CN103492768A - 小头衬套、活塞以及衬套-活塞系统 - Google Patents

Abstract

一种具有中间轴线并且适用于在轴向方向上插入到连杆（100）的小头孔眼（31）中的衬套（40，40A，40B）可以包括在衬套（40，40A，40B）的第一轴向端部处的第一衬套端面（43），所述第一衬套端面（43）形成在中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部（90A，90B）并且在衬套（40，40A，40B）的第一轴向端部处限定适用于在安装状态中接触活塞（60）的第一内部表面（68）的接触区域。

Description

小头衬套、活塞以及衬套-活塞系统

技术领域

本发明整体上涉及燃烧式发动机，特别地涉及具有安装在连杆小头上的活塞的大型燃烧式发动机。

背景技术

燃烧式发动机具有用于将活塞的线性运动转换成曲柄轴的旋转运动的连杆。连杆具有大头和小头。小头具有小头孔眼，衬套插入到小头孔眼中。通过将活塞销插入穿过形成在活塞中的活塞销座和小头衬套，使活塞安装到连杆小头。衬套具有衬套端面。类似地，如US7810411B2中示例性公开的，活塞具有与衬套端面相对的接触表面。在燃烧式发动机的操作过程中，连杆围绕活塞销的轴线被驱动。连杆在活塞销的轴向上的运动通过活塞的接触表面限制。相应地，沿着衬套端面和内部活塞表面彼此接触的运转磨损区域出现运转磨损。

本发明至少部分地针对改进或克服现有系统的一个或多个方面。

从US4909638、DE4034804A1、DE3614532A1、US2008/0115621A1和DE3342528C1进一步已知适用于插入到连杆的小头孔眼中的衬套。

发明内容

根据本发明的一方面，一种具有中间轴线并且适用于在轴向方向上插入到连杆的小头孔眼中的衬套可以包括在衬套的第一轴向端部处的第一衬套端面，所述第一衬套端面形成在中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部并且在衬套的第一轴向端部处限定适用于在安装状态中接触活塞的第一接触表面的接触区域。

根据本发明的另一方面，一种适用于安装到连杆的小头上的活塞可以包括内部主体，所述内部主体具有在安装状态中与在轴向方向上插入到连杆的小头的小头孔眼中的连杆的小头或衬套的第一端面相对的第一接触表面，所述第一接触表面形成在安装状态中在小头孔眼或衬套的中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部并且在第一接触表面处限定适用于在安装状态中接触小头或衬套的接触区域。

根据本发明的另一方面，一种燃烧式发动机的连杆活塞系统可以包括至少一对相对表面，其中所述相对表面中的一个可以是连杆或布置在连杆的小头孔眼中的小头衬套的表面，并且另一个可以是安装到连杆上的活塞的表面，所述一对表面的表面中的至少一个形成适用于在连杆或小头衬套与活塞之间限定接触区域的至少一个突出部。

下述优点可以应用到如这里公开的衬套、活塞和连杆活塞系统。

一种包括如上所述的设有至少一个突出部的衬套和/或活塞的连杆活塞系统可以在连杆围绕插入到小头衬套或小头孔眼中的活塞销的轴向轴线操作和运动时在衬套端面或小头中的至少一个与活塞的内表面之间实施限定的接触区域。因此，运转磨损（磨损和撕裂）会出现在限定的接触区域处，并且由此出现在沿着衬套端面或小头的周围和/或活塞的内表面的已知且可再生产位置处。此外，为了减小运转磨损，运转磨损出现的区域可以被容易且可靠地润滑和/或涂覆。因此，衬套和/或活塞的寿命可以分别增加和延长。

通过下面的描述和附图将清楚本发明的其它特征和方面。

附图说明

图1是具有安装在其上的活塞的连杆的立体图；

图2是图1的连杆的局部剖视图；

图3是小头衬套的立体图；

图4是图1的连杆小头和活塞的剖视图；

图5是小头衬套和活塞的第一实施方式的示意性顶视图；

图6是小头衬套和活塞的另一实施方式的示意性顶视图；

图7是活塞和小头衬套的第一实施方式的示意性图示；以及

图8是活塞和小头衬套的另一实施方式的示意性图示。

具体实施方式

以下是本发明的示例性实施方式的详细说明。这里描述且在附图中图示的示例性实施方式意于教导本发明的原理，使本领域普通技术人员能够在许多不同的环境中并且针对许多不同的应用执行并使用本发明。因此，示例性实施方式不意于并且不应当作为专利保护的范围的限制性描述来考量。而是，专利保护的范围应当由所附权利要求限定。

