CN108799317A - 一种汽油机连杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽油机连杆，所述的汽油机连杆包括连杆体，所述连杆体的一端设有连杆小头；所述连杆小头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆小头上设有销轴孔；所述销轴孔中装配有销轴轴瓦；所述连杆小头上设有润滑油孔；所述的销轴轴瓦为铜套；所述的连杆体另一端设有连杆大头，所述连杆大头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆大头与连杆盖连接状态下形成曲轴孔；所述曲轴孔中装配有曲轴轴瓦；所述汽油机连杆采用钢质材料制造而成。其优点表现在：本发明的一种汽油机连杆，相对于现有技术中的汽油机连杆，能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却。
Description
技术领域
本发明涉及连杆技术领域，具体地说，是一种汽油机连杆。
背景技术
连杆是用来连接活塞与曲轴，连杆的小头通过活塞销与活塞相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。
然而，现有技术的汽油机中的连杆机构存在以下缺陷和不足：
首先，现有技术中汽油机一般由铝合金压铸而成，整体结构轻巧，不能满足强度及刚度需求。
其次，现有技术汽油机中连杆小头端与销轴连接处容易变形，即连杆小头在最大惯性力的作用下产生纵向伸长的椭圆变形，在最高燃气压力作用下产生横向伸长的椭圆变形。
另外，现有技术汽油机中连杆小头端与销孔连接处润滑性差，不具有润滑作用，且冷却性差。
再者，现有技术连杆大头端与曲轴接触，磨损较大，常导致整个连杆出现断裂现象。
中国专利文献CN201610501656.0，申请日20160630，专利名称为：带缓冲型的汽油机连杆，公开了带缓冲型的汽油机连杆，包括汽油机连杆，汽油机连杆上具有与活塞连接的上端孔和与曲轴连接的下端孔，上端孔和下端孔之间设有缓冲装置，缓冲装置包括固定杆、配重块和第一弹簧，固定杆固定设置在上端孔和下端孔之间，配重块套装在固定杆上并可沿固定杆上下滑动，第一弹簧固定设置在配重块与上端孔之间。
上述专利文献通过设置缓冲装置，中缓冲装置会分散连杆上的集中应力，从而保护了连杆不会因为应力集中而断裂，可以对汽油机连杆进行有效的保护。但是关于一种能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却的技术方则无相应的公开。
综上所述，需要一种能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却的汽油机连杆。而关于这种汽油机连杆目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却的工程领域汽油机连杆。
本发明的再一目的是：提供一种发动机。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种汽油机连杆，所述的汽油机连杆包括连杆体，所述连杆体的一端设有连杆小头；所述连杆小头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆小头上设有销轴孔；所述销轴孔中装配有销轴轴瓦；所述连杆小头上设有润滑油孔；所述的销轴轴瓦为铜套；所述的连杆体另一端设有连杆大头，所述连杆大头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆大头上设有半圆形结构；所述的连杆大头通过连接螺栓与连杆盖固定连接；所述连杆体的轴向上设有润滑油道；所述连杆盖与连杆大头连接状态下形成曲轴孔；所述曲轴孔中装配有曲轴轴瓦；所述曲轴轴瓦与曲轴孔之间的配合为过盈配合；所述汽油机连杆采用钢质材料制造而成。
作为一种优选的技术方案，所述的连杆大头与连杆盖之间进行剖分形式为斜切口的形式；所述的连杆大头与连杆盖两者的结合面与连杆轴线之间的夹角为30-60度。
作为一种优选的技术方案，所述的销轴轴瓦的长度为24mm；所述的润滑油道共有两个，分别设置在连杆体的上表面以及下表面，且两个润滑油道之间的宽度为14mm；所述曲轴孔的直径为47mm；所述曲轴轴瓦的直径为44mm；所述连杆盖的厚度为26.3mm。
