CN102635625A - 拉杆与轴颈的连接 - Google Patents

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Abstract

通过曲轴和连杆可以将往复运动转换为旋转运动。如果连杆主要受张力，可以把两条相对的连杆装到单个轴颈上。两个轴承盖装于轴颈上，轴承盖的指杆从轴承盖上伸出，两个轴承盖的指杆相互啮合。每个轴承盖上的指杆都配装到连杆上。做好的接头紧凑、重量轻、轴颈较原先接头短。

Description

拉杆与轴颈的连接
技术领域
本发明涉及一种拉杆与旋转部件轴颈的连接。
背景技术
图1是相对活塞、相对气缸(OPOC)发动机10的轴测图。进气活塞12和排气活塞14分别在第一和第二气缸内做往复运动(气缸未示出以便能看见活塞)。排气活塞14通过推杆16装于曲轴20的轴颈(未示出)上。进气活塞12通过推杆18装于曲轴20的两个轴颈(未示出)上，每个进气活塞12上有两条拉杆18。第一和第二气缸(活塞在其中做往复运动)相互平行并在Y方向互补，因为与左前方所示气缸相关的拉杆18相对气缸与右后方所示气缸相关的拉杆18在负Y方向发生位移。两条推杆16所处位置彼此相对。所有4条拉杆18的设计相同，两条推杆16也相同，这样可以节约成本。但这种互补设计的缺点是，如果两个气缸处于同一直线，发动机的宽度会比其他设计大。两个气缸的互补构造会产生扭矩。
可以克服互补气缸缺点的另一种设计是采用叉形杆，如由F.Royce发明的美国专利1322824中所述。在图1的发动机中采用叉形杆/刀片杆构造可以减少轴颈(或曲柄销)的长度。并且活塞都在同一直线上。可以减小发动机的宽度和不平衡力。但这种构造的缺点是，通过叉形杆把气缸中活塞装于曲轴上和通过刀片杆把与其相对的气缸中对应的活塞装于曲轴上，从而增加了发动机零件的数目。希望有一种把杆子装于曲轴上的系统，可以在两个气缸中使用相同的零件(这种可能的构造如图1所示)，同时保持各个气缸处于同一直线，如美国专利1322824所示。
发明内容
本文公布了一种连杆总成，既能够减少零件的数目，又能够保持各个气缸在同一直线上。这种总成包括：圆柱形轴颈、装于轴颈上的第一和第二轴瓦片、装于第一轴瓦片上的第一轴承盖和装于第二轴瓦片上的第二轴承盖。第一轴承盖的凹面圆柱形段配装到第一轴瓦片的凸面上。第一轴承盖的第一和第二指杆从圆柱形段的第一末端向外伸出，两者之间具有预定的间距。第一轴承盖的第三指杆从圆柱形段的第二末端向外伸出第二轴承盖的凹面圆柱形段配装到第二轴瓦片的凸面上。第二轴承盖的第一和第二指杆从圆柱形段的第一末端向外伸出，两者之间具有预定的间距。第二轴承盖的第三指杆从圆柱形段的第二末端向外伸出第一轴承盖的第三指杆与第二轴承盖的第一和第二指杆啮合，第二轴承盖的第三指杆与第一轴承盖的第一和第二指杆啮合。
在第一和第二轴承盖的所有三个指杆上均开有一个预定直径的校准孔，校准孔靠近指杆的尖端。校准孔与轴颈的中心轴线大致平行。
总成还包括第一连杆，其外边缘大致呈长等边三角形状。第一连杆包括：与做往复运动元件配装的第一个角；具有突舌的第二个角，突舌上开有一个预定直径的校准孔；以及具有双突舌的第三个角，每个突舌上均开有一个预定直径的校准孔。双突舌之间具有预定的间距，第一连杆装在第二轴瓦片上，其上的单突舌与第一轴承盖的第一和第二指杆啮合，第一轴承盖的第三指杆与第一连杆的双突舌啮合。第一销钉同时插入单突舌的校准孔及第一轴承盖的第一和第二指杆的校准孔内。第二销钉同时插入双突舌的两个校准孔及第一轴承盖的第三指杆的校准孔。
总成还包括第二连杆，其外边缘大致呈长等边三角形状。第二连杆包括：与做往复运动元件配装的第一个角；具有突舌的第二个角，突舌上开有一个预定直径的校准孔；以及具有双突舌的第三个角，每个突舌上均开有一个预定直径的校准孔。双突舌之间具有预定的间距。第二连杆装在第一轴瓦片上，其上的单突舌与第二轴承盖的第一和第二指杆啮合，第二轴承盖的第三指杆与第二连杆的双突舌啮合。第三销钉同时插入第二连杆单突舌的校准孔及第二轴承盖的第一和第二指杆的校准孔内。第四销钉同时插入第二连杆双突舌的校准孔及第二轴承盖的第三指杆的校准孔内。
第一和第二销钉分别在靠近其末端处有一个径向槽，并在槽内装有卡环。
另外，卡环也可以插入开在第二指杆上的环形槽内；卡环也可以插入开在第三指杆上的环形槽内；卡环也可以插入开在双突舌第一舌上的环形槽内；以及卡环也可以插入开在双突舌第二舌上的环形槽内。
再有，沉孔与第二指杆的校准孔可在同一直线上。卡环插入在第二指杆上所开的环形槽内。沉孔与双突舌的其中一个校准孔在同一直线上。卡环插入在双突舌的其中一个舌上所开的环形槽内。第一和第二销钉体具有预定的直径，第一和第二销钉头具有沉头形状。
在一些实施例中，第一和第二校准通孔开在第一轴瓦片上并靠近第一轴瓦片的末端，第二小螺纹孔开在第二轴瓦片上并靠近第二轴瓦片的末端。第一螺钉穿过第一轴瓦片的第一校准通孔，然后拧入第二轴瓦片的第一校准孔内。第二螺钉穿过第一轴瓦片的第二校准通孔，然后拧入第二轴瓦片的第二校准孔内。
