CN104088683A - 一种内燃机活塞连杆组和内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机活塞连杆组，包括活塞和连杆及活塞销，在活塞上设置有活塞销座，活塞销安装在活塞销座内，连杆通过活塞销与活塞连接；活塞包括头部和裙部，在头部的外圆表面上设置有至少两道气环槽和至少一道油环槽；在头部设置有内油道，在头部的内壁上设置有圆弧面，内油道的进口开设在圆弧面上，内油道的出口设置在头部的内壁上；连杆的一端与圆弧面配合，在连杆上开设有中心油道，中心油道与内油道相通。本发明还提供了一种内燃机。本发明活塞头部温度低，活塞润滑性能好，活塞变形量小，有效解决了活塞开裂的问题。

Description

一种内燃机活塞连杆组和内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机领域，特别涉及一种内燃机活塞连杆组和具有该活塞连杆组的内燃机。

背景技术

活塞连杆组包括活塞和连杆，活塞在气缸内滑动，连杆通过活塞销与活塞连接，连杆与曲轴连接。活塞连杆组安装在内燃机内，在气缸里作住复运动的组件，它是内燃机工作条件最严酷的组件，内燃机的工作可靠性与使用耐久性，在很大程度上与活塞连杆组的工作情况有关。活塞与气缸一起保证内燃机工质的可靠密封，否则内燃机就不能正常运转。活塞工作情况的特点是工作温度很高，并在很高在机械负荷下高速滑动，同时润滑不良，这决定了它们遭受强烈的磨损，并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等故障。

活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000-2500摄氏度。因而活塞顶的温度也很高，活塞不仅温度高，而且温度分布很不均匀，各点间有很大的温度梯度，这就成为热应力的根源，正是这此热应力对活塞顶部表面发生的开裂起了重要作用。柴油机的活塞热负荷更为严重。

活塞工作时顶部承受很大的气压力，它们全部通过销座传给活塞销，再传到连杆。因而，活塞销与销座必须有足够的强度、足够的承压面积和耐磨性。其中活塞销的刚度有着关键意义，如果纵向刚度不足，而引起负荷分布不均匀，使销座疲劳破坏，导致活塞纵向开裂，横向刚度不足，使销的失圆变形过大，润滑油膜遭受破坏，引起活塞销咬住。

活塞一般由铝合金制造，活塞销一般由钢材制造，由于活塞销和活塞材料不同，活塞销和活塞受力和受热变形的不协调使得销座与活塞销的接触很不均匀，往往在活塞中部处发生初始裂痕，然后不断扩展，甚至使活塞纵向开裂。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种内燃机活塞连杆组和内燃机，以解决活塞纵向开裂的问题。

一方面，本发明提供了一种内燃机活塞连杆组，包括活塞和连杆及活塞销，在活塞上设置有活塞销座，活塞销安装在活塞销座内，连杆通过活塞销与活塞连接；活塞包括头部和裙部，在头部的外圆表面上设置有至少两道气环槽和至少一道油环槽；在头部设置有内油道，在头部的内壁上设置有圆弧面，内油道的进口开设在圆弧面上，内油道的出口设置在头部的内壁上；连杆的一端与圆弧面配合，在连杆上开设有中心油道，中心油道与内油道相通。

进一步地，在裙部的滑动面上设置有螺旋形凹槽。

进一步地，裙部横截面为椭圆形。

进一步地，裙部的椭圆度自下而上逐渐变大。

进一步地，在活塞的顶部设置凹坑。

进一步地，在圆弧面上开设有油槽，内油道的进口与油槽相通。

进一步地，在活塞销与连杆配合面上在开设有环槽，环槽与中心油道相通。

另外，本发明还提供了一种内燃机，包括上述的内燃机活塞连杆组。

本发明提供的一种内燃机活塞连杆组和内燃机，通过在头部设置有内油道，在连杆上开设有中心油道，中心油道与内油道相通，解决了头部强制冷却的问题，防止头部因热应力变形，造成活塞开裂的问题。

另外，在头部的内壁上设置有圆弧面，连杆与圆弧面配合。活塞工作时顶部承受很大的气压力，一部分通过活塞销座传给活塞销，再传到连杆；另一部分通过圆弧面传给连杆，改善了活塞和活塞销受力情况，防止活塞和活塞销受力变形造成活塞开裂的问题。