本发明涉及用在燃烧式发动机中的连杆和活塞。特别地，本发明涉及具有小头的连杆，该小头可以设有小头孔眼并且小头衬套插入到小头孔眼中。此外，本发明涉及可以具有内部主体的活塞。形成活塞销座的通孔和垂直于该通孔的开口可以设置在内部主体中。小头可以插入到活塞的开口中，并且通过使用活塞销插入到小头衬套和活塞销座中以产生形式闭合而安装到活塞。在组装状态中，在衬套的端面和活塞的开口的表面之间可以存有窄的公称余隙。在燃烧式发动机的操作过程中，连杆可以在活塞内通过活塞销轴向地引导，并且可以围绕活塞销的轴线分别通过振动和驱动运动以驱动曲柄轴。

本发明可以基于以下认识：除了连杆的振动运动之外，可能出现连杆沿着活塞销轴线移位和/或围绕垂直于活塞销轴线的轴线倾斜。移位和倾斜分别可能导致小头衬套的端面和活塞的开口的表面之间的运转磨损。

这里，公开了用于小头衬套和活塞的新构造，其允许预测在衬套端面和/或活塞开口表面之一上将出现运转磨损的区域或位置。相应地，公开了用于小头衬套和活塞的新构造，其可以在特定磨蚀区域上产生受控磨蚀磨损。另外，特定磨蚀区域可以被选择性地涂覆和/或润滑，以便减少该区域中的磨蚀磨损，并且因此增长小头衬套和/或活塞的寿命时间。

例如，公开了具有特别成形的衬套端面的小头衬套，该小头衬套在被组装到并且用在活塞中时促进诸如磨损限定接触区域的受控磨蚀磨损区域，并且允许该磨蚀磨损区域的特别涂覆和/或润滑。

类似地，公开了具有特别成形的内表面的活塞，该活塞在被组装到连杆小头时促进诸如磨损限定接触区域的受控磨蚀磨损区域，并且允许该磨蚀磨损区域的特别涂覆和/或润滑。

此外，本发明公开了具有包括小头衬套和/或活塞的连杆的燃烧式发动机的衬套活塞系统，小头衬套和/或活塞中的至少一个可以被构造成促进受控磨蚀磨损区域并且例如附加地可以允许磨蚀磨损区域的特别涂覆和/或润滑。

以下结合图1至图4描述在小头处的衬套的使用。图5和图6以及图7和图8分别图示具有用于与各自的相对表面受控互相作用的特别成形表面的小头衬套和活塞的示例性实施方式。

在本发明中，术语“宽度”是指衬套在其纵向上的延伸，例如从第一衬套端面和第二衬套端面的延伸。

此外，在本发明中，术语“适合于”具有与“被构造成”相同的意思。

此外，在本发明中，术语“方位角”（也称为方位）限定在柱面坐标系中的角坐标。柱面坐标系具有一个笛卡尔坐标（z轴）和两个极坐标（r，θ），两个极坐标跨越正交于z轴的平面并且方位角的角点位于z轴上（即，柱面的对称轴线）。相应地，术语“方位局部突出部”是指设置在方位角的特定角度范围内的突出部。关于衬套，术语“方位角”是指沿着小头衬套的周围在两个点之间的角度，方位的角点位于小头衬套的圆形截面的中心处。

图1示出具有安装在其上的活塞60的燃烧式发动机（未示出）的连杆100。连杆100可以具有大头10、连杆柄20和小头30。连杆柄20可以布置在大头10和小头30之间。大头10可以适合于安装到曲柄轴（未示出）。小头30可以适合于安装到活塞60。连杆100的纵向轴线X从大头10延伸到小头30。

大头10可以具有大头孔眼11，其可以具有圆形形状，但也可以具有用于连接到曲柄轴的任何其它适当的形状。大头10可以包括第一大头部分12和第二大头部分13。大头部分12、13可以通过诸如螺钉或螺栓的紧固部件14连接。

连杆柄20可以具有杆状形状，该杆状形状具有诸如圆形截面的基本上恒定的截面。连杆柄20可以在其面向大头10的一端处具有加宽部分22。加宽部分22适合于通过诸如在轴线X的方向上贯穿加宽部分22的螺钉或螺栓的紧固部件21连接到大头10。

小头30可以具有小头孔眼31，该小头孔眼31可以具有圆形形状，但也可以具有用于连接到活塞60的任何其它适当的形状。小头30可以与连杆柄20一体成形。

为了图示小头30，图2示出连杆100的局部剖视图。特别地，图2示出大头10和小头30的剖视图和连杆柄20的侧视图。如图2中所示，小头衬套40可以插入到小头30中。小头衬套40可以在两端处分别在小头衬套40的纵向和轴向上延伸超出连杆100例如1mm。