在一些实施例中，第一和第二轴瓦片的指杆分别从第一和第二轴瓦片的至少一个末端向外伸出。指杆上所开的校准孔，其轴线大致与轴颈的中心轴线平行。把第一和第二轴瓦片的指杆缠起来，然后用合销穿过缠住的指杆中的校准孔，形成一个套筒结合。
在一些实施例中，第一轴承盖具有圆柱形凹面，以及从圆柱形凹面径向伸出的销钉。第一轴瓦片的圆柱形凸面上开有穴口，销钉与该穴口相啮合。穴口在第一轴瓦片的两端之间大致均匀分布，穴口可能是槽口，其方向与第一轴瓦片圆周角小于30度。第二轴承盖具有圆柱形凹面，以及从圆柱形凹面径向伸出的销钉。第二轴瓦片在与其相关的圆柱形凸面上开有槽口。与第二轴瓦片相关的槽口长度小于第二轴瓦片的周长，与第二轴瓦片上相关的销钉与第二轴瓦片相关的槽口相啮合。与槽口相啮合的销钉大致能够防止第一轴瓦片与第一轴承盖之间的相对圆周运动。
第一轴瓦片上的第一和第二油孔位置分别与第一轴瓦片的第一和第二末端呈60度的角度；在第一轴瓦片内表面上的第一环形油槽开在第一轴瓦片的第一末端与第一油孔之间；以及在第一轴瓦片内表面上的第二环形油槽开在第一轴瓦片的第二末端与第二油孔之间。在第一轴瓦片的外表面的第一与第二油孔之间开有第三油槽。另外，也可以在第一轴承盖的凹面段开第三油槽，该段从第一轴瓦片的第一油孔至第二油孔，途经所有第一轴承盖与第一轴瓦片的相对位置。
第一轴承盖的油孔穿过圆柱形段，油孔的大直径端位于靠近凹面的末端。销钉是中空型，把中空销钉插入油孔内。
在另一个实施例中，在第一、第二及第三指杆上开有螺纹孔，螺纹孔之间大致相互平行。第一连杆上有杆段、轴颈连接段及活塞连接段，还有轴颈连接段，其上的两个并联法兰与杆段的轴线大致垂直。第一法兰有两个通孔，第二法兰有一个通孔。轴颈连接段还包括面对杆段的表面，该杆段是凹面圆柱形段。第一螺栓穿过两个通孔之一并拧入第一轴承盖的第一指杆上所开的螺纹孔内。第二螺栓穿过两个通孔的另一个并拧入第一轴承盖的第二指杆上所开的螺纹孔内。第三螺栓穿过单通孔并拧入第一轴承盖的第三指杆上所开的螺纹孔内。同样把第二连杆固定到第二轴承盖上。
第一轴承盖的两个平行轴承面朝内相互面对，两个平行轴承面从第一轴承盖圆柱形段的两个末端伸出。
第一连杆的两个平行轴承面朝外，第一轴承盖的轴承面支撑第一连杆的轴承面。第二轴承盖的两个平行轴承面朝内相互面对，两个平行轴承面从第二轴承盖圆柱形段的两个末端伸出；以及第二连杆的两个平行轴承面朝外，第二轴承盖的轴承面支撑第二连杆的轴承面。
在一些实施例中，轴颈是内燃发动机曲轴的一段，轴颈主要以单方向旋转。在另一些实施例中，轴颈并不一直旋转，而是来回摆动。
轴承盖的第三指杆沿平行于轴颈的中心轴线所测得的宽度大致等于轴承盖的第一与第二指杆之间预定的间距。在一些实施例中，第一、第二及第三指杆大致平行。
本发明还公布了一种轴颈-连杆的总成，包括第一连杆，其上的第一角与往复运动元件配装、具有预定宽度单突舌的第二角、以及具有双突舌的第三角。第一轴承盖的凹面圆柱形段与第一轴瓦片的凸面配合，第一轴承盖的第一和第二指杆从圆柱形段的第一末端向外伸出，第一轴承盖的第三指杆从圆柱形段的第二末端向外伸出，第一轴承盖的第三指杆在第一连杆第三角上的双突舌间滑动，以及第一连杆第二角上的单突舌在第一轴承盖的第一和第二指杆之间滑动。第二连杆具有与往复运动元件配装的第一角、具有单突舌的第二角、以及具有双突舌的第三角。总成还包括其上的凹面圆柱形段配装到第一轴瓦片凸面上的第二轴承盖。第二轴承盖的第一和第二指杆从圆柱形段的第一末端向外伸出，第三指杆从圆柱形段的第二末端向外伸出。第二轴承盖的第三指杆在第二连杆第三角的双突舌间滑动。第二连杆第二角的单突舌在第二轴承盖的第一和第二指杆之间滑动。总成还可能包括轴颈及第一和第二滚子轴承，每个滚子轴承包括套在轴承座圈中的多滚针轴承。第一和第二滚子轴承装于轴颈上，其中第一和第二轴承盖圆柱形段的内凹面套在滚针轴承上。总成还包括另一种轴颈。第一和第二轴承盖圆柱形段的内凹面与轴颈的外凸面配合。
本发明还公布了一种组装两条连杆到一个轴颈上的方法，包括：把第一轴瓦和第二轴瓦装到轴颈上；把第一轴承盖装于两个轴瓦片之一上，其中第一轴承盖的第一和第二指杆从第一轴承盖的顶部伸出，第三指杆从第一轴承盖的底部伸出；以及第二轴承盖与第一轴承盖相啮合。第二轴承盖的第一和第二指杆从第二轴承盖的底部伸出，第三指杆从第二轴承盖的顶部伸出。啮合时要求第一轴承盖的第三指杆装入第二轴承盖的第一与第二指杆之间的空隙，第一轴承盖的第三指杆装入第二轴承盖的第一和第二指杆之间的空隙。
该方法可能还包括：把第一连杆装到第二轴承盖的外表面上、第一螺栓穿过第一连杆上的第一通孔、第一螺栓拧入第一轴承盖第一指杆上的第一螺纹孔内、第二螺栓穿过第一连杆上的第二通孔、第二螺栓拧入第一轴承盖第二指杆上的第二螺纹孔内、第三螺栓穿过第一连杆上的第三通孔、第三螺栓拧入第一轴承盖第三指杆上的第三螺纹孔内、第四螺栓穿过第二连杆上的第一通孔、第四螺栓拧入第二轴承盖第一指杆上的第一螺纹孔内、第五螺栓穿过第二连杆上的第二通孔、第五螺栓拧入第二轴承盖第二指杆上的第二螺纹孔内、第六螺栓穿过第二连杆上的第三通孔、以及第六螺栓拧入第二轴承盖第三指杆上的第三螺纹孔内。在一些实施例中，第一轴承盖具有向外伸出的销钉，在第一轴瓦片的外表面开有穴口。该方法可能包括销钉与穴口啮合，限制第一轴承盖相对第一轴瓦片的运动。