作为一种优选的技术方案，所述的连杆大头与连杆盖两者的结合面上设有定位机构。
作为一种优选的技术方案，所述的曲轴轴瓦由上、下两个半片组成；所述的曲轴轴瓦的外表面浇铸有钢背层；所述的曲轴轴瓦的内表面浇铸有耐磨合金层，且耐磨合金层上设有定位凸键和油槽。
作为一种优选的技术方案，所述销轴孔的横断面为圆柱状形式。
作为一种优选的技术方案，所述的连杆小头的外周面设有内凹面。
作为一种优选的技术方案，所述连杆的左右端面宽度宽于连杆盖0.5mm；所述连杆的中心线与连杆的左右端面为偏心设计。
为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用汽油机连杆的发动机，所述汽油机连杆为两个，两个汽油机连杆之间呈V形状分布，且两个汽油机连杆分别一前一后安装在曲轴上。
作为一优选的技术方案，所述销轴轴瓦与销轴孔之间的配合为间隙配合形式。
本发明优点在于：
1、本发明的一种汽油机连杆，相对于现有技术中的汽油机连杆，能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却。
2、为了获得良好的强度及刚度，本发明在以下方面进行创新：一是从材料方面，选用钢连杆机构，如中碳钢，中碳合金钢等，相对于传统的铝质材料相比，强度及刚度好；二是从尺寸规格上满足强度及刚度要求，尺寸规格设计具体为：销轴轴瓦的长度为24mm；两个润滑油道之间的宽度为14mm；曲轴孔的直径为47mm；曲轴轴瓦的直径为44mm；连杆盖的厚度为26.3mm。尺寸规格设计合理，满足力学强度校核以及刚度校核。
3、为了保证润滑冷却，主要体现以下方面：一方面在在连杆小头设有润滑油孔，通过润滑油孔，能够对销轴进行飞溅润滑，从而保证润滑冷却；另一方面在满足连杆的强度及刚度条件下，将两个润滑油道之间的宽度为14mm，该尺寸规格化下的润滑油道，从而保证连接体润滑冷却。
4、轴孔安装了销轴轴瓦，销轴轴瓦减少相对滑动处的磨损、振动和噪音，销轴轴瓦还具有防腐蚀的功能，便于设备的维护且更换方便。
5、销轴轴瓦上设润滑油孔，能够采用飞溅润滑方式进行润滑。
6、销轴轴瓦具体采用铜套结构形式，耐磨性好。
7、连杆采用钢连杆机构，具有良好的刚度及强度；曲轴轴瓦与曲轴孔之间的配合采用过盈配合的方式，因此能均匀紧贴在曲轴孔内壁上，具有很好承受载荷和导热的能力，并可以提高工作的可靠性和延长使用寿命。
8、连杆大头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计，该设计方式的技术效果是减小应力集中。
9、汽油机连杆为两个，两个连杆之间呈V形状分布，且两个连杆分别一前一后安装在曲轴上。该设计方式为并列连杆式，刚度及强度好，提高安全性。
附图说明
附图1是本发明的汽油机连杆的主视方向示意图。
附图2为本发明的汽油机连杆的断面示意图。
附图3是本发明另一种汽油机连杆的结构示意图。
附图4为连杆与连杆盖连接的局部示意图。
附图5是现有技术中的汽油机连杆的主视方向示意图。
附图6是现有技术中的汽油机连杆的断面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.连杆体 2.连杆小头
21.销轴孔 22.销轴轴瓦
23.润滑油孔 3.连杆大头
4.连接螺栓 5.连杆盖
6.曲轴孔 7.曲轴轴瓦
8.定位机构 9.润滑油道
10.内凹面 11.过渡圆角
实施例1
请参照图1，图1是本发明的汽油机连杆的主视方向示意图。一种汽油机连杆，所述的汽油机连杆包括连杆体1，所述连杆体1的一端设有连杆小头2；所述连杆小头2与连杆体1的连接处采用过渡圆角11设计；所述连杆小头2上设有销轴孔21；所述销轴孔21中装配有销轴轴瓦22；所述连杆小头2上设有润滑油孔23；所述销轴轴瓦22与销轴孔21之间的配合为间隙配合形式；所述的销轴轴瓦22为铜套；所述的连杆体1另一端设有连杆大头3，所述连杆大头3与连杆体1的连接处采用过渡圆角11设计；所述连杆大头3上设有半圆形结构；所述的连杆大头3通过连接螺栓4与连杆盖5固定连接；所述连杆体1的轴向上设有润滑油道9；所述连杆盖5上设有半圆形结构，且连杆盖5与连杆大头3连接状态下形成曲轴孔6；所述曲轴孔6中装配有曲轴轴瓦7；所述曲轴轴瓦7与曲轴孔6之间的配合为过盈配合。