图3示出小头衬套40的立体图。小头衬套40可以具有圆形截面并且可以具有下衬套部分41和上衬套部分42，下衬套部分41可以沿着小头衬套40的周围的一半延伸，上衬套部分42可以沿着小头衬套40的周围的另一半延伸。术语“下”和“上”可以指小头衬套在活塞60和燃烧式发动机中的组装状态。在该组装状态中，下衬套部分41可以面向曲柄轴侧，并且上衬套部分42可以面向活塞侧。相应地，下衬套部分41也可以被称为“曲柄轴侧衬套活塞”，并且上衬套部分42也可以被称为“活塞侧衬套部分”。这里，小头衬套40在小头衬套40的纵向上的延伸被称为小头衬套40的宽度。下衬套部分41的宽度可以大于上衬套部分42的宽度。更具体地，上衬套部分42可以直到从上衬套部分41到下衬套部分42的过渡区都具有恒定宽度，在该过渡区，小头衬套40的宽度可以增大并加宽到恒定但比上衬套部分42大的宽度。从上衬套部分42到下衬套部分41的过渡区可以例如是线性或弯曲的。

小头衬套40还可以具有第一衬套端面43和第二衬套端面44。上衬套部分42的第一衬套端面43和第二衬套端面44可以具有在小头衬套40的径向上设置的至少一个凹槽47。对于在衬套端面43、44上的凹槽47的优选设置，下面会进一步提及。

另外，小头衬套40可以具有多个通孔45。通孔45可以在从上衬套部分42到下衬套部分41的过渡区处设置在第一衬套端面43和第二衬套端面44之间，并且可以是等间隔的。小头衬套40还可以具有在周向上沿着小头衬套40的内表面延伸的内部周围凹槽48。特别地，凹槽48可以被设置成使得通孔45终止在凹槽48中。

图4示出图1的小头30的剖视图，以图示活塞60如何安装到连杆100上。

活塞60可以包括活塞顶64和活塞裙63，活塞顶64和活塞裙63通过螺钉70沿着对应于图1中所示的连杆100的纵向轴线X的活塞60的纵向轴线连接。活塞裙63可以包括内部主体66。内部主体66可以具有在垂直于穿过内部主体66的纵向轴线X的横向上延伸的通孔67。通孔67可以形成活塞销座。另外，内部主体66可以具有从活塞60的下表面62朝向活塞顶64延伸的开口61。在组装状态中，活塞下表面62面向曲柄轴侧。

连杆100的小头30可以插入开口61中，使得小头衬套40可以与通孔67对准并且衬套端面43、44可以布置在活塞60的内部主体66中，其中在衬套端面43、44和活塞60的内部主体66之间留有窄的公称余隙（图4中未示出）。这里，与第一衬套端面43相对的内部主体66的表面被称为第一接触表面68，并且与第二衬套端面44相对的内部主体66的表面被称为第二接触表面69。

活塞销50可以插入穿过活塞销座和小头衬套40。活塞销50可以将连杆100附接到活塞60。活塞销50可以通过诸如在其轴向上设置在活塞销50的两端处的锁环的固定部件80轴向地固定到活塞60。活塞销50可以具有布置在活塞销50的轴向上的纵向销油通道52，并且可以具有从纵向销油通道52延伸到活塞销50的外表面（即，在活塞销50的径向上）的四个径向销油通道53。纵向销油通道52可以通过密封件51在两端处密封，并且可以经由径向销油通道53以及小头衬套40的内部凹槽48和通孔45与布置在连杆100内的柄油通道25相连，用于向小头孔眼31和小头衬套40之间的接触表面和小头衬套40和活塞销50之间的接触表面提供润滑剂。

图5和图6示出小头衬套40的示例性实施方式的示意性顶视图。

图5示出小头衬套40A的第一实施方式。在图5中，小头衬套40A的第一和第二衬套端面43、44中的每个可以具有在小头衬套40的轴向上分别延伸和突出的部分。这里，该部分可以被称为突出部90A。在图5中，突出部90A可以是分别向右侧和向左侧延伸的凸状的弯曲突出部90A。

突出部90A可以与小头衬套40A一体或非一体（例如通过焊接、粘合等）成形，并且可以形成衬套端面43、44以便形成鼻端、脊等。换句话说，突出部90A可以是小头衬套40A的可以在轴向上（例如在图5中，在垂直于衬套端面43、44延伸所在平面的方向上）突出的部分、区域或区段。

参照图3，衬套端面43、44在上区段中以及在下区段中通常彼此基本上平行，所述区段通过平滑过渡区连接。由于突出部90A，衬套端面43、44在衬套端面43、44的上区段的一些区域内可以不再平行。例如，端面43、44可以具有在小头衬套40A的轴向上彼此相对的区域，其间可以具有不同距离。

