CN1624342A - 具有活塞和连杆的内燃机驱动装置 - Google Patents

Abstract

有活塞和连杆的内燃机驱动装置－连杆通过两个端侧轴承系统一侧在连杆小头处将活塞、另一侧在构成一个连杆孔时将一个曲柄的相应轴颈连接，为了在维持所有功能时如此改进该装置：改进活塞在连杆小头处的轴承，并在无需费事的工具时可安装/拆卸活塞，用于将活塞与连杆小头在形成形状配合连接时连接的轴承系统是球轴承，因此球缺部分一方面配备一个球形外表面作为用润滑剂浸湿的轴承面，另一方面由相应球形形成罐形的、作为用于轴向支承的轴承件的轴承端盖包围住，为了维持形状配合连接，球轴承包括一个可松开的防止扭转机构，此外该机构处在保险打开状态中通过使活塞围绕其轴线扭转可允许将形状配合连接松开。

Description

具有活塞和连杆的内燃机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有活塞和连杆的驱动装置。

背景技术

连杆基本上由一个连杆体和两个端侧的轴承组成，它们将活塞和一根曲柄的相应的曲柄轴颈连接成一个驱动装置。一端进行摆动运动，另一端在曲柄运动圆上与曲柄轴颈一起运动，因此形成了所谓的“连杆小提琴”，也就是形成了一种小提琴形的连杆运动曲线。

因此比方说，由DE3505964C1已知一种具有一个连杆的驱动装置，该连杆通常包括一个连杆小头形式的端侧轴承-也就是上方的连杆孔、连杆体和另一个连杆轴承形式的端侧轴承-也就是下方的连杆孔，因此表示了曲柄驱动机构的导向件-也就是活塞和曲柄之间的连接构件。连杆小头可以是整体的或分开的。分开的连杆轴承的、也就是下方连杆孔的轴承盖通过至少两个压入的膨胀螺栓与连杆大头相连。由连杆大头和连杆盖形成的连杆轴承在压力交变时经受到冲击式负荷，此时产生了很高的轴承负荷，与一个完全的轴套互补的轴瓦装到该连杆轴承中，该轴瓦用于容纳曲柄轴颈。

因为在安装或牵引活塞时连杆部分地需要引导通过发动机气缸，所以在曲柄轴颈实心的情况下，目前在通常情况下至少需要将下方的连杆孔分开或将连杆体分开。

活塞在机械的和热的负荷最严重的条件下进行工作。此时活塞必须要完成几项任务，例如将压力能转化为机械功，使气缸容积对于曲柄箱进行密封，并且在所谓柱塞发动机情况下对连杆上端进行直线导向。活塞在连杆小头处的支承迄今以所熟知的方式借助于连杆孔中的一个活塞销实现，该活塞销恰好传递了活塞和连杆之间的力。迄今活塞销的位置由两个因素决定。为了避免活塞的翻转运动，活塞的重心应该位于销钉轴线上。另一方面活塞销必须固定在活塞的杆体的中间，以便使法向力均匀地传到气缸壁上。由于这两个要求不能同时得到满足，所以活塞销迄今稍有超过杆体中间安装的情况。

大的活塞已知由两部分或较多部分组成。因此例如由钢或铸铁制成的活塞顶与例如由特种铸铁或铝合金制成的杆体螺旋地拧在一起。

此外，由DE10046214C1已知一种驱动装置，其中使用了船头形的具有整体连杆体的一种连杆(与一种由于安装的原因而分开的连杆体相比，这意味着重量减轻，费用节省)，所述连杆具有用于容纳曲柄轴颈的连杆轴承的特殊结构，并且因此使得构造紧凑，此外由此能使发动机的结构高度较低，活塞穿过发动机气缸的牵引非常容易。

现在存在这种要求：活塞在连杆小头上的、迄今也借助于一个在活塞和连杆之间传递力的活塞销和所述连杆孔实现的支承需要进行优化，尤其要紧凑地实现所述活塞/连杆连接，并且还需要方便地完成活塞的安装。

发明内容

由此出发本发明的任务是，将一种上述类型的驱动装置如此改进：在保持迄今所有功能的情况下改进活塞在连杆小头处的轴承，特别是在无费事的工具的情况下使活塞的安装和拆开成为可能，但是连杆质量明显的减少也允许减少生产费用。

所述任务根据本发明可通过权利要求1所表明的特征而得到解决。

通过根据本发明的球轴承/球缺轴承取消了一个在背景技术中用于连接活塞和连杆的常用的不可替代的活塞销，因此振动的质量显著地减少了。

防止扭转机构处于去除保险状态时，通过活塞围绕其轴线的扭转可以松开形状配合连接、也就是不带连杆的活塞可由发动机组中拉出来，由此也能取消一个连杆体部分，而无需动用根据DE10046214C1的连杆轴承的特殊结构，因此如同获得较少的动力一样，重量可减少，成本费用可降低。