在另一些实施例中，该方法包括把第一连杆装到第二轴承盖的外表面上。第一连杆的第一末端与往复运动元件配装；第一连杆第二末端的第一角上有一个开有校准孔的单突舌；第一连杆第二末端的第二角上有两个均开有校准孔的突舌，单突舌与第二轴承盖的第二和第三指杆相啮合，第二轴承盖的第一指杆与两个突舌相啮合。该方法可能还包括把第一销钉穿过单突舌上的校准孔及第二轴承盖的第二和第三指杆上的校准孔、把第二销钉穿过双突舌上的校准孔及第二轴承盖的第一指杆上的校准孔、在第一销钉附近装上第一卡环、以及在第二销钉附近装上第二卡环。同样可以把第二连杆组装到轴颈上。
本发明还公布了一种轴颈和连杆的总成，包括圆柱形轴颈、配装到轴颈上的第一和第二轴瓦片、装到第一轴瓦片上的第一轴承盖、第一轴承盖的凹面与第一轴瓦片的凸面配合、以及第二轴承盖装到第二轴瓦片上。第二轴承盖的凹面与第二轴瓦片的凸面配合。第一轴承盖的第一和第二指杆从第一轴承盖圆柱形段的第一末端向外伸出，第三指杆从第一轴承盖圆柱形段的第二末端向外伸出。第二轴承盖的第一和第二指杆从第二轴承盖圆柱形段的第一末端向外伸出，第三指杆从第二轴承盖圆柱形段的第二末端向外伸出。第一轴承盖的第三指杆与第二轴承盖的第一和第二指杆啮合，第二轴承盖的第三指杆与第一轴承盖的第一和第二指杆啮合。第一和第二轴承盖的第一、第二、及第三指杆均在其上开有校准孔。总成可能还包括第一连杆，其上有用于校准第一轴承盖第一、第二、及第三指杆上三个孔的三个校准孔；第二连杆，其上有用于校准第二轴承盖第一、第二、及第三指杆上三个孔的三个校准孔。第一和第二连杆上三个校准孔的轴线、第一和第二轴承盖的第一、第二、及第三指杆上孔的轴线与轴颈的中心轴线大致平行。校准孔用于校准相关的孔。销钉插入经过校准的校准孔及相关孔内。另外，第一和第二连杆上三个校准孔的轴线、第一和第二轴承盖的第一、第二、及第三指杆上孔的轴线也可以与轴颈的中心轴线大致垂直，与相关轴承盖的第一、第二和第三指杆大致平行。校准孔校准相关的孔，轴承盖上的孔内车有螺纹，螺栓拧入其中。
总成可能还包括轴颈上所开的轴向油孔，大致平行于轴颈的回转轴线；轴颈上所开的径向油孔，与轴向油孔和轴颈表面连通；第一和第二轴瓦片上所开的油孔，大致位于轴瓦片两端距离的1/3处；在第一轴瓦片凹面沿周向所开的介于油孔与靠近第一轴瓦片末端的油槽；在第二轴瓦片凹面沿周向所开的介于油孔与靠近第二轴瓦片末端的油槽；在第一轴瓦片凸面所开的介于两个油孔之间的油槽；在第二轴瓦片凸面所开的介于两个油孔之间的油槽。
总成可能还有向内伸出并插入第一轴承盖凹面上校准孔内的销钉及开在第一轴瓦片上的穴口，销钉插入穴口以限制第一轴瓦片与第一轴承盖之间的相对运动，由于销钉插入穴口，可以基本防止相对运动，而第二轴承盖未使用销钉。
在一些实施例中，穴口是第一槽口，而总成上还有插入第二轴承盖凹面上校准孔内的销钉及开在第二轴瓦片上的第二槽口，销钉同时插入穴口。在第一和第二轴瓦片的凸面上开有预定长度的第一和第二槽口，分别限制第一轴瓦片与第一轴承盖的相对运动，以及第二轴瓦片与第二轴承盖的相对运动。
上述实施例都具有一个优点，即在两条拉杆上装一只共用轴承，然后装上两只活塞，使发动机更紧凑。而且可以减小摩擦。受拉时的摩擦没有减小，但当旋转而未受拉时，没有任何摩擦，从而减小发动机总的摩擦。
附图说明
现结合以下示意图且仅以举例方式对本发明进行描述，其中：
图1是一种相对活塞、相对气缸(OPOC)构造的示意轴测图；
图2是根据本发明实施例的一种装于曲轴轴颈上连杆的轴测图；
图3和图4是与图2中部件相关的一种连杆和一种轴承盖；
图5是根据本发明实施例的一种连杆/轴承盖系统的分解图；
图6是图5中连杆的示意图；
图7示出另一种连杆；
图8A是图5中轴瓦片的示意图；
图8B是另一种套装轴瓦片的实施例的示意图；
图9是另一种滚子轴承的实施例的示意图；
图10和图11是使用销钉连接拉杆与轴承盖的各种实施例的示意图；
图12、图14、及图17是在不同的曲柄旋转角度时活塞与连杆相对位置的示意图；
图13和图15是根据在轴瓦片上使用销钉的实施例中曲柄接头处于两个不同位置的详图；
图16和图18是根据限制轴瓦片运动的实施例中曲柄接头处于两个不同位置的详图；
图19和图20是本发明两个实施例的装配工艺流程图。
具体实施方式
本行业的一般技术人员能够理解，结合任意一个附图中所描述和说明的实施例的各种特点，可以与其他一个或多个附图所示的特点进行综合，形成另一个实施例，而这个实施例尚未进行清晰的描述或说明。综合图示的各种特点，可以为各种典型应用提供具有代表性的实施例。然而，可能还需要对这些特点进行不脱离本发明公告的各种综合及修改，便于具体的应用或实施。本行业的一般技术人员可以认出类似的应用或实施方案，这与所做的描述或图示是否清晰无关。