通常，突出部90A可以位于活塞侧衬套部分42上，即，在位于处于组装到连杆100上的状态中的衬套40的中间轴线上方的衬套部分上。特别地，突出部90A可以在最靠近活塞顶64的位置处具有其在小头衬套40A的宽度方向上的最大延伸。如图3中所示，上衬套部分42的最高位置可以分别设置在上衬套部分42的周围延伸的中间和一半处。弯曲的突出部90A的形状可以是球形，例如，沿着小头衬套40A的周围从小头衬套40A的最大延伸球状地落至上衬套部分42的一定宽度。突出部可以从假定的衬套端面43′、44′（不具有突出部，因此对应于衬套端面43、44的基本形状）延伸多达例如50μm至100μm，例如，突出部90A可以在小头衬套的轴向上具有例如自假定的衬套端面43′、44′起50μm至100μm的延伸。

在图5中所示的实施方式中，活塞60可以具有平行的接触表面68、69（以剖视图示意性地示出），即，接触表面68、69可以不具有任何突出部。可以在突出部90A和活塞60的接触表面68、69中的每个的相对的一个之间设置诸如例如0.8mm的公称余隙C。

至少一个凹槽47可以位于突出部90A上或者紧挨着突出部90A，用于润滑第一衬套端面43和/或第二衬套端面44。图5中示出凹槽47的示例性设置。第一衬套端面43上的凹槽47可以设置成与第二衬套端面44上的凹槽47点对称，垂直于小头衬套40A的轴向轴线的轴线是对称轴线，其如图5中所示在上下方向上延伸。

图6示出小头衬套40B的一种实施方式，其与图5中所示的实施方式在突出部90A的形状上不同。特别地，在图6中所示的实施方式中，小头衬套40B的第一和第二衬套端面43、44中的每个可以具有钝角突出部90B。更特别地，突出部90B可以由从假定的第一衬套端面43′或第二衬套端面44′线性延伸的两个平面形成，这两个平面以钝角在点P处彼此会合。当然，突出部90B的平面也可以以直角或锐角会合并且可以不是平面，而可以是拱式或波状。如图5中所示，至少一个凹槽47可以位于突出部90B上或者紧挨着突出部90B，用于润滑第一衬套端面43和/或第二衬套端面44。

虽然图5和图6示出在衬套端面43、44中的每个上单个突出部90A、90B，可以仅在一个衬套端面43、44上设有突出部90A、90B。另外，虽然图5和图6示出在第一衬套端面43和第二衬套端面44中的每个上一个突出部90A、90B，可以在第一衬套端面43或第二衬套端面44中的至少一个上设置多个突出部90A、90B。此外，虽然图5和图6示出上衬套部分42上的突出部90A、90B，也可以在下衬套部分41的第一衬套端面43或第二衬套端面44中的至少一个上设置至少一个突出部90A、90B。

原则上，具有与衬套的突出部类似效果的突出部还可以另外或替代地设置在活塞的接触表面68、69处。原则上，形状和构造可以类似于针对衬套公开的突出部。作为例子，图7和图8示出在可以设置于能够安装到连杆100的活塞上时的接触表面的示例性实施方式的示意性顶视图。

图7以剖视图示出活塞60A的第一实施方式。在图7中所示的实施方式中，第一和第二接触表面68、69中的每个可以分别具有横向于纵向轴线X延伸和突出的部分。如在图5和图6中所示的实施方式中，该部分可以被称为突出部91A。在图7中，突出部91A可以是分别向右侧和向左侧延伸的凸状的弯曲突出部91A。

突出部91A可以与活塞60A一体或非一体（例如通过焊接、粘合等）成形，并且可以形成接触表面68、69以便形成鼻端、脊等。换句话说，突出部91A可以是活塞内部主体66的可以在一方向上（例如在图7中，在垂直于假定的接触表面68′、69′（不具有突出部，因此对应于接触表面68、69的基本形状）延伸所在平面的方向上）突出的部分、区域或区段。由于突出部91A，接触表面68、69在一些区域内可以不再平行。例如，接触表面68、69可以具有在横向于纵向轴线X的方向上彼此相对的点，其间可以具有不同距离。

通常，突出部91A可以位于在接触表面上与活塞侧衬套部分42相对的位置处。特别地，突出部91A可以设置在接触表面68、69上与衬套端面43、44上最靠近活塞顶64的位置相对的位置处。如图3中所示，上衬套部分42的最高位置可以分别设置在上衬套部分42的周围延伸的中间和一半处。在图7中所示的实施方式中，小头衬套40（顶视图中所示）可以具有平行的第一和第二衬套端面43、44，例如不具有任何突出部。在组装状态中，在弯曲突出部91A与第一衬套端面43和第二衬套端面44中的相应一个之间可以提供窄的公称余隙C。余隙C可以为大约例如0.8mm。

