CN101038007A - 带有油喷射器的连杆 - Google Patents

Abstract

一种连杆，它包括具有在第一末端的曲柄臂孔部分和在第二末端的销孔部分的一个连杆体。一个梁部分连接该曲柄臂孔部分和该销孔部分。至少一个油喷射器设在该曲柄臂孔部分内。该油喷射器有选择地将油连通至活塞的下侧。该油喷射器中的一个为普通的孔式油喷射器或单向阀调节的油喷射器。

Description

带有油喷射器的连杆

技术领域

本发明涉及内燃机内的连杆。

背景技术

内燃机内的活塞在发动机的每一个循环过程中，必需从将化学能转换为热能和最终转换为机械能中，消耗其吸收的热能。

通常，活塞由铝或铁合金制成。一般，活塞具有冠部，其上表面暴露在发动机的燃烧和与其相关的温度中。活塞的下冠状部分暴露在曲轴箱流体中。带有压缩和油控制圆环的环带从该冠部悬垂或延伸。为了产生平衡施加在该活塞上的推力的反作用力，具有基本上为弧形侧壁的活塞裙部从该环带延伸。一个销凸台可以在该裙部侧壁之间延伸，以容纳与连杆连接的活塞销。

在工作中，活塞的冠部从发动机的燃烧室吸收热能。由该冠部吸收的热能，通过活塞传递至该下冠状部分、该环带和该裙部。利用直接接触和通过这些活塞环，将该环带和裙部内的热能传导至相关的发动机气缸孔中。该下冠状部分内的热能被传输至该环带或消散在包括空气，油蒸气和发动机中的液体油的曲轴箱流体中。通过增加连通至该活塞的下冠状部分的液体油的量，可以降低该活塞的工作温度，从而提供该活塞的耐久性，并可提高发动机的性能。

发明的说明

提供了可与轴互相连接的连杆。该连杆具有包括在第一末端的曲柄臂孔部分和在第二末端的销孔部分的一个连杆体。一个梁部分连接该曲柄臂孔部分和该销孔部分。在该曲柄臂孔部分内设有至少一个油喷射器，可以有选择地将油送至活塞的下侧。

该曲柄臂孔部分可以通过具有至少一个孔的轴颈轴承，安装在曲轴的连杆轴颈上。该曲轴形成一个通道，可以有选择地将压力油连通至该至少一个孔。每一个孔可将压力油送至相应的一个油喷射器。

该至少一个油喷射器中的一个可以为一个普通的孔式喷射器，它包括一个将压力油连通至一个基本上的圆柱形的孔的锥孔。该圆柱形孔再将压力油连通至一个基本上为圆柱形的喷嘴部分。该基本上为圆柱形的孔的半径尺寸可以比该基本上为圆柱形的喷嘴部分的半径尺寸大。

另外，该至少一个油喷射器中的一个可以为一个单向阀调节的喷射器。该单向阀调节的喷射器可以包括一个弹簧偏压的球。当压力油的压力达到阈值时，该球可以有选择地使压力油通过。该单向阀调节的喷射器可以包括一个阀体，该阀体具有基本上的圆柱形的外表面和基本上为圆柱形的孔。该基本上为圆柱形的孔作成可以容纳一根螺旋弹簧，该弹簧将该球偏压，压在该阀体上，可以有选择地允许压力油流动。该单向阀调节的喷射器还可包括一具扩张器销，它插入该阀体中，并使该基本上为圆柱形的外表面扩张，压在该曲柄臂孔部分上，从而将该单向阀调节的喷射器固定在连杆内。

本发明的上述特点和优点与其他特点和优点从以下结合附图对本发明的优选实施例的说明很易了解。

附图简要说明

图1为根据本发明的与活塞和曲轴连接的连杆的示意性横截面图；和

图2为根据本发明的，表示设在图1所示的连杆内的单向阀调节的喷射器的部分正视图中的示意性横截面图。

优选实施例说明

图中，相同的零件用相同的符号表示。图1中表示根据本发明的内燃机10的一部分。图中表示了曲轴12，连杆14和活塞16。曲轴12具有支承连杆轴颈20的曲柄臂18。曲轴14包括一个主轴颈22，它在没有示出的发动机缸体内可转动地支承曲轴12。连杆轴颈20的回转运动驱动连杆14，连杆14使活塞16在发动机10的气缸孔内作往复移动。在曲轴12上设有平衡重24，用以平衡连杆14和活塞16的惯性。