图2是轴颈96的中心97位于中心轴线99时轴颈96的轴测图。两条连杆100a和100b通过各自的轴承盖102a和102b配装到轴颈96上。在轴承盖102a、102b与轴颈96之间装有两只轴瓦片98a、98b。在两个轴承盖102a和102b上分别有第一指杆104a(104a在图2中未示出)和104b、第二指杆106a(106a在图2中未示出)和106b、及第三指杆108a和108b。轴承盖102a的第一指杆104a和第二指杆106a与轴承盖102b的第三指杆108b相啮合。第一指杆104a与第二指杆106a之间的间距大致等于第三指杆108b的宽度。而且，第一指杆104a的宽度约等于第二指杆106a的宽度。连杆100a具有第一法兰110a和第二法兰112a；连杆100b具有第一和第二法兰110b、112b。法兰112b上开有通孔116和118(图4中未示出)；法兰110b上开有通孔122(图4中未示出)。螺栓124b、126b分别穿过通孔116和118，然后分别拧入指杆104b和106b的螺纹孔。螺栓132b穿过通孔122b，然后拧入螺纹孔134b。
图4所示单拉杆100上有带有孔122的第一法兰110及带有两个校准孔116和118(由于两个校准孔在同一直线上，在剖视图中仅示出一个校准孔)的第二法兰112。凹面136形成圆柱形段。拉杆100的杆段一头还有一个小端142。拉杆100上还有轴承面144。轴承面144处于彼此平行的平面内并位于凹面136的两端。轴承面144朝外。拉杆100可以说有活塞接头(也称小端头142)、轴颈接头143、以及位于两个接头之间的杆段145。图3所示的轴承盖102配装到拉杆100上。图中仅示出第一和第二指杆104和106的其中一个。在轴承盖102的另一端是第三指杆108。螺纹孔134b与拉杆100上的孔110对准。螺纹孔128和130与拉杆100的通孔116和118对准。轴承盖102的凹面146形成圆柱形段。从凹面146末端伸出的部份是相互面对和平行的两个轴承面148。轴承盖102装到拉杆100上后，拉杆100的轴承面144支撑轴承盖102的轴承面148。当轴承盖102受到指杆104、106、及108的拉力时，轴承面144为其提供支撑，防止损坏。如果轴承盖102发生轻微均匀变形，会增加轴颈上的摩擦。
图5中的轴测、分解图示出另一种拉杆/轴承盖系统的实施例。拉杆160a和160b的小端162a和162b与往复运动元件(如活塞)配装。拉杆160a具有第一突舌164a与第二突舌166a，两者的间距168a是预定值。拉杆160a具有第三突舌170a。第一、第二、及第三突舌164a、166a、及170a上均开有校准孔：174a、176a、及180a均具有预定的直径。拉杆160a和160b的凹面172a形成圆柱形段。拉杆160a和160b的轴承面与轴承盖的轴承面接触。这些轴承面的大部份未能在图5中示出，除了拉杆160b的轴承面182b。轴承面180b的一个角未能在第三突舌170b的远侧上示出；另一个轴承面(未示出)介于第一和第二突舌164b和166b之间。拉杆160a具有与拉杆160b类似的轴承面，但拉杆160a的这些轴承面均未能在图中示出。这些轴承面用于预防轴承盖损坏，下面将详细描述。
图5还示出轴承盖184a，其上有第一和第二指杆186a和188a，两者具有预定的间距(大致等于第一与第二突舌的间距，即164a与166a的间距；164b与166b的间距)。轴承盖184a上还有第三指杆190a，其宽度等于预定值。指杆186a、188a、190a、186b、188b及190b上均有一个校准孔，分别是192a、194a、196a、192b、194b及196b，这些校准孔与轴颈250的中心轴线大致平行。第一和第二指杆186a和188a的宽度大致相同；第三指杆190a的宽度约等于第一指杆186a宽度的2倍。第一和第二指杆186a和188a的间距与第三指杆190a的宽度大致相同。轴承盖184a上有三个轴承面：第一和第二指杆186a和188a上的两个轴承面198a，以及第三指杆190a上的一个轴承面(未示出)。第三指杆190a上的轴承面大致平行于并面向第一和第二指杆186a和188a上的轴承面198a。轴承盖184b与轴承盖184完全相同；但从图5所示的方位只能看到三个轴承面198b的其中一个，即与第三指杆190b相关的轴承面198b。
轴承盖184a和184b的轴承面198a和198b分别支撑拉杆160a和160b的轴承面182a和182b。轴承盖184a和184b的凹面199a和199b形成圆柱形段。图5中还示出轴瓦片200a和200b。拉杆160a和160b的凹面172a和172b分别与轴承盖184a和184b的凸面197a(197a在图5中未示出)和197b配合。轴承盖184a和184b的凹面199a和199b分别与轴瓦片200a和200b的凸面201a和201b配合。
为了组装连杆总成，把轴瓦片200a和200b套在圆柱形轴颈上(图5中未示出)。通过4个螺钉202配装轴瓦片200a和200b，如图5所示。轴承盖184a和184b装在轴瓦片200a和200b上，并且轴承盖的指杆相互啮合：一个轴承盖的第一和第二指杆与另一个轴承盖的第三指杆啮合，反之亦然。其中一个拉杆装在其中一个轴承盖上，使拉杆尖端上的校准孔对准轴承盖指杆上的校准孔。销钉204穿过校准孔，一个在顶部，一个在底部，然后套上卡环206，在销钉204的每一端都套上一个，如图5中的实施例所示。另一个拉杆同样套在另一个轴承盖上。