附图说明

下面对本发明进行详细说明。在附图中简要示出：

图1根据本发明的球轴承/球缺轴承的俯视图，

图2根据图1中的A-A的、具有没有分开的连杆体和根据本发明在活塞处构成的球轴承/球缺轴承的船头(Marinekopf)的局部纵向剖面图，

图3与图2相对照扭转了90°的、根据图1的B-B剖面带有活塞的船头的局部剖面图，

图4具有一个处于安装状态的在连杆处活塞的根据本发明的轴承系统的驱动装置的透视图，

图5根据图3的另一个透视图，其中在活塞顶从活塞裙松开时，将可以看到处于从活塞顶、也就是从轴承端盖取下状态中的连杆小头、也就是所述球缺部分，

图6用于维持根据本发明的球轴承/球缺轴承的形状配合连接的防止扭转机构的零件视图。

具体实施方式

连杆1根据图2由一个不可分的用于被活塞3容纳的连杆小头2、还有一个连接在连杆小头2上的不可分的连杆体4以及根据图4和图5的一个连接到连杆体上的连杆大头5组成，该连杆大头与一个通过几个张紧螺栓或膨胀螺栓6a，b固定在其上的连杆盖7共同地形成了连杆轴承或下方的连杆孔8。为了润滑连杆小头2或冷却活塞，连杆体4以熟知的给油方式纵向钻通，也就是说，一个轴向油孔9通过连杆小头2处的一个分配系统22通入。

两个互补于共同的轴套的轴瓦10a，b位于连杆轴承的连杆孔8中(图4和图5)，所述轴瓦在通常的情况下保留剩余间隙地、处于滑动接触地包围这里未画出的曲柄轴颈。

连杆小头2处的活塞3的轴承结构包括一个球缺部分11，该球缺部分在它的外圆周12处具有一个布置在一个部分球表面上的轴承面。在与这个轴承面的球形表面部分对置的一侧处设置一个环形的和相应球形形成的、以一个轴承端盖13或支座件的形式的轴承容纳件，因此，球缺部分11绕着其球缺中心点相对于轴承端盖13或相对于支座件可摆动地保持在所述轴承容纳件中。如在图2中那样也能很容易地看出，球缺部分11在它的外圆周12上也具有一个布置在一个部分球表面上的轴承面，该轴承面在球缺中心面14的两侧延伸，该球缺中心面通过在球缺部分11大约具有其最大直径的位置处延伸。

在附图中示出的优选的方案中，连杆小头2设计为球形的球缺部分11，活塞顶15设计为具有以轴承端盖形式的轴承容纳件的支座件13，然而相反的设计也是可想象的。

在实施例(特别参见图2)中，应用了由一个活塞上部-活塞顶15、一个活塞下部-活塞裙20组成的分成两部分的活塞。一个以熟知方式由活塞冠、活塞裙和活塞下部组成的分成三部分构成的活塞以类似的方式是可应用的。活塞顶15和活塞裙20借助于几个合适的螺栓21可相互连接。

活塞3的下部20以大致成半球形壳的形式包围着球缺部分11的下部，在四冲程的点火上止点和复盖上止点(在该阶段所有阀门都打开)之间进行交替时，由起因于活塞的惯性力和在活塞下部20或活塞顶15处的燃烧力来维持，因此(现在没有的)活塞销的迄今的作用完全在根据本发明的轴承结构中产生。

一方面产生了连杆、特别是一个整体的船头的和活塞的紧密结构，另一方面球缺部分朝向轴承端盖均匀地支撑在圆周上。

根据本发明用于维持所述形状配合连接的球轴承11、13包括一个可松开的防止扭转机构，该机构此外处于去除保险状态时通过使活塞3围绕其轴线扭转可以将所述形状配合连接松开。

特别在图1中(在所有的附图中都保持相应的附图标记)将可看到，在用于容纳连杆小头2的内部空间中、也就是在轴承容纳件13中的活塞3(在此情况下活塞下部20)沿圆周方向附加地具有至少两个、根据优选的方式在直径上对置的间隙17a，b，该间隙借助于每一个防止扭转元件23a，b(也请参见图6)进行填补，此外所述元件借助于为数不多的几个螺栓24固定在活塞中、也就是这里固定在活塞下部20中。

