CN103256139A - 用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副 - Google Patents

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Abstract

用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，包括活塞、连杆、活塞销、与活塞环，活塞包括头部、油环槽、销孔、卡环槽、销座内挡和活塞收缩窗，连杆包括设置有衬套的连杆小头、杆体和设置有轴瓦的连杆大头，关键是：所述的活塞高度为92-100.7mm，直径为99.87-104.87mm，公差为±0.020mm，销座内档为30-39mm，连杆小头厚度28-33mm，同时在连杆小头上设置有楔形面。使用本发明的活塞连杆副，具有功率大、燃油消耗和机油消耗低，功率损失、摩擦功损失低、节能环保，噪音低、工作安全可靠等特点。

Description

用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，涉及一种高速轻型发动机配装零件，具体的说是一种用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，包括：活塞、活塞销、连杆、活塞环。特别适用于工作汽缸直径为100、102、105mm，汽缸数为4缸或6缸的朝柴102系列发动机。
背景技术
朝柴102系列发动机具有主要用于汽车、船舶、工程机械、运输机械、发电机组等机械设备，活塞连杆副是发动机中最为关键的零部件之一，是发动机中的“心脏”，它将燃气燃烧产生的爆发压力传递给曲轴而做功，形成动力。
连杆小头镶有衬套，工作状态时，连杆小头在活塞内腔销座中间小范围转动，这是通过活塞销分别与活塞的销孔、连杆衬套孔连接配合实现的。活塞从结构上由头部、顶面、燃烧室、裙部、销孔、内腔等组成，活塞头部有用于支撑活塞环的活塞环槽，活塞裙部有连接和支撑活塞销用的活塞销座和销孔。
现有技术中公开的朝柴102系列发动机，包括CY100、CY102、CY105，连杆小头厚度为：37.59-37.66mm；活塞内腔的销座内档宽度为：41.5mm；CY100的活塞销长度为85mm，CY102、CY105的活塞销长度为87.5mm。
曾有机构试图对该系列发动机的活塞、活塞销、活塞环等零件进行轻量化设计，但限于连杆结构的影响，活塞、活塞销、活塞环等零件的优化设计空间不大，改进后的发动机动力性、燃油、机油消耗指标较原发动机没有明显地变化。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中活塞连杆副重量较大的技术难题，设计了一种新式的连杆、活塞以及活塞销，从各个结构中采取轻量化设计，同时还要保证各个尺寸的匹配，最终达到减轻重量的目的。
本发明采用的技术方案是，用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，包括活塞、连杆、活塞销、与活塞环，活塞包括头部、油环槽、销孔、卡环槽、销座内挡和活塞收缩窗，连杆包括设置有衬套的连杆小头、杆体和设置有轴瓦的连杆大头，关键是：所述的活塞高度为92-100.7mm，直径为99.87-104.87mm，公差为±0.020mm，销座内档为30-39mm，连杆小头厚度28-33mm，同时在连杆小头上设置有楔形面。
所述的连杆小头上的楔形面的角度范围为4-15°。
所述的卡环槽间距为75-87.5mm。
所述的活塞收缩窗为轮毂状收缩窗，凸出部分间距83-90mm，平面部分间距69-78mm。
所述的活塞收缩窗与油环槽的结合部设计有低于外径0.5-1.5mm的圆弧台，同时每侧设有2-4个卸油孔。
所述的油环槽的深度为3.4-5mm。
所述的活塞销内孔两端设置有13-50°的倒角。
本发明的关键是对连杆小头、活塞销、活塞环、活塞中各个结构的尺寸改进，减去了对活塞连杆副功能和性能不起作用的多余壁厚的重量。保持了机械强度和工作的可靠性，又有效地降低了活塞连杆副的重量。柴油机的往复运动惯性力降低12-25％，大大降低了主机工作时的惯性力的冲击和有效功率的损失，提高了有效功率。
本发明的活塞连杆副，特别用于工作汽缸直径为100、102、105mm，汽缸数为4-6缸的CY102系列柴油机，其重量轻、结构合理、无效摩擦功损失小，实现了提高动力，降低燃油、机油消耗、节约能源、减少污染与排放的目的。该活塞连杆副的综合性能表现为：发动机的有效功率提高了4-11kW，燃油消耗降低了3～8％，机油消耗降低了5～18％；降低了污染物质的排放和工作噪声，达到了节约石油能源、保护大气环境的目的。
使用本发明的活塞连杆副，具有功率大、燃油消耗和机油消耗低，功率损失、摩擦功损失低、节能环保，噪音低、工作安全可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的连杆小头示意图
图2是本发明的活塞剖面图。
