CN105065430A - 一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构 - Google Patents

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张利敏
赵志强
王延荣
刘玉婷
高丽英
钱志高
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China North Engine Research Institute Tianjin
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China North Engine Research Institute Tianjin
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Abstract

本发明提供了一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构，包括连杆，所述连杆两端的连杆大头和连杆小头分别连接单曲拐和活塞，所述单曲拐由中间的曲柄销轴和两侧连接的曲柄臂组成；所述连杆大头设有连杆大头孔，所述曲柄销轴安装在连杆大头孔内，所述连杆大头孔的施力面径向切面型线为凸曲线，与之对应的曲柄销轴的受力面径向切面型线为凸曲线，所述曲柄销轴和连杆大头孔的凸曲线的曲率相同，形变一致；在工作状态下，所述曲柄销轴的表面与连杆大头孔的承载面组成轴承接触面。本发明具有以下优势：本发明结构承载力更强，可实现曲柄销轴与连杆大头孔的变形协调，从而有效降低轴承边缘磨损。

Description

一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，尤其是涉及一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构。
背景技术
传统的曲柄-连杆轴承副结构为圆柱形滑动轴承，由连杆大头和曲柄销轴组成，曲柄销轴与曲柄臂固接，在承受内燃机爆发压力时，通过连杆将力传递至曲柄销轴，曲柄销轴在高爆发压力的作用下易产生弯曲变形，在强化程度不高的内燃机中，通过连杆大头孔与曲柄销轴间隙的油膜协调两者的变形。然而，随着内燃机高强化和轻量化的指标不断提高，曲柄销轴承受的爆发压力及惯性力大幅增加，由此导致的曲柄销轴局部径向变形增大以至于破坏了原本用于协调二者变形的油膜，因此造成曲柄-连杆轴承副结构的边缘磨损。鉴于上述问题，需要一种更适合曲轴及主轴承座变形协调的曲柄-连杆轴承副结构。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构，以实现曲柄销轴与连杆大头孔的变形协调，降低轴承结构的边缘磨损。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构，包括连杆，所述连杆两端的连杆大头和连杆小头分别连接单曲拐和活塞，所述单曲拐由中间的曲柄销轴和两侧连接的曲柄臂组成；所述连杆大头设有连杆大头孔，所述曲柄销轴安装在连杆大头孔内，所述连杆大头孔的施力面径向切面型线为凸曲线，与之对应的曲柄销轴的受力面径向切面型线为凸曲线，所述曲柄销轴和连杆大头孔的凸曲线的曲率相同，形变一致；在工作状态下，所述曲柄销轴的表面与连杆大头孔的承载面组成轴承接触面。
进一步的，所述连杆大头孔与曲柄销轴中截面型线相互匹配且为单一连续光滑曲线。
进一步的，所述连杆大头孔与曲柄销轴中截面型线为凸圆弧曲线，或者为高阶多项式曲线。
进一步的，所述连杆小头与活塞之间设有止推轴肩。
进一步的，所述连杆大头孔两侧设有避让槽。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明结构承载力更强，可实现曲柄销轴与连杆大头孔的变形协调，从而有效降低轴承边缘磨损。
(2)本发明结构设计合理，结构简单，易实施。
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为本发明实施例所述曲柄-连杆轴承副结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为本发明实施例所述连杆切面结构示意图。
附图标记说明：
1、活塞；2、连杆；2-1、止推面；2-2、连杆大头孔；2-3、避让槽；3、轴承接触面；4、单曲拐；4-1、曲柄销轴；4-2、曲柄臂；5、活塞销。
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。
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构，如图1至3所示，包括连杆2，所述连杆2两端的连杆大头和连杆小头分别连接单曲拐4和活塞1，所述单曲拐4由中间的曲柄销轴4-1和两侧固定连接的曲柄臂4-2组成，所述连杆大头设有连杆大头孔2-2，所述曲柄销轴4-1安装在连杆大头孔2-2内；
所述连杆大头孔2-2的施力面径向切面型线为凸曲线，与之对应的曲柄销轴4-1的受力面径向切面型线为凸曲线，所述曲柄销轴4-1和连杆大头孔2-2的凸曲线的曲率相同，形变一致，在工作状态下，所述曲柄销轴4-1的表面与连杆大头孔2-2的承载面组成轴承接触面3；其中定义主轴颈轴线为旋转轴，所述曲柄销轴4-1表面与所述连杆大头孔2-2的轴承接触面3的凸曲线为大曲率凸曲线。
本发明所述连杆大头孔2-2与曲柄销轴4-1中截面型线相互匹配且为单一连续光滑曲线。
本发明所述连杆大头孔2-2与曲柄销轴4-1中截面型线可为凸圆弧曲线，或者选择高阶多项式曲线。
本发明所述连杆小头与活塞1之间通过活塞销5连接在一起，连杆小头与活塞1之间设有止推轴肩，止推轴肩的止推面2-1与活塞1配合实现了单曲拐4运动轴线方向的止推作用。
为便于装配，所述连杆大头孔2-2两侧边缘设有避让槽2-3，以避免连杆大头孔2-2边缘与曲柄销轴4-1凸出表面发生干涉。
本发明内燃机曲柄-连杆轴承副结构在运动过程中，受爆发压力的影响，曲柄销轴4-1易产生弯曲变形，且主要集中于曲柄销轴4-1与连杆大头孔2-2的边缘接触区域，由此将导致该区域轴承间隙减小、油膜破裂进而发生磨损。为尽量减小上述影响，所述曲柄销轴4-1表面与所述连杆大头孔2-2的承载面设置有相互匹配且为单一连续的光滑凸曲线，所述曲柄销轴4-1凸曲线和连杆大头孔2-2凸曲线按照均一变形的原则确定，在服役工况下可实现曲柄销轴4-1与连杆大头孔2-2承载面贴合，使二者承载面压力分布均匀,降低边缘接触压力，有效降低轴承边缘磨损。
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 (5)

1.一种内燃机曲柄-连杆轴承副结构，包括连杆，其特征在于：所述连杆两端的连杆大头和连杆小头分别连接单曲拐和活塞，所述单曲拐由中间的曲柄销轴和两侧连接的曲柄臂组成；所述连杆大头设有连杆大头孔，所述曲柄销轴安装在连杆大头孔内，所述连杆大头孔的施力面径向切面型线为凸曲线，与之对应的曲柄销轴的受力面径向切面型线为凸曲线，所述曲柄销轴和连杆大头孔的凸曲线的曲率相同，形变一致；在工作状态下，所述曲柄销轴的表面与连杆大头孔的承载面组成轴承接触面。
2.根据权利要求1所述的内燃机曲柄-连杆轴承副结构，其特征在于：所述连杆大头孔与曲柄销轴中截面型线相互匹配且为单一连续光滑曲线。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机曲柄-连杆轴承副结构，其特征在于：所述连杆大头孔与曲柄销轴中截面型线为凸圆弧曲线，或者为高阶多项式曲线。
4.根据权利要求1所述的内燃机曲柄-连杆轴承副结构，其特征在于：所述连杆小头与活塞之间设有止推轴肩。
5.根据权利要求1所述的内燃机曲柄-连杆轴承副结构，其特征在于：所述连杆大头孔两侧设有避让槽。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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