本发明所公布的实施例有一个优点，就是拉杆160a与拉杆160b完全相同，轴承盖184a与轴承盖184b完全相同。在图5中，拉杆160a相对拉杆160b处于“颠倒”位置，使拉杆160b角上的单突舌170b指向图5的上方，拉杆160a角上的单突舌170a指向图5的下方。在图2的实施例中，拉杆100a与100b完全相同；轴承盖102a与102b完全相同。由于使用相同的零件，组装发动机所用不相同零件的数目减少，从而降低产品的成本。
图5所示总成的另一个优点是销钉204受剪力。可以把这些销钉的直径做得比其他类型的连接件小很多。较小的销钉使拉杆和轴承盖的校准孔更小，从而使突舌和指杆都更小。可以减小零件的质量，使总成更紧凑。减小旋转部件的质量有许多优点：不平衡力减小、因减少用料而使成本降低、减小相关零件(如支架、轴承)的尺寸。还有一个优点是减少机加工和组装的步骤，从而进一步降低制造成本。
从图6中可以看出，拉杆160大致呈长等边三角形210的形状，小端头162位于三角形的一个角上。三角形的另外两条长边212比拉杆160中部更厚。拉杆160可视为包括活塞接头(也是小端头162)、轴颈接头213、以及位于两个接头之间的杆段214。在图7所示的另一个实施例中，拉杆220的中部是格栅形状。
图8A示出分解图中轴瓦片的轴测图。紧固轴瓦片200a和200b时，螺钉202穿过通孔222a(通孔222a的尺寸足以装入螺钉202的头)和通孔223a，然后拧入与轴瓦片200b相关的螺纹孔(类似于螺纹孔224a，图中未示出)。在轴瓦片200a和200b的凹面211a和221b上开有润滑槽口225。图13、15、16、及18更详细地示出向润滑槽口225供油的情况。供给润滑槽口225的油流过油孔227，进入在凸面201a和201b上所开的油槽口226(油槽口226在图8A中未示出)。
在图8B所示的另一个实施例中，轴瓦片230和232的一端是联锁指杆，指杆上开有通孔，使销钉234能够穿过这些通孔。在一个实施例中，轴瓦片230和232装于曲轴的轴颈上，曲轴的重量加到轴颈的一侧，使销钉234不会脱落。在另外不具有保持销钉位置的实施例中，销钉的一端有头，另一端上装有卡环。另外，销钉也可以从内部用卡环来保持。可以使用任何适当的保持销钉的方式。
在又一个实施例中，完全不使用任何轴瓦片。另有一些选择，就是要么在轴颈上，要么在轴承盖的内表面上使用一种适合用作轴承材料的表面涂层。可以选择使用油槽，作为向轴承面供油的通道。
图8A和图8B是把两块轴瓦片紧固在一起的示意图。这样可以确保润滑油流过油槽，如下所述。如果拉杆一直处于拉伸，则无需将轴瓦片彼此相互紧固，因为系统中的力将导致轴瓦片一直压迫轴颈。因此，在一个实施例中，未使用任何螺钉或销钉将两者保持在一起。组装时，轴瓦片由较厚的润滑油或润滑脂保持与轴颈贴合，直到装上轴承盖和连杆后使其就位。即使系统出现瞬间失压，仍可能承受短暂供油停止，从而轴瓦片也可以不用装螺钉或销钉。
在另一个实施例中，使用滚子轴承段280来替换轴瓦片。滚针轴承段280包括笼子284，其中装有滚针轴承282。
图10示出位于连杆160a与轴承盖184a之间其中一个销钉结合的剖面图。销钉204穿过指杆196a及突舌164a和166a上的校准孔。在销钉204插入前后均装入一个卡环206。在突舌164a和166a上的校准孔内所开的环槽中分别插入至少一个卡环206。可以使用类似的构造来配装连杆160a和含有指杆186a和188a(还带有突舌180a)的轴承盖184a。
图11是另外两个实施例的示意图。在图11所示的接头底部，销钉238穿过轴承盖184a和连杆244的校准孔。卡环237卡入销钉238的槽口。若有足够的空间，可望采用这种构造，避免需在校准孔内另外为销钉开槽口(如图10所示，卡环装在校准孔内)。在图11中，尽管有沉头孔242和槽口240，但销钉238与卡环237连接时并未使用。图示的这种沉头孔242和槽口240是用来说明对校准孔所做的修改，适合位于上部的连接方案。在位于上部的示例中，销钉238具有头239，其直径大于销钉体，贴在沉头孔242的凸肩上。卡环245插入销钉238的头239附近的槽口(在图11上不能单独看见，但与底部接头所示的槽口240相同)。上部接头足以保持销钉238的位置，因为销钉头239可以防止销钉向下移动，卡环245可以防止销钉向上移动。图示的下部接头只是为便于说明起见，即在同一图上讨论两个实施例。
销钉实施例的数目暂定为折衷的数目。希望校准孔越小越好，使轴承盖184a的指杆和连杆244的突舌尺寸更小。图11底部的销钉连接可以做到这点，但代价是销钉从接头向外伸出过长。另一个可取的特点是在零件两端对称进行相同的机加工，避免可能因方位造成组装问题。