至少一个凹槽47可以紧挨着第一衬套端面43和/或第二衬套端面44上的突出部91A定位，用于润滑第一和第二接触表面68、69。图7中示出与图5和图6中所示的例子相比较的凹槽47的示例性设置。第一衬套端面43上的凹槽47可以设置成与第二衬套端面44上的凹槽47轴对称，垂直于衬套40的轴向轴线的轴线是对称轴线，该对称轴线如图7中所示在上下方向上延伸。

图8示出与图7中所示的实施方式在突出部91A的形状上不同的活塞60B的实施方式。特别地，在图8中所示的实施方式中，活塞60的第一和第二接触表面68、69中的每个可以具有一个钝角突出部91B。更特别地，突出部91B可以由从假定的接触表面68′、69′线性延伸的两个平面形成，这两个平面以钝角在点K处彼此会合。当然，突出部91B的表面也可以包含直角或锐角并且可以不是平面，而可以是拱状或波状。如图8中所示，至少一个凹槽47可以位于第一衬套端面43和/或第二衬套端面44上，用于润滑第一和第二接触表面68、69。

虽然图7和图8示出第一和第二接触表面68、69上的突出部91A、91B，可以仅在第一和第二接触表面68、69中的一个上设有弯曲突出部91A、91B。另外，虽然图7和图8示出第一和第二接触表面68、69中的每个上的一个突出部91A、91B，可以在第一和第二接触表面68、69中的至少一个上设置多个突出部91A、91B。此外，虽然图7和图8示出与上衬套部分42相对的接触表面68、69上的突出部91A、91B，也可以在与下衬套部分41相对的接触表面68、69中的至少一个上设置至少一个突出部91A、91B。

突出部90A、90B、91A、91B可以沿着第一和第二衬套端面43、44或第一和第二接触表面68、69的周围在小于180°的角度范围上延伸。优选地，角度范围可以是大约小于30°、60°、90°、120°和150°，并且可以特别地沿着第一和第二衬套端面43、44或第一和第二接触表面68、69的周围在45°和90°之间的范围。这里，角度范围也可以被称为“方位角度范围”。

虽然在图5至图8中未示出，突出部90A、90B、91A、91B可以设置在衬套端面43、44上和接触表面68、69上。特别地，例如，衬套端面43、44中的一个衬套端面可以设有突出部90A、90B、91A、91B中的一个或多个，而接触表面68、69中与衬套端面43、44中设有突出部的那个衬套端面相对的一个接触表面不设有突出部，并且接触表面68、69中与衬套端面43、44中的另一个衬套端面相对的另一个接触表面可以设有突出部90A、90B、91A、91B中的一个或多个，而衬套端面43、44中的另一个衬套端面可以不设有突出部。

虽然图1至图4中示出的连杆100的小头30具有阶梯形状，上述公开也可以例如应用到具有梯形形状或恒定宽度的小头的连杆。用于受控磨蚀的突出部可以类似地提供到与这些类型的小头一起使用的衬套的端面。

工业实用性

在发动机的操作过程中，连杆100可以围绕活塞销轴线分别运动和振动，并且可以沿着活塞销轴线移位。为了减少小头衬套40和小头孔眼31之间的摩擦，诸如油的润滑剂可以通过柄油通道25供给到小头衬套40的外表面。另外，为了减少活塞销50和小头衬套40之间的摩擦，通过柄油通道25供给到小头衬套40的外表面的润滑剂可以经由通孔45和凹槽48进一步提供给活塞销50的外表面。由于小头衬套40在两端处在小头衬套40的纵向上延伸超出连杆100，小头衬套40的端面43、44而非连杆100可以在操作过程中接触活塞60的内表面，这会在衬套端面43、44和活塞60的内表面、特别是接触表面68、69之间产生运转磨损。运转磨损特别是在小头衬套和活塞由钢制造时会出现。但是，运转磨损也会在小头衬套和/或活塞由除钢之外的诸如铝的其它材料制造的情况下出现。

图5和图6示出具有非平行第一和第二衬套端面43、44的小头衬套40的示例性实施方式。特别地，图5和图6中所示的实施方式在第一和第二衬套端面43、44上可以具有突出部90A、90B。由于突出部90A、90B，小头衬套40可以具有能防止在第一端面43或第二端面44和活塞60的内表面之间在整个接触区域上延伸的磨蚀磨损的构造。特别地，如果连杆100沿着活塞销轴线移位或者围绕垂直于活塞销轴线的轴线倾斜，至少一个突出部90A、90B而非衬套端面43、44的整个表面可以与第一接触表面68或第二接触表面69接触。因此，诸如磨损限定接触区域的小接触区域可以被限定在至少一个突出部90A、90B与第一和第二接触表面68、69之一之间。