该连杆14包括一个使销孔末端部分28和曲柄孔末端部分30互相连接的一个梁部分26。该销孔末端部分28形成一个尺寸足够大可容纳活塞销34的一个基本上为圆柱形的销孔32。该活塞销34可转动地与活塞16的销凸台部分36接合，从而将该活塞16安装在该连杆14上。这曲柄孔末端部分30形成一个基本上为圆柱形的孔38。该孔38的尺寸作成可容纳一个轴颈轴承40。在优选实施例中，该轴颈轴承40为具有上轴承壳体42和下轴承壳体44的二零件式设计。该上和下轴承壳体42和44与该孔38配合，形成一个基本上为圆柱形的曲柄孔46。应当注意，该上和下轴承壳体42和44固定在该孔38上。该曲柄孔40的尺寸作得足够大可以容纳该曲轴12的连杆轴颈20。连杆14的曲柄孔末端部分30包括一个杆盖48，它利用例如紧固一类的已知方法，可取下地固定在该连杆14上。该杆盖48可便于将连杆14装配在曲轴12的连杆轴颈20上。

活塞16包括一个冠部50，它具有悬垂式伸出的裙部52和52’。销凸台36安置在该裙部52和52’的中间。该活塞56还包括一个下冠状部分54。该冠部50暴露在发动机10内的燃烧过程中，并从燃烧室吸收一部分热能。由该冠部50吸收的热能，通过该活塞传递至该下冠状部分54和该裙部52和52’。在裙部52和52’内的热能传递至相应的发动机气缸孔。在该下冠状部分54内的热能一般消耗在包括空气，油蒸气和发动机曲轴箱内的液体油的曲轴箱流体中。另外，该裙部52和52’可使活塞16稳定，并且在燃烧过程中，形成克服由气缸孔作用在该活塞16上的推力负荷的反作用力。

为了润滑，压力油从气缸块体进入主轴颈通道56中，并通过在该曲柄臂18内的通道58流过曲轴12的主轴颈22和进入该连杆轴颈20中。当在曲轴12回转过程中，每一个孔60和62与通道58的出口对准时，油从该通道58有选择地流入由该上轴承壳体42形成的开口或孔60和62中。孔60有选择地将压力油送至单向阀调节的喷射器组件64，同时，孔62有选择地将压力油送至由连杆14的曲柄孔末端部分30形成的普通孔式喷射器66中。对于图1所示的示例性实施例，该单向阀调节的喷射器组件64和该普通孔式喷射器设在离连杆14的中心线每一侧24°处。另外，压力油在活塞16的行程的上止点前(或BTDC)3°至该行程的上止点后(或ATDC)21°的范围内连通至该普通的孔式喷射器66。同样，压力油在从活塞16行程的BTDC66°至该行程的ATDC42°范围内连通至该单向阀调节的喷射器组件64。技术经验丰富的人知道，在权利要求的范围内，通过分别改变该孔60和62的尺寸，形状和位置，可以使压力油连通至该单向阀调节的喷射器组件64和该普通的孔式喷射器66的时间改变。另外，当选择孔60和62的尺寸，形状和位置时，必需小心，不使对在该轴颈轴承40和连杆轴颈20之间的油膜厚度有有害影响。

该普通的孔式喷射器66最好包括一个锥孔68，以便将压力油连通至基本上为圆柱形的孔70。该孔70将压力油送至喷嘴部分72。该喷嘴部分72的直径比孔70的直径小，使得通过该普通的孔式喷射器66的压力油的流体动量增加，可使油冲击在该活塞16的下冠状部分54上。通过将一定量的油连通至该下冠状部分54，该普通的孔式喷射器66可冷却该活塞和润滑活塞销34。在传统形式的由锻钢或铸铁制成的连杆14中，可以用钻削或其他加工方法-例如放电加工(EDM)制成该锥孔68，孔70和喷嘴部分72。在制造过程中，该锥孔68，孔70和喷嘴部分72可以在粉末金属制的连杆内整体地形成。

现参照图2说明单向阀调节的喷射器组件64。在图2中表示安装在连杆14中的一个单向阀调节的喷射器组件14并表示与本发明一致的各个方面。锥孔74将压力油从孔60连通至一个基本上为圆柱形的孔76。该孔76将压力油送至该单向阀调节的喷射器组件64。该单向阀调节的喷射器组件64安装在由连杆14的曲柄孔末端部分30形成的一个基本上为圆柱形的加工孔78中。