图3是图2的左视图。
图4是本发明的活塞销结构实施例示意图。
1代表衬套，2代表连杆小头，3代表杆体；4代表头部，5代表油环槽，6代表销孔，7代表卡环槽，8代表销座内档，9代表活塞收缩窗，10代表卸油孔，11代表活塞销。
具体实施方式
用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，包括活塞、连杆、活塞销11、与活塞环，活塞包括头部4、油环槽5、销孔6、卡环槽7、销座内挡8和活塞收缩窗9，连杆包括设置有衬套1的连杆小头2、杆体3和设置有轴瓦的连杆大头，关键是：所述的活塞高度为92-100.7mm，直径为99.87-104.87mm，公差为±0.020mm，销座内档8为30-39mm，连杆小头2厚度28-33mm，同时在连杆小头2上设置有楔形面。其中三个型号CY100、CY102、CY105活塞直径分别为99.87±0.020、101.87±0.020、104.87±0.020mm。
所述的连杆小头2上的楔形面的角度范围为4-15°。
所述的卡环槽7间距为75-87.5mm。活塞销长度与活塞的卡环槽7间距作配副设计。CY100活塞为75-85mm，CY102、CY105为76-87.5mm。
所述的活塞收缩窗9为轮毂状收缩窗，凸出部分间距83-90mm，平面部分间距69-78mm。
所述的活塞收缩窗9与油环槽5的结合部设计有低于外径0.5-1.5mm的圆弧台，同时每侧设有2-4个卸油孔10。使油环槽与收缩窗贯通，以利于卸油。同时取消原设计的油环槽油孔，以提高环槽部位强度，也减少了活塞加工过程中的钻油孔工序。同时内腔随之进行匹配设计。
所述的油环槽5的深度为3.4-5mm。
所述的活塞销11内孔两端设置有13-50°的倒角。在不影响其性能和可靠性的前提下，可以再减少活塞销的重量。
本发明在具体实施时，用价值工程方法进行优化设计，以减轻活塞连杆副重量，达到节能环保目的。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
所述连杆小头2厚度32mm，同时增加楔形设计，角度为6.5°，连杆衬套作对应设计。
所述的活塞的销座内档8为33mm；
所述的CY100活塞的卡环槽7间距为77mm，其他两机型为78.5mm。
所述的活塞收缩窗9为轮毂状收缩窗，凸出部分间距86mm，平面部分间距72mm。同时内腔随之进行匹配设计。
所述的活塞收缩窗9与油环槽5结合部设计有低于外径1mm的圆弧台，同时每侧设有两个铸造油孔，使油环槽与收缩窗贯通，以利于卸油。同时取消原设计的油环槽油孔，以提高环槽部位强度，也减少了活塞加工过程中的钻油孔工序。
所述的活塞油环槽5宽度为4mm。
所述的活塞总高度为95.7mm。
所述的活塞销长度与活塞的卡环槽间距作对应配副设计。
所述的活塞环油环厚度为4mm。
实施例2：本实施例与实施例1的区别在于：所述活塞销11的内孔两端设计成大倒角结构，在不影响其性能和可靠性的前提下，可以再减少活塞销11的重量。参看图4。

Claims (7)

1.用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，包括活塞、连杆、活塞销(11)、与活塞环，活塞包括头部(4)、油环槽(5)、销孔(6)、卡环槽(7)、销座内挡(8)和活塞收缩窗(9)，连杆包括设置有衬套(1)的连杆小头(2)、杆体(3)和设置有轴瓦的连杆大头，其特征在于：所述的活塞高度为92-100.7mm，直径为99.87-104.87mm，公差为±0.020mm，销座内档(8)为30-39mm，连杆小头(2)厚度28-33mm，同时在连杆小头(2)上设置有楔形面。
2.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的连杆小头(2)上的楔形面的角度范围为4-15°。
3.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的卡环槽(7)间距为75-87.5mm。
4.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的活塞收缩窗(9)为轮毂状收缩窗，凸出部分间距83-90mm，平面部分间距69-78mm。
5.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的活塞收缩窗(9)与油环槽(5)的结合部设计有低于外径0.5-1.5mm的圆弧台，同时每侧设有2-4个卸油孔(10)。
6.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的油环槽(5)的深度为3.4-5mm。
7.根据权利要求1所述的用于朝柴102系列发动机的节能型活塞连杆副，其特征在于：所述的活塞销(11)内孔两端设置有13-50°的倒角。
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