另外，在裙部的滑动面上设置有螺旋凹槽，改善了裙部润滑不良的问题，防止裙部的滑动表面产生拉毛、烧伤等故障。

另外，裙部横截面为椭圆形。裙部的椭圆度自下而上逐渐变大，改善了活塞变形之后，活塞的密封性能。在活塞的顶部设置凹坑，改善了燃料的燃烧性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1本发明内燃机活塞连杆组示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为图2的B向放大视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明提供的内燃机活塞连杆组，包括活塞1和连杆2及活塞销3，在活塞1上设置有活塞销座15，活塞销3安装在活塞销座15内，连杆2通过活塞销3与活塞1连接。

活塞1包括头部10和裙部11，在头部10的外圆表面上设置有至少两道气环槽13和至少一道油环槽14；气环槽13用于安装气环，气环用于活塞1与气缸之间的密封。油环槽14用于安装油环，油环用于将气缸壁上的润滑油刮下，防止润滑油进行燃烧室内燃烧。在头部10设置有内油道12，内油道12用于冷却头部10。在头部10的内壁上设置有圆弧面，内油道的进口18开设在圆弧面上，内油道的出口19设置在头部10的内壁上；连杆2的一端与圆弧面配合，在连杆2上开设有中心油道20，中心油道20与内油道12相通。

活塞1工作时顶部承受很大的气压力，一部分通过活塞销座15传给活塞销3，再传到连杆2；另一部分通过圆弧面传给连杆2。改善了活塞1和活塞销3受力情况。不会引起负荷分布不均匀，使活塞销座15疲劳破坏，导致活塞1纵向开裂，横向刚度不足，使活塞销3的失圆变形过大，润滑油膜遭受破坏，引起活塞销3咬住等问题。

另外，内燃机的润滑系统向中心油道20供油，中心油道20与内油道12相通，对活塞1头部10进行强制冷却，防止头部10因热应力变形，造成活塞1开裂的问题。还可以改善活塞1与连杆2配合的圆弧面润滑问题。

如图2所示，为了改善中心油道20与内油道12之间的油路通畅，在圆弧面上开设有油槽17，内油道的进口18与油槽17相通。也可以在圆弧面上开设多个内油道的进口18。另外，为了改善连杆2与活塞销3润滑问题，在活塞销3与连杆2配合面上在开设有环槽30，环槽30与中心油道20相通。环槽30可以开设在活塞销3外表面上，也可以开设在连杆2上。

如图3所示，为了解决裙部11与气缸之间润滑不良的问题，在裙部11的滑动面上设置有螺旋凹槽4，螺旋凹槽4深度非常小，一般需要通过放大镜进行观察。防止润滑油上窜至燃烧室内，防止裙部11的滑动表面产生拉毛、烧伤等故障。

如图2所示，为了确保燃油在燃烧室内充分燃烧，防止活塞1顶部积碳，在活塞1的顶部设置凹坑16，燃油喷入燃烧室后会行成涡流，改善了燃料的燃烧性能。裙部11横截面为椭圆形，活塞销座15方向为椭圆形的短轴，活塞销座15的垂直方向为椭圆形的长轴，由于裙部11自下而上受力和受热变逐渐变大，会造成裙部11与气缸密封面积减少，活塞1的密封性能下降。裙部11的椭圆度自下而上逐渐变大，增大了裙部11与气缸密封面积，提高了活塞1的密封性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种内燃机活塞连杆组，包括活塞(1)和连杆(2)及活塞销(3)，在活塞(1)上设置有活塞销座(15)，活塞销(3)安装在活塞销座(15)内，连杆(2)通过活塞销(3)与活塞(1)连接；活塞(1)包括头部(10)和裙部(11)，在头部(10)的外圆表面上设置有至少两道气环槽(13)和至少一道油环槽(14)；其特征在于，在头部(10)设置有内油道(12)，在头部(10)的内壁上设置有圆弧面，内油道的进口(18)开设在圆弧面上，内油道的出口(19)设置在头部(10)的内壁上；连杆(2)的一端与圆弧面配合，在连杆(2)上开设有中心油道(20)，中心油道(20)与内油道(12)相通。

2.根据权利要求1所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，在裙部(11)的滑动面上设置有螺旋形凹槽(4)。

3.根据权利要求1所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，裙部(11)横截面为椭圆形。

4.根据权利要求3所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，裙部(11)的椭圆度自下而上逐渐变大。

5.根据权利要求1所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，在活塞(1)的顶部设置凹坑(16)。

6.根据权利要求1所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，在圆弧面上开设有油槽(17)，内油道的进口(18)与油槽(17)相通。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的内燃机活塞连杆组，其特征在于，在活塞销(3)与连杆(2)配合面上在开设有环槽(30)，环槽(30)与中心油道(20)相通。

8.一种内燃机，包括如权利要求1至7任意一项所述的内燃机活塞连杆组。