该单向阀调节的喷射器组件64包括一个阀体80，该阀体具有上面作出多个槽84的基本上为圆柱形的外表面82。该阀体80限定一个通向一基本上为圆柱形的孔88的扩展的孔86。在该孔88中安置螺旋弹簧90，它将球92偏压在该扩展孔86上。该阀体80还形成一个基本上为圆柱形的孔94，其尺寸可承受扩张器销96插入阀体80内。通过将该单向阀调节的喷射器组件64插入该加工的孔78中和接着迫使该扩张器销96进入该阀体80中，该外表面82和多个槽84扩张，与该加工孔78接合，从而将该单向阀调节的喷射器组件64锁紧在连杆14内。这点特别重要，因为在曲轴12回转过程中，作用在该单向阀调节的喷射器组件64上的离心力大，在没有锁紧机构的条件下，可使该单向阀调节的喷射器组件64移动。

在工作中，从通道58内出来的压力油通过孔60，进入锥孔74中。然后，压力油流入孔76中，当流体压力足够大时，可克服螺旋弹簧90的力，并使球92移动，压力油进入孔88中。接着，压力油通过由该扩张器销96形成的圆柱形孔98。如图1的喷射流线或通道100所示，压力油从该孔流出，以足够大的流体动量撞击在该活塞16的下冠状部分54上。该喷射的流线100的轨迹为由沿着相应的喷射器的中心线的油的速度和连杆14的速度合成的向量。通过提供或将一定量的油连通至该下冠状部分54，该单向阀调节的喷射器组件64可冷却活塞和润滑活塞销34。

普通的孔式喷射器66在有压力油的情况下提供喷射的油流，而该单向阀调节的喷射器组件64只有当油压力在预先确定的开启压力以上时，提供喷射油流。示例性的单向阀调节的喷射器组件64的开启压力约为2bar，并包括直径为4mm的孔98。另外，示例性的普通的孔式喷射器66具有直径为1.5mm的喷嘴部分72。上述规格的连杆14在温度为100℃和发动机转速为5600RPM下，综合的油流量大约为1.02升/分。技术经验丰富的人知道，这些值只是示例性性质的，并不表示限制。

该单向阀调节的喷射器组件64和该普通的孔式喷射器66的取向选择成使油的喷射流线100冲击在所希望的目标-例如活塞16的下冠状部分54上。对于每一种发动机应用场合，应重新计算该喷射器的取向。

喷射器的形式，即单向阀调节的喷射器或普通的孔式喷射器，与喷射器的数目取决于所希望的活塞冷却的量。对于一些应用，一个喷射器即可提供充分冷却活塞所必需的流量。

虽然已详细说明了本发明的优选实施例，但熟悉本发明所涉及的技术的人知道，在所附权利要求书的范围内，可有各种另外的设计和实现本发明的实施例。

Claims (20)

1.一种连杆，包括：

具有在第一末端的曲柄臂孔部分和在第二末端的销孔部分的一个连杆体；

连接所述曲柄臂孔部分和所述销孔部分的一个梁部分；和

设在所述曲柄臂孔部分内的至少一个油喷射器，所述至少一个油喷射器可有选择地使油连通至活塞的下侧。

2.如权利要求1所述的连杆，其特征为，该连杆与曲轴是可互相连接的。

3.如权利要求1所述的连杆，其特征为，所述至少一个喷射器为普通的孔式喷射器。

4.如权利要求3所述的连杆，其特征为，所述普通的孔式喷射器包括将压力油连通至一个基本上为圆柱形的孔的一个锥孔，所述基本上为圆柱形的孔能将压力油连通至一个基本上为圆柱形的喷嘴部分。

5.如权利要求4所述的连杆，其特征为，所述基本上为圆柱形的孔的半径尺寸比所述基本上为圆柱形的喷嘴部分的半径尺寸大。

6.如权利要求1所述的连杆，其特征为，所述至少一个油喷射器为单向阀调节的喷射器。

7.如权利要求6所述的连杆，其特征为，所述单向阀调节的喷射器包括一个由弹簧偏压的球，当压力油的压力达到阀值时，该球可有选择地使压力油通过。

8.如权利要求6所述的连杆，其特征为，所述单向阀调节的喷射器包括具有基本上为圆柱形的外表面和一个基本上为圆柱形的孔的一个阀体，所述基本上为圆柱形的孔容纳一个螺旋弹簧，可使该球偏压在所述阀体上，以有选择地允许压力油流动。