图7和图8示出活塞60的示例性实施方式，该活塞60也具有能防止在第一端面43或第二端面44和活塞60的内表面之间在整个表面上延伸的磨蚀磨损的构造。特别地，与第一和第二衬套端面43、44相对的第一和第二接触表面68、69可以是非平行的，其中，至少一个突出部91A、91B可以设置在第一接触表面68或第二接触表面69上。相应地，如果连杆100沿着活塞销轴线移位或者围绕垂直于活塞销轴线的轴线倾斜，第一衬套端面43或第二衬套端面44中的一个可以与至少一个突出部91A、91B而非与第一接触表面68或第二接触表面69的整个表面接触。因此，小接触区域可以分别限定和产生在第一和第二衬套端面43、44之一与至少一个突出部91A、91B之间。

图5至图8中示出的实施方式公开小头衬套40和活塞60的构造，其可以防止在第一和第二端面43、44与第一和第二接触表面68、69之间的未限定/不可预知的接触区域。当然，图5至图8中示出的实施方式公开小头衬套40和活塞60的构造，该构造在连杆100的操作过程中可以执行第一和第二端面43、44与第一和第二接触表面68、69之间的小接触区域，并且由此执行在衬套端面43、44上和在接触表面68、69上的特定磨蚀区域的受控磨蚀磨损。因此，图5至图8中示出的小头衬套40和活塞60的实施方式可以防止沿着第一和第二端面43、44与第一和第二接触表面68、69之间的未限定的接触区域在不可预知的位置处出现的磨蚀磨损。

在连杆100的操作过程中，突出部90A、90B、91A、91B会由于突出部90A、90B、91A、91B和相应的相对表面43、44、68、69之间的摩擦而被磨蚀。特别地，独立于突出部90A、90B、91A、91B的最初形状，突出部90A、90B、91A、91B可以被连续展平。由于展平，突出部90A、90B、91A、91B和相对表面43、44、68、69中的相应的一个表面之间的接触区域可以增大，并且随着突出部90A、90B、91A、91B渐增展平，还会增加运转磨损。突出部90A、90B、91A、91B和相应的相对表面43、44、68、69之间的接触区域的增大可以通过润滑和/或涂覆突出部90A、90B、91A、91B和/或相对表面43、44、68、69来延迟或减少。例如，突出部90A、90B、91A、91B和/或相对表面43、44、68、69可以设有电镀涂层或具有良好滑动性能的基于塑料的涂层，诸如基于硅树脂或氮化硼的涂层。例如，涂层可以设置在第一衬套端面43和/或第二衬套端面44和/或接触突出部90A、90B、91A、91B的第一接触表面68和/或第二接触表面69上。附加地或替代地，小的接触区域可以被润滑。更特别地，通过油通道25供给到小头衬套40的外表面的润滑剂可以经由小头衬套40的外表面提供到至少一个凹槽47。为了允许突出部90A、90B、91A、91B的可靠且选择性的润滑，凹槽47可以设置在突出部90A、90B、91A、91B上或者至少紧挨着突出部90A、90B、91A、91B。

利用上面描述的构造，不必涂覆或润滑整个第一和第二衬套端面43、44和/或整个接触表面68、69，因为涂覆和润滑能够被选择性地并且由此更有效地提供到突出部90A、90B、91A、91B，这会随着涂覆和润滑节省成本。

因此，小头衬套40和活塞60的寿命可以增加。

相应地，在本发明的一个方面中，连杆100的小头衬套40可以包括具有环状形状的第一衬套端面43、44和具有环状形状的第二衬套端面43、44。第一和第二衬套端面43、44中的至少一个可以具有突出部90A、90B。突出部90A、90B可以从第一和/或第二衬套端面43、44延伸，使得小头衬套40可以在其宽度/轴向方向上增大。即，小头衬套40可以包括垂直于其轴向方向布置的第一和第二环形衬套端面43、44。小头衬套40在衬套40的轴向方向上的延伸可以至少从第一或第二衬套端面43、44之一上的第一位置增加到第一或第二衬套端面43、44中的另一个上的第二位置，使得第一和/或第二衬套端面43、44在第二位置处比在第一位置处在轴向方向上突出更多。

在一些实施方式中，根据第一方面的小头衬套40还可以包括当安装到连杆100上时背对连杆100的连杆柄20的上衬套部分42，至少一个突出部90A、90B设置在上衬套部分42处。

在一些实施方式中，小头衬套40的突出部90A、90B可以具有弯曲形状。

在一些实施方式中，小头衬套40的突出部90A、90B可以具有倾斜形状，例如，至少30°、60°、90°、120°或150°的角度。

在一些实施方式中，小头衬套40的突出部90A、90B可以具有涂层，诸如电镀涂层或基于塑料的涂层。

在一些实施方式中，第一衬套端面43或第二衬套端面44中的至少一个可以具有在小头衬套40的径向方向上延伸的至少一个润滑凹槽47，并且可以适用于向突出部90A、90B提供润滑剂。

