CN105156454A - 一种表面改性处理的钛合金外连杆桥 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种表面改性处理的钛合金外连杆桥，包括外连杆桥本体，所述外连杆桥本体包括中部的圆柱支撑轴承结构和其两端的异型工字梁，所述异型工字梁的另一端设有一体的连接部，所述连接部上设有螺栓孔；所述外连杆桥本体的材质为钛合金材质；所述圆柱支撑轴承结构的表面进行了改性硬化处理。本发明具有以下优势：外连杆桥采轻质高强度钛合金材料TC11，有效降低了外连杆桥重量30％；且外连杆桥轴承部位表面进行改性处理，表面硬度达到HV600，提高了连杆桥的耐磨性能，保证了活塞往复运动的可靠性，同时满足对置活塞对置气缸二冲程发动机高转速、高负荷、轻量化的设计要求。

Description

一种表面改性处理的钛合金外连杆桥

技术领域

本发明属于对置二冲程内燃机技术领域，尤其是涉及一种表面改性处理的钛合金外连杆桥。

背景技术

目前，对置活塞-对置气缸二冲程发动机在国内外内燃机研究领域较为活跃。随着内燃机强化程度的提高，要求发动机功率大、体积小、重量轻，对置活塞-对置气缸发动机采用单缸内外活塞-内外连杆结构，其中外连杆桥是外活塞往复惯量系统的重要组成部分，外连杆桥支撑外活塞往复运动，承受着缸内高的燃烧压力。而现有的外连杆桥存在强度不够、重量高的缺点，轻量化差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种表面改性处理的钛合金外连杆桥，以解决对置活塞-对置气缸发动机核心构件的轻量化设计问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种表面改性处理的钛合金外连杆桥，包括外连杆桥本体，所述外连杆桥本体包括中部的圆柱支撑轴承结构和其两端的异型工字梁，所述异型工字梁的另一端设有一体的连接部，所述连接部上设有螺栓孔；所述外连杆桥本体的材质为钛合金材质；所述圆柱支撑轴承结构的表面进行了改性硬化处理。

进一步的，所述圆柱支撑轴承结构表面进行的改性硬化处理为离子轰击处理，使其表面获得由TiN和Ti₂N组成的改性层，硬度达到HV500～600。

进一步的，所述外连杆桥本体选择的钛合金材料为TC11，密度为4.5×10³kg/m³，抗拉强度≥1030Mpa，屈服强度≥910Mpa，断后伸长率≥8％

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

活塞对置气缸对置二冲程内燃机曲柄连杆机构中的外连杆桥采轻质高强度钛合金材料TC11，有效降低了外连杆桥重量30％；且外连杆桥轴承部位表面进行改性处理，表面硬度达到HV600，提高了连杆桥的耐磨性能，保证了活塞往复运动的可靠性，同时满足对置活塞对置气缸二冲程发动机高转速、高负荷、轻量化的设计要求。

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钛合金外连杆桥的结构示意图；

图2为本发明实施例所述钛合金外连杆桥在某对置活塞对置气缸内燃机曲柄连杆机构中的应用示意图。

附图标记说明：

1-螺栓孔，2-圆柱支撑轴承结构，3-异型工字梁，4-外连杆桥螺栓，5-外连杆桥，6-外连杆，7-外活塞，8-内活塞，9-内连杆，10-曲轴。

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。

本发明一种表面改性处理的钛合金外连杆桥，如图1所示，所述外连杆桥本体包括中部的圆柱支撑轴承结构2和其两端的异型工字梁3，所述异型工字梁3的另一端设有一体的连接部，所述连接部上设有螺栓孔1；所述外连杆桥本体的材质为钛合金材质；所述圆柱支撑轴承结构2的表面进行了改性硬化处理。

本发明所述圆柱支撑轴承结构2表面进行的改性硬化处理为离子轰击处理，使其表面获得由TiN和Ti2N组成的改性层，硬度达到HV500～600。

本发明所述外连杆桥本体选择的钛合金材料为TC11，密度为4.5×103kg/m³，抗拉强度≥1030Mpa，屈服强度≥910Mpa，断后伸长率≥8％。

为了简化说明本发明在某对置活塞对置气缸二冲程内燃机上应用，如图2所示，以外连杆桥5在内燃机一侧的安装布置进行介绍：

首先通过拧紧外连杆桥螺栓4将外连杆桥5紧固在外连杆6上，外连杆桥5与外活塞7铰接连接，外连杆6与曲轴10铰接，曲轴10还与内连杆9铰接，内连杆9与内活塞8铰接。

在内燃机工作过程中，曲轴10通过内连杆9和外连杆6分别驱动内活塞8和外活塞7在水平方向上往复运动，由于缸内高的燃烧压力外连杆桥5会承受很大的弯曲载荷，且与内活塞8相比，外活塞7的体积大、惯量大，高转速下为了与内活塞8保持好的往复惯量平衡特性，外活塞7需进行减重优化设计，外连杆桥5的结构复杂具有异型工字梁3和圆柱支撑轴承结构2，且采用钛合金材料TC11，密度4.5×10³kg/m³，是钢质材料的57％，且强度相当，抗拉强度≥1030Mpa，屈服强度≥910Mpa，断后伸长率≥8％；圆柱支撑轴承结构2的轴承表面通过离子轰击处理后，表面可获得由TiN和Ti₂N组成的改性层，硬度达到HV500～600，提高耐磨性能，满足对置活塞对置气缸二冲程发动机高转速、高负荷、轻量化设计要求。

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 (3)

1.一种表面改性处理的钛合金外连杆桥，包括外连杆桥本体，其特征在于：所述外连杆桥本体包括中部的圆柱支撑轴承结构和其两端的异型工字梁，所述异型工字梁的另一端设有一体的连接部，所述连接部上设有螺栓孔；所述外连杆桥本体的材质为钛合金材质；所述圆柱支撑轴承结构的表面进行了改性硬化处理。

2.根据权利要求1所述的表面改性处理的钛合金外连杆桥，其特征在于：所述圆柱支撑轴承结构表面进行的改性硬化处理为离子轰击处理，使其表面获得由TiN和Ti₂N组成的改性层，硬度达到HV500～600。

3.根据权利要求1所述的表面改性处理的钛合金外连杆桥，其特征在于：所述外连杆桥本体选择的钛合金材料为TC11，密度为4.5×10³kg/m³，抗拉强度≥1030Mpa，屈服强度≥910Mpa，断后伸长率≥8％。