所述的连杆大头3与连杆盖5之间进行剖分形式为斜切口的形式；连杆大头3与连杆盖5两者的结合面与连杆轴线之间的夹角为30-60度，优选为45度。连杆大头3与连杆盖5两者的结合面上设有定位机构8，所述定位机构8包括锯齿定位机构8，套筒定位机构8，销轴定位机构8三种形式。
请参照图2，图2为本发明的汽油机连杆的断面示意图。所述连杆体1的断面呈工形；所述的销轴轴瓦22的长度为24mm；所述的润滑油道9共有两个，分别设置在连杆体1的上表面以及下表面，且两个润滑油道9之间的宽度为14mm；所述曲轴孔6的直径为47mm；所述曲轴轴瓦7的直径为44mm；所述连杆盖5的厚度为26.3mm。
该实施例需要说明的是：
所述的曲轴轴瓦7由上、下两个半片组成；所述的曲轴轴瓦7的外表面浇铸有钢背层；所述的曲轴轴瓦7的内表面浇铸有耐磨合金层，且耐磨合金层上设有定位凸键和油槽；耐磨合金层采用巴士合金、铜铝合金、高锡合金组成。
本发明的设计的思路之一是获得良好的强度及刚度，现有技术中连杆因强度不足，常常发生连杆连杆螺栓、连杆盖5以及连接体发生断裂；现有技术中的连杆因刚度不足，则对曲柄连杆机构的工作带来不好影响。为了获得良好的强度及刚度，本发明在以下方面进行创新：1.从材料方面，选用钢连杆机构，如中碳钢，中碳合金钢等，相对于传统的铝质材料相比，强度及刚度好；2.从尺寸规格上满足强度及刚度要求，尺寸规格设计具体为：销轴轴瓦22的长度为24mm；两个润滑油道9之间的宽度为14mm；曲轴孔6的直径为47mm；曲轴轴瓦7的直径为44mm；连杆盖5的厚度为26.3mm。尺寸规格设计合理，满足力学强度校核以及刚度校核。
本发明的连杆具有良好的润滑性，保证润滑冷却，主要体现以下方面：1.在连杆小头2设有润滑油孔23，通过润滑油孔23，能够对销轴进行飞溅润滑，从而保证润滑冷却；2.在满足连杆的强度及刚度条件下，将两个润滑油道9之间的宽度为14mm，该尺寸规格化下的润滑油道9，从而保证连接体润滑冷却。
另外，作为一种优选，所述销轴孔21的横断面为圆柱状形式，因与销轴孔21装配的活塞销承受很大的冲击载荷，将销轴孔21设计为圆柱式，能够分散该冲击载荷；而现有技术中销轴孔21为锥形式(如图5)，则不能达到该技术效果。
作为一种优选，所述的连杆小头2的外周面设有内凹面10，内凹面10能够减少与活塞销位置处的空间占用率。而现有技术中的连杆小头2占用的空间体积大(如图5和图6所示)，容易发生抵触事故。
所述的销轴孔21安装了销轴轴瓦22，销轴轴瓦22减少相对滑动处的磨损、振动和噪音，销轴轴瓦22还具有防腐蚀的功能，便于设备的维护且更换方便。
所述的销轴轴瓦22上设润滑油孔23，能够采用飞溅润滑方式进行润滑。所述的销轴轴瓦22具体采用铜套结构形式，耐磨性好。
所述的连杆采用钢连杆机构，具有良好的刚度及强度。连杆小头2与连杆体1的连接处采用过渡圆角11设计，该设计的效果减小应力集中。防止应力受压过大而断裂。
所述的曲轴轴瓦7与曲轴孔6之间的配合采用过盈配合的方式，因此能均匀紧贴在曲轴孔6内壁上，具有很好承受载荷和导热的能力，并可以提高工作的可靠性和延长使用寿命。所述销轴轴瓦22与销轴孔21应该为间隙配合，否则无法转动，连杆、连杆盖上的定位销为过盈配合装在上面的。
所述定位机构8包括锯齿定位机构8，套筒定位机构8，销轴定位机构8三种形式。套筒定位机构8成本低，结构简单；销轴定位机构8成本低，结构简单；锯齿定位机构8定位精准，工作可靠，可根据需要选用。
所述连杆大头3与连杆体1的连接处采用过渡圆角11设计，该设计方式的技术效果是减小应力集中。因连杆大头3是连接曲轴以及连杆盖5的部件，需要具有足够的刚度，如果刚度不足则发生抱轴、烧瓦和连接螺栓4断裂的问题，因此，本发明正是基于该问题，通过过渡圆角11设计，减小应力集中，从而使得连杆大头3获得足够的刚度。
实施例2
请参照图3，图3是本发明另一种汽油机连杆的结构示意图。本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例中的汽油机连杆为两个，两个汽油机连杆之间呈V形状分布，且两个汽油机连杆分别一前一后安装在曲轴上。该设计方式为并列连杆式发动机，刚度及强度好，提高安全性。
实施例3
请参照图4，图4为连杆与连杆盖连接的局部示意图。本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例的连杆的左右端面宽度略宽于连杆盖0.5mm，便于减小端面接触面积，加强端面润滑功能；所述连杆的中心线与连杆的左右端面为偏心设计，便于连杆正对气缸体孔中心。