在一些实施方式中，上衬套部分42的宽度可以比下衬套部分41的宽度大。

附加地，根据本发明的另一方面，活塞60可以包括内部主体66，内部主体66具有从下活塞表面62朝向活塞顶64延伸的开口61，开口61具有限定适用于接触处于安装状态的小头衬套40的第一接触表面68和第二接触表面69的内表面。接触表面68、69可以具有至少一个突出部91A、91B。突出部91A、91B可以从第一接触表面68和/或第二接触表面69延伸，使得活塞60中的开口61的尺寸减小。即，活塞60可以包括具有第一接触表面68方向和与第一接触表面68相对的第二接触表面69的内部主体66。第一和第二接触表面68、69可以至少从活塞60的内表面上的第一位置增加到第二位置，使得第一和第二接触表面68、69在第二位置处比在第一位置处朝向活塞60的内部突出更多。

在一些实施方式中，活塞60的至少一个突出部91A、91B可以设置在适用于接触当安装到连杆100上时背对连杆100的连杆柄20的上衬套部分42的接触表面68、69的一部分处。

在一些实施方式中，活塞60的突出部91A、91B可以具有弯曲形状。

在一些实施方式中，活塞60的突出部91A、91B可以具有倾斜形状，例如至少30°、60°、90°、120°或150°的角度。

在一些实施方式中，活塞60的突出部91A、91B可以具有涂层，诸如电镀涂层或基于塑料的涂层。

根据本发明的上面描述的方面，用于在轴向方向上插入到连杆的小头孔眼中的衬套可以包括在衬套的第一轴向端部处连接衬套的内表面和外表面的第一衬套端面，其中，第一衬套端面的区段可以形成用于在衬套的第一轴向端部处提供限定的方位局部接触区域的第一突出部。

因此，在上面描述的衬套的实施方式中，第一突出部可以被方位地设置，使得突出部可以限定衬套在方位角度范围内的局部最大宽度，除了突出部以外，衬套具有在方位角度范围内恒定（例如最小）的宽度。

此外，衬套可以包括在衬套的与第一轴向端部相对的第二轴向端部处连接衬套的内表面和外表面的第二衬套端面，其中，第二衬套端面的区段可以形成用于在衬套的第二轴向端部处提供限定的方位局部接触区域的第二突出部。

附加地，衬套可以包括在第一衬套端面和/或第二衬套端面上在径向方向上延伸的至少一个润滑凹槽。

此外，衬套的宽度可以是恒定的或者可以至少局部地沿着衬套的周围变化，使得衬套可以具有衬套的宽度连续改变的梯形形状、衬套的宽度突然改变的阶梯形状或者沿着整个周围具有恒定宽度的形状。

根据本发明的其它上面描述的方面，用于安装到连杆的小头的活塞可以包括内部主体，内部主体具有在安装状态下可以与插入到小头的小头孔眼中的小头或衬套的第一表面相对的第一接触表面，其中，第一接触表面的区段可以形成用于提供接触小头或衬套的限定的方位局部接触区域的突出部。

此外，在活塞的上面描述的实施方式中，除第一接触表面之外，活塞的内部主体可以具有在安装状态中与小头或衬套的第二表面相对的第二接触表面，其中，第二接触表面的区段可以形成用于提供接触小头或衬套的限定的方位局部接触区域的第二突出部。

相应地，在连接杆活塞系统中，衬套或活塞的突出部可以在小于180°（例如，小于160°、140°、120°、100°、80°、60°、40°、20°或10°）并且优选地在45°和90°之间的方位角度范围上延伸。

衬套或活塞的突出部中的至少一个可以从不具有突出部的假定表面突出至少50μm。

衬套或活塞的突出部中的至少一个可以从不具有突出部的假定表面突出小于100μm。

衬套或活塞的突出部中的至少一个可以具有弯曲形状。

衬套或活塞的突出部中的至少一个可以具有倾斜形状，例如，至少30°、60°、90°、120°或150°的角度。

突出部中的至少一个可以具有涂层，诸如电镀涂层或基于塑料的涂层。

形成在衬套或活塞上的上面描述的突出部通常可以分别位于衬套的面向活塞的部分（即，在组装状态中位于衬套的中间轴线之上的活塞侧衬套部分）上和与活塞侧衬套部分相对的位置处。

因此，关于涉及衬套和/或活塞的方面和实施方式，连杆活塞系统可以具有如上描述的活塞和/或衬套。

虽然已经在这里描述了本发明的优选实施方式，在不背离权利要求的范围的情况下可以加入改进和变型。

Claims (17)