图12所示的发动机局部图中，左气缸(气缸未示出)中的活塞12和14处于相互最接近的位置，右气缸(气缸未示出)中的活塞12和14处于相距最远的位置。图13是该位置的详图。中央部份是轴颈250的剖视图，即曲轴的局部图。通过曲轴的通道252供油，如剖视图中所示。油道254与曲轴的通道252连通，通道252穿过轴颈250的外表面，形成开孔255。当轴颈250旋转时，通过开孔255向轴瓦片200a和200b的内表面供油。油流出油孔227，沿槽口226流入轴承盖184a和184b的油孔260，以提供轴承盖184a与拉杆160b之间及轴承盖184b与拉杆160a之间的润滑，并在曲轴转动时，彼此稍有相对旋转。希望保持油孔227以轴承盖上最大作用力点为中心，约有30度角位移(一个向上30度，一个向下30度)。为了做到这点并保持油道处于希望的位置，需要限制轴瓦片200a和200b相对各自轴承盖184a和184b的移动。在图13所示的实施例中，轴瓦片200a和200b的背面开有导向孔256。中空销钉258穿过油道260并插入导向孔256。未使用轴承盖184b上的导向孔256。但为了使轴瓦片200a和200b完全相同以减少发动机中不同零件的数目，两只轴瓦片上均开有导向孔256。销钉258是中空型，油能够流过销钉258和通道260，进入轴承盖184a与拉杆160b之间的接触面。
图14示出发动机旋转到不同点时，左气缸中的活塞12和14在到达上死点前(TDC)处于约60度角的位置，右气缸中的活塞12和14在经过上死点后处于约120度角的位置。由于轴颈250处于或接近其最上方位置(如图14所示的上方)，可以看见用于配装曲轴20和左气缸活塞14的推杆264。
在图15所示曲柄连接的详图中，油道254发生位移，开孔255向轴瓦片200a供油的位置与图13所示的有所不同。在图14中，轴瓦片200a较图13所示的位置略有反时针方向的位移。如上所述，轴瓦片200a与轴承盖184a采用销钉连接。轴承盖184a和轴瓦片200a略有反时针方向的旋转，这是由于拉杆160a的末端(与轴颈250有关)因轴颈250处于其最上方位置而向上翘，如图14所示。由于轴瓦片200a通过销钉258与轴承盖184a连接，因此一起旋转。另一方面，可以看见轴瓦片200b处于自由浮动状态，油道260相对于轴瓦片200b中的导向孔256做顺时针旋转。但轴瓦片200b的移动范围受到轴瓦片200a的限制。实际上，轴瓦片200a移动轴瓦片200b。
限制轴瓦片移动的另一种构造如图16-18所示。图16是曲柄连接的详图。图16所示的活塞位置与图12中所示位置完全相同，即左气缸活塞处于或接近上死点；以及右气缸活塞处于或接近下死点。轴瓦片200a和200b均在外凸面上开有沟槽270。中空销钉258插入油道260并向内延伸插入轴瓦片200a和200b上的沟槽270。轴瓦片200a和200b(上面开有沟槽270)旋转时，其圆周角与拉杆160a和160b的相对运动有关(在图12中，拉杆160a与160b的轴线大致在同一直线上；在图14中，拉杆160a与160b的轴线之间约有170度的相对角度)。在图16中，轴瓦片200a和200b较图13所示的位置存在反时针方向的位移。在图16中的位置相对于沟槽270朝行程结束方向位移。通过拉杆160a或160b作用的拉力大于其他拉杆的力，从而把相关的轴承盖与相关的轴瓦片夹紧。其他没有如此大夹紧力的轴瓦片可以旋转。当然，夹紧的轴瓦片的运动受到沟槽270的限制。尽管这样，由于轴瓦片上受力不均匀，导致其最终处于图15所示的位置，而不是处于中间位置，两个轴瓦片之间的接触面处于如图13所示的垂直位置。
在图17所示的发动机中，左气缸活塞位于上死点后90度，右气缸活塞的位于上死点前90度。在此位置可以看见每条拉杆264的一小部份。
图18是关于图17中曲柄连接的详图。与轴瓦片200a相啮合的销钉258位于沟槽270的一端。但与轴瓦片200b相啮合的销钉258位于沟槽270两端的中间位置。轴瓦片200a和200b来回穿梭，尽管同时还在旋转，具体情况取决于拉杆160a和160b的位置及其相关的轴承盖之间的作用力。
图2中构件组装工艺的流程图如图19所示。在框图400中，轴瓦片装在曲轴的轴颈上并紧固在一起。在无此要求的其他实施例中，轴瓦片没有紧固在一起，而只是装在轴颈上。在框图402中，轴瓦片装在轴承盖上并与轴承盖的指杆相啮合。在框图404中，利用通孔对准螺栓孔把其中一个拉杆的两个法兰对准其中一个轴承盖。在框图406中，三个螺栓穿过三个通孔，然后拧入三个螺纹孔。在框图408中，另一个拉杆对准另一个轴承盖。在框图410中，用螺栓穿过通孔后拧入螺纹孔，以把拉杆紧固到轴承盖上。
图5中构件组装工艺的流程图如图20所示。在框图420中，轴瓦片装在曲轴的轴颈上并紧固在一起。在框图422中，轴承盖装在轴瓦片上并使轴承盖的指杆与之相啮合。轴承盖的销钉或各个销钉相应地与轴瓦片上的导向孔或槽口相啮合。在框图424中，其中一个拉杆上的校准孔与其中一个轴承盖上的校准孔对准。在框图426中，通过校准孔装上销钉。把销钉定位在校准孔中。在框图428中，其他拉杆的校准孔对准其他轴承盖的校准孔。在框图420中，通过校准孔装上销钉并将其定位。