9.如权利要求8所述的连杆，其特征为，所述单向阀调节的喷射器包括一个扩张器销，它可插入所述阀体中，并充分使所述基本上为圆柱形的外表面扩张，压在所述曲柄臂孔部分上，从而将所述单向阀调节的喷射器固定在连杆内。

10.如权利要求1所述的连杆，其特征为，所述曲柄臂孔部分通过具有至少一个孔的轴颈轴承，安装在曲轴的连杆轴颈上，所述曲轴具有一个通道，可以有选择地使压力油连通在所述至少一个孔的每一个孔中，所述至少一个孔的所述每一个孔可将压力油连通至所述至少一个油喷射器的相应的一个喷射器件。

11.一种连杆，包括：

具有在第一末端的一曲柄臂孔部分和在第二末端的一销孔部分的一个连杆体；

连接所述曲柄臂孔部分和所述销孔部分的一个梁部分；

设在所述曲柄臂孔部分内的至少一个油喷射器，所述至少一个油喷射器可以有选择地将油连通至活塞的下侧；和

其中，所述至少一个油喷射器为普通的孔式油喷射器或单向阀调节的油喷射器。

12.如权利要求11所述的连杆，其特征为，该连杆与曲轴是可互相连接的。

13.如权利要求11所述的连杆，其特征为，所述至少一个油喷射器为普通的孔式油喷射器，它包括可使压力油连通至一个基本上为圆柱形的孔的锥孔，所述基本上为圆柱形的孔可将压力油连通至一个基本上为圆柱形的喷嘴部分。

14.如权利要求11所述的连杆，其特征为，所述至少一个油喷射器为单向阀调节的油喷射器，它包括一个弹簧偏压的球，当压力油的压力达到阈值时，可进一步有选择地使压力油连通至所述活塞下侧。

15.如权利要求11所述的连杆，其特征为，所述至少一个油喷射器为设在所述曲柄臂孔部分内的单向阀调节的油喷射器，所述单向阀调节的油喷射器包括具有基本上为圆柱形外表面和一个基本上为圆柱形的孔的阀体，所述基本上为圆柱形的孔容纳一个螺旋弹簧，能将该球偏压在所述阀体上，以便进一步有选择地使压力油连通至所述活塞的下侧。

16.如权利要求15所述的连杆，其特征为，还包括一个扩张器销，它可插入所述阀体中，充分使所述圆柱形外表面扩张，压在所述曲柄臂孔部分上，从而将所述单向阀调节的喷射器固定在连杆内。

17.如权利要求11所述的连杆，其特征为，所述曲柄臂孔部分通过具有至少一个孔的轴颈轴承，安装在曲轴连杆轴颈上，所述曲轴具有一个通道，可有选择地使压力油连通至所述至少一个孔的每一个孔中，所述至少一个孔的所述每一个孔可使压力油连通至所述至少一个油喷射器的相应一个喷射器中。

18.一种连杆，包括：

具有在第一末端上的曲柄臂孔部分和在第二末端上的销孔部分的一个连杆体；

连接所述曲柄臂孔部分和所述销孔部分的一个梁部分；

设置在所述曲柄臂孔部分内的至少二个油喷射器，所述至少二个油喷射器可有选择地使油连通至活塞的下侧；

其中，所述至少二个油喷射器中的一个为普通的孔式油喷射器或单向阀调节的油喷射器；

其中，该连杆与限定一压力油通道的曲轴互相连接，

其中，所述曲柄臂孔部分通过具有至少二个孔的轴颈轴承，可安装于所述曲轴的连杆轴颈上；所述至少二个孔中的每一个孔可有选择地使压力油从所述压力油通道连通至所述至少二个油喷射器的相应一个喷射器中；和

其中，所述至少二个油喷射器的所述一个喷射器被配置在所述梁部分的一侧上，而所述至少二个油喷射器的另一个喷射器被配置在所述梁部分的另一侧上。

19.如权利要求18所述的连杆，其特征为，所述至少二个油喷射器的所述一个喷射器为普通的孔式喷射器，它包括可使压力油连通至一个基本上为圆柱形的孔的锥孔；所述基本上为圆柱形的孔可使压力油连通至一个基本上为圆柱形的喷嘴部分。

20.如权利要求18所述的连杆，其特征为，所述至少二个油喷射器中的所述一个喷射器为单向阀调节的油喷射器，它包括一个弹簧偏压的球，当压力油的压力达到阀值时，可有选择地连通至压力油。

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