1.一种衬套（40，40A，40B），所述衬套具有中间轴线并且能够在轴向方向上插入到连杆（100）的小头孔眼（31）中，所述衬套（40，40A，40B）包括：

在衬套（40，40A，40B）的第一轴向端部处的第一衬套端面（43），

所述第一衬套端面（43）形成在中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部（90A，90B）并且在衬套（40，40A，40B）的第一轴向端部处限定能够在安装状态中接触活塞（60）的第一接触表面（68）的接触区域。

2.根据权利要求1所述的衬套（40，40A，40B），其中，第一突出部（90A，90B）限定衬套（40，40A，40B）的局部最大宽度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的衬套（40，40A，40B），还包括：

在衬套（40，40A，40B）的与第一轴向端部相对的第二轴向端部处的第二衬套端面（44），

所述第二衬套端面（44）形成在中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部（90A，90B）并且在衬套（40，40A，40B）的第二轴向端部处限定能够在安装状态中接触活塞（60）的第二接触表面（69）的接触区域。

4.根据前述权利要求中任一项所述的衬套（40，40A，40B），还包括在第一衬套端面（43）和/或第二衬套端面（44）上在径向方向上延伸的至少一个润滑凹槽（47）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的衬套（40，40A，40B），其中，衬套（40，40A，40B）的宽度是恒定的或者至少局部地沿着衬套（40，40A，40B）的周围变化。

6.根据前述权利要求中任一项所述的衬套（40，40A，40B），其中，在安装状态中，至少一个突出部（90A，90B）位于活塞侧衬套部分（42）上。

7.一种能够安装到连杆（100）的小头（30）上的活塞（60，60A，60B），所述活塞（60，60A，60B）包括：

内部主体（66），其具有在安装状态中与在轴向方向上插入到小头（30）的小头孔眼（31）中的连杆（100）的衬套（40，40A，40B）的第一端面（43）相对的第一接触表面（68），

所述第一接触表面（68）形成在安装状态中在衬套（40，40A，40B）的中间轴线的方向上延伸的至少一个突出部（91A，91B）并且在第一接触表面（68）处限定能够在安装状态中接触衬套（40，40A，40B）的接触区域。

8.根据权利要求7所述的活塞（60，60A，60B），其中，内部主体（66）具有在安装状态中与小头（30）或衬套（40，40A，40B）的第二表面相对的第二接触表面（69），

所述第二接触表面（69）形成在安装状态中在小头（30）或衬套（40，40A，40B）的中间轴线的方向上延伸的至少第二突出部（91A，91B）并且在第二接触表面（69）处限定能够在安装状态中接触小头（30）或衬套（40，40A，40B）的第二表面的接触区域。

9.根据权利要求7或8所述的活塞（60，60A，60B），其中，在安装状态中，至少一个突出部（91A，91B）位于与衬套（40，40A，40B）的活塞侧衬套部分（42）相对的位置处。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至9所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90A，90B，91A，91B）中的至少一个在小于180°的角度范围上延伸。

11.根据权利要求1至6和10中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至10中任一项所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90A，90B，91A，91B）中的至少一个从不具有突出部（90A，90B，91A，91B）的假定表面（43′，44′，68′，69′）突出至少50μm。

12.根据权利要求1至6和10至11中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至11中任一项所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90A，90B，91A，91B）中的至少一个从不具有突出部（90A，90B，91A，91B）的假定表面（43′，44′，68′，69′）突出小于100μm。

13.根据权利要求1至6和10至12中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至12中任一项所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90A，91A）中的至少一个具有弯曲形状。

14.根据权利要求1至6和10至13中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至13中任一项所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90B，91B）中的至少一个具有倾斜形状，例如至少30°、60°、90°、120°或150°的角度。

15.根据权利要求1至6和10至14中任一项所述的衬套（40，40A，40B）或者根据权利要求7至14中任一项所述的活塞（60，60A，60B），其中，突出部（90A，90B，91A，91B）中的至少一个具有涂层，诸如电镀涂层或基于塑料的涂层。

16.一种燃烧式发动机的连杆活塞系统，所述连杆活塞系统包括：

至少一对相对表面（43，68；44，69），其中所述相对表面（43，68；44，69）中的一个是连杆（100）或布置在连杆（100）的小头孔眼（31）中的小头衬套（40，40A，40B）的表面，并且所述相对表面中的另一个是安装到连杆（100）上的活塞（60，60A，60B）的表面，

所述一对表面（43，68；44，69）的表面中的至少一个形成能够在连杆（100）或小头衬套（40，40A，40B）与活塞（60，60A，60B）之间限定接触区域的至少一个突出部（90A，90B，91A，91B）。

17.根据权利要求16所述的连杆活塞系统，其中，所述活塞（60，60A，60B）是根据权利要求7至15中任一项构造的，并且/或者所述衬套（40，40A，40B）是根据权利要求1至6和10至15中任一项构造的。

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