尽管只是详述与具体实施例相关的最佳选择，本行业的技术人员能够认出以下权利要求范围内的其他各种设计和实施例。尽管就一个或多个目标特征而言，可能已将多个实施例描述为具有诸多优点或比其他实施例更可取，本行业的技术人员知道，为达成目标系统属性而可能牺牲一个或多个特征，这取决于具体的应用和实施情况。这些属性包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。本文所描述的实施例与其他针对一个或多个特征的实施例或先有技术的实施方案比较，其特征是要求不高，没有超出本发明的范围，可能有望获得具体的应用。
给出的各种物理参数、外形尺寸和数量的值仅是近似值，大于或小于给定的这些物理参数、外形尺寸和数量的值不应超出本发明的范围，除非在本说明书中有相反的声明。

Claims (10)

1.一种轴颈-连杆的总成包括：
-圆柱形轴颈(96、250)；装于所述轴颈上的第一轴瓦片(98、200a、201a、284)和第二轴瓦片(98、200b、201b、284)；
-装于所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)上的第一轴承盖(102a、184a)，其中所述第一轴承盖(102a、184a)上的凹面形成的圆柱形段(146、199a)与所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的凸面配合，所述第一轴承盖的第一指杆(104a、186a)和第二指杆(106a、188a)从所述柱面(146、199a)的第一末端向外伸出，所述第一和第二指杆(104a、186a、106a、188a)之间具有预定的间距，以及所述第一轴承盖(102a、184a)具有从所述轴瓦片(146、199a)向外伸出的第三指杆(108a、190a)；以及
-装于所述第二轴瓦片上的第二轴承盖(102b、184b)，所述第二轴承盖(102b、184b)的凹面形成的圆柱形段(146、199b)与所述第二轴瓦片(98、200b、201b、284)的凸面配合，所述第二轴承盖(102b、184b)的第一指杆(104b、186b)和第二指杆(106b、188b)从所述柱面(146、199b)的第一末端向外伸出，第一和第二指杆(104b、186b、106b、188b)之间具有预定的间距，所述第二轴承盖(102b、184b)的第三指杆(108b、190b)从所述圆柱形段的第二末端向外伸出，其中所述第一轴承盖(102a、184a)的第三指杆(108a、190a)与所述第二轴承盖(102b、184b)的第一和第二指杆(104b、186b、106b、188b)啮合，所述第二轴承盖(102b、184b)的第三指杆(108b、190b)与所述第一轴承盖(102a、184a)的第一和第二指杆(104a、186a、106a、188a)啮合。
2.在权利要求1所述的总成中还包括：
在所述第一和第二轴承盖(102a、184a，102b、184b)的第一、第二、及第三指杆(104a、186a、106a、188a、108a、190a、104b、186b、106b、188b、108b、190b)上所开的校准孔(192a、194a、196a、192b、194b、196b)，其中所述校准孔(192a、194a、196a、192b、194b、196b)均位于大致平行于所述轴颈(250)中心轴线的方向并靠近所述指杆(104a、186a、106a、188a、108a、190a、104b、186b、106b、188b、108b、190b)的尖端。
3.在权利要求2所述的总成中还包括：
第一连杆(160、160a、220)，所述连杆(160、160a、220)外边缘的形状大致呈长等边三角形(210)、其中：
所述第一连杆(160、160a、220)包括：
用于配装第一往复运动元件的第一角(162a、162)；
其上有预定宽度突舌(170a)的第二角，突舌(170a)上开有预定直径的校准孔(180a)；以及
其上有双突舌(164a、166a)的第三角，每个突舌上均开有预定直径的校准孔(174a、176a)；
所述双突舌(164a、166a)之间具有预定的间距，所述第一连杆(160、160a、220)装在所述第二轴瓦片(200b、201b、284)上，所述单突舌(170a)与所述第一轴承盖(184a)的第一和第二指杆(186a、188a)相啮合，所述第一轴承盖(184a)的所述第三指杆(190a)与所述第一连杆(160、160a、220)的所述双突舌(164a、166a)相啮合；
第一销钉(204)，它穿过所述单突舌(170a)上的所述校准孔(180a)及所述第一轴承盖(184a)的所述第一和第二指杆(186a、188a)上的所述校准孔(192a、194a)；以及
第二销钉(204)，它穿过所述双突舌(164a、166a)上的所述校准孔(174a、176a)及所述第一轴承盖(184a)的所述第三指杆(190a)上的所述校准孔(196a)；以及
总成还包括：