球形的球缺部分11、也就是球形的连杆小头2具有用相应于间隙17a，b地做成扁平的壁部分16a，b，该壁部分在安装状态中支承在防止扭转元件23a，b上，因此活塞3相对于连杆小头2的扭转可靠地受到了阻止。

图6再一次详细地表示了所述两个防止扭转元件23a，b，该元件分别借助于活塞3中的三个螺栓24在间隙17a，b的范围内为了填充这种间隙是可固定的，或者为了转出活塞3是可松开的。

因此本发明的本质是一个球轴承11、13，该轴承的具有一个球形的外表面12的和用一种润滑剂浸湿的轴承体11朝向一个用于其轴向安装的、处于轴承端盖13的罐形间隙中的环形表面或部分球表面进行容纳；由此能够以简单的方式进行连杆1与活塞3的分离：能够移去防止扭转元件23a，b，活塞3相对于连杆1进行90°的扭转(如图1所见，此时所述两个间隙17a，b在直径上对置着)导致连杆小头2的球形表面进入到间隙17a，b中，连杆小头2的扁平的壁部分16a，b与轴承端盖13的球表面相对置，因此实现了球轴承11、13的形状配合连接的分离，并且使活塞3能够方便地从连杆2上取下。

为了保证使用于获得描述的球轴承11、13受到可靠的连续润滑，在轴承端盖13处、在端侧处、在用于轴向安装轴承体11所确定的球形表面18的前方设置一个润滑剂贮存室19，其发动机侧的密封如同往常那样得到保证。

另外球轴承11、13的根据本发明的结构使得气体压力直接引入到连杆体4中得到进一步的改善，迄今的活塞销可以无替代地取消。因此振荡的质量明显地减少(约20％)。总体上摩擦功率也减少。

再一次要提到，连杆体的齿距原则上会脱落，因为在连杆完全松开时，活塞3通过发动机气缸的抽出以简单的方式能够发生。进一步的重量和费用的节省将与此有联系。因此实现了活塞的松开，无需用昂贵的工具(液压工具)，活塞的拆卸高度将尽可能的低。

                 附图标记列表

1            连杆

2            连杆小头

3            活塞

4            连杆体

5            连杆大头

6a、b        夹紧或膨胀螺栓

7            连杆盖

8            下方的连杆孔

9            油孔

10a，b       轴瓦

11           球缺部分

12           球缺部分外圆周

13           轴承端盖

14           球中心平面

15           活塞顶

16a，b       扁平壁部分

17a，b       间隙

18           球形表面

19           润滑剂贮存室

20           活塞裙

21           螺栓

22           分配系统

23a，b       防扭转元件

24           螺栓

Claims (4)

1.具有活塞(3)和连杆(1)的内燃机驱动装置，其中连杆(1)通过两个端侧轴承系统一侧在连杆小头(2)处将活塞(3)、另一侧在构成一个连杆孔(8)的情况下将一个曲柄的相应的曲柄轴颈相互连接，其特征在于，用于将活塞(3)与连杆小头(2)在形成一种形状配合连接的情况下连接的轴承系统是球轴承/球缺轴承(11，13)，因此一个球缺部分(11)一方面配备一个球形外表面(12)作为轴承面-该轴承面用一种润滑剂浸湿，另一方面由一种相应球形地形成的罐形的、作为用于轴向支承的轴承件的轴承端盖(13)包围住，为了维持所述形状配合连接，球轴承/球缺轴承(11，13)包括一个可松开的防止扭转机构(16a，b；17a，b；23a，b)，此外该防止扭转机构处在保险打开状态中时通过使活塞(3)围绕其轴线扭转可以允许将所述形状配合连接松开。

2.根据权利要求1的驱动装置，其特征在于，连杆小头(2)作为球形的球缺部分(11)构成，而活塞(3)的活塞顶(15)作为球缺部分(11)的轴承容纳件以轴承端盖(13)的形式构成。

3.根据权利要求2的驱动装置，其特征在于，为了形成所述防止扭转机构，活塞(3)在用于容纳连杆小头(2)的内部空间中、也就是在轴承容纳件(13)中，在圆周方向上附加地具有至少两个特别是直径上对置的间隙(17a，b)，该间隙分别借助于每一个防止扭转元件(23a，b)来填充，所述球形的球缺部分(11)具有相应于间隙(17a，b)压成扁平的壁部分(16a，b)，该壁部分在安装状态中支撑在防止扭转元件(23a，b)上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的驱动装置，其特征在于，为了连续润滑球轴承/球缺轴承(11，13)，连杆体具有一个油孔(9)，该油孔通入到一个在轴承端盖(13)处、在端侧处、在用于轴向安装球缺部分(11)所确定的球轴承表面(18)的前方设置的润滑剂贮存室中。

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