm且小于等于2.5mm。
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