第二连杆(160、160b、220)，连杆(160、160a、220)外边缘的形状大致呈长等边三角形(210)、其中所述第二连杆(160、160b、220)包括：
用于配装第二往复运动元件的第一角(162b、162)；
其上有预定宽度突舌(170b)的第二角，突舌(170b)上开有预定直径的校准孔(180b)；以及
其上有双突舌(164b、166b)的第三角，每个突舌上均开有预定直径的校准孔(174b、176b)；
所述双突舌(164b、166b)之间具有预定的间距，所述第二连杆(160、160b、220)装在所述第一轴瓦片(200b、201b、284)上，所述第二连杆(160、160b、220)的所述单突舌(170b)与所述第二轴承盖(184b)的第一和第二指杆(186b、188b)相啮合，所述第二轴承盖(184b)的所述第三指杆(190b)与所述第二连杆(160、160b、220)的所述双突舌(164b、166b)相啮合；
第三销钉(204)，它穿过所述第二连杆(160、160b、220)的所述单突舌(170b)上的所述校准孔(180b)及所述第二轴承盖(184b)的所述第一和第二指杆(186b、188b)上的所述校准孔(192b、194b)；以及
第四销钉(204)，它穿过所述第二连杆(160、160b、220)的所述双突舌(164b、166b)上的所述校准孔(174b、176b)及所述第二轴承盖(184b)的所述第三指杆(190b)上的所述校准孔(196b)；以及
4.在以上任何权利要求所述的总成中，所述第三指杆(108a、108b、190a、190b)沿平行于所述轴颈(96、250)的中心轴线测得的宽度大致等于所述预定间距的宽度。
5.在权利要求3或4所述的总成中还包括：
装于所述第二轴承盖(102b、184b)上的第一连杆(100a、160、160a、220)；以及
装于所述第一轴承盖(102a、184a)上的第二连杆(100b、160、160b、220)，其中：
所述第一轴承盖(102a、184a)上有两个相互平行的轴承面(148、198a)朝内相互面对，两个相互平行的轴承面(148，198a)从所述第一轴承盖(102a、184a)的所述圆柱形段(146、199a)的两个末端伸出；
所述第一连杆(100a、160、160a、220)的两个平行轴承面(144、182a)朝外，所述第一轴承盖(102a、184a)的所述轴承面(148、198a)支撑所述第一连杆(100a、160、16a、220)的所述轴承面(144、182a)；
所述第二轴承盖(102b、184b)上有两个相互平行的轴承面(144、198b)朝内相互面对，两个相互平行的轴承面(148，198b)从所述第二轴承盖(102b、184b)的所述圆柱形段(146、199b)的两个末端伸出；
所述第二连杆(160、160b、220)的两个平行轴承面(144、198b)朝外，所述第二轴承盖(102b、184b)的所述轴承面(144、198b)支撑所述第二连杆(160、160b、220)的所述轴承面(144、198b)。
6.在任何上述权利要求所述的总成中，所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的第一和第二油孔(227)距所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)60度；所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的内表面在所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的所述第一端与所述第一油孔(227)之间开有第一环形油槽(225)；以及所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的所述内表面在所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的所述第二端与所述第二油孔(227)之间开有第二环形油槽(225)。
7.在权利要求6所述的总成中，所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的外表面在所述第一和第二油孔(227)之间开有第三环形油槽(226)。
8.在任何上述权利要求所述的总成中，所述第一轴瓦片(98、200a、201a、284)的外表面具有环形沟槽(270)；所述第一轴承盖(102a、184a)的销钉(258)从所述圆柱形段(146、199a)向内伸出；以及所述销钉(258)与所述环形沟槽(270)啮合。
9.在权利要求8所述的总成中，所述第一轴承盖(102a、184a)具有油孔(260)；所述销钉(258)是中空型并连通所述油孔(260)。
10.在任何上述权利要求所述的总成中，所述第一、第二及第三指杆(104a、186a、106a、188a、108a、190a)相互大致平行。
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