本发明的一种汽油机连杆，相对于现有技术中的汽油机连杆，能够满足强度及刚度需求，提高机器的可靠性、耐磨性、安全性、耐久性，能够防止断裂，能保证润滑冷却；为了获得良好的强度及刚度，本发明在以下方面进行创新：从材料方面，选用钢连杆机构，如中碳钢，中碳合金钢等，相对于传统的铝质材料相比，强度及刚度好；从尺寸规格上满足强度及刚度要求，尺寸规格设计具体为：销轴轴瓦22的长度为24mm；两个润滑油道9之间的宽度为14mm；曲轴孔6的直径为47mm；曲轴轴瓦7的直径为44mm；连杆盖5的厚度为26.3mm。尺寸规格设计合理，满足力学强度校核以及刚度校核；为了保证润滑冷却，主要体现以下方面：一方面在在连杆小头2设有润滑油孔23，通过润滑油孔23，能够对销轴进行飞溅润滑，从而保证润滑冷却；另一方面在满足连杆的强度及刚度条件下，将两个润滑油道9之间的宽度为14mm，该尺寸规格化下的润滑油道9，从而保证连接体润滑冷却；轴孔安装了销轴轴瓦22，销轴轴瓦22减少相对滑动处的磨损、振动和噪音，销轴轴瓦22还具有防腐蚀的功能，便于设备的维护且更换方便；销轴轴瓦22上设润滑油孔23，能够采用飞溅润滑方式进行润滑。销轴轴瓦22具体采用铜套结构形式，耐磨性好；连杆采用钢连杆机构，具有良好的刚度及强度；曲轴轴瓦7与曲轴孔6之间的配合采用过盈配合的方式，因此能均匀紧贴在曲轴孔6内壁上，具有很好承受载荷和导热的能力，并可以提高工作的可靠性和延长使用寿命；连杆大头3与连杆体1的连接处采用过渡圆角11设计，该设计方式的技术效果是减小应力集中；汽油机连杆为两个，两个连杆之间呈V形状分布，且两个连杆分别一前一后安装在曲轴上。该设计方式为并列连杆式，刚度及强度好，提高安全性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽油机连杆，其特征在于，所述的汽油机连杆包括连杆体，所述连杆体的一端设有连杆小头；所述连杆小头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆小头上设有销轴孔；所述销轴孔中装配有销轴轴瓦；所述连杆小头上设有润滑油孔；所述的销轴轴瓦为铜套；所述的连杆体另一端设有连杆大头，所述连杆大头与连杆体的连接处采用过渡圆角设计；所述连杆大头上设有半圆形结构；所述的连杆大头通过连接螺栓与连杆盖固定连接；所述连杆体的轴向上设有润滑油道；所述连杆盖与连杆大头连接状态下形成曲轴孔；所述曲轴孔中装配有曲轴轴瓦；所述曲轴轴瓦与曲轴孔之间的配合为过盈配合；所述汽油机连杆采用钢质材料制造而成。
2.根据权利要求1所述的汽油机连杆，其特征在于，所述的连杆大头与连杆盖之间进行剖分形式为斜切口的形式；所述的连杆大头与连杆盖两者的结合面与连杆轴线之间的夹角为30-60度。
3.根据权利要求2所述的汽油机连杆，其特征在于，所述的销轴轴瓦的长度为24mm；所述的润滑油道共有两个，分别设置在连杆体的上表面以及下表面，且两个润滑油道之间的宽度为14mm；所述曲轴孔的直径为47mm；所述曲轴轴瓦的直径为44mm；所述连杆盖的厚度为26.3mm。
4.根据权利要求2所述的汽油机连杆，其特征在于，所述的连杆大头与连杆盖两者的结合面上设有定位机构。
5.根据权利要求3或4所述的汽油机连杆，其特征在于，所述的曲轴轴瓦由上、下两个半片组成；所述的曲轴轴瓦的外表面浇铸有钢背层；所述的曲轴轴瓦的内表面浇铸有耐磨合金层，且耐磨合金层上设有定位凸键和油槽。
6.根据权利要求1所述的汽油机连杆，其特征在于，所述销轴孔的横断面为圆柱状形式。
7.根据权利要求1所述的汽油机连杆，其特征在于，所述的连杆小头的外周面设有内凹面。
8.根据权利要求1所述的汽油机连杆，其特征在于，所述连杆的左右端面宽度宽于连杆盖0.5mm；所述连杆的中心线与连杆的左右端面为偏心设计。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述汽油机连杆的发动机，所述汽油机连杆为两个，两个汽油机连杆之间呈V形状分布，且两个汽油机连杆分别一前一后安装在曲轴上。
10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述销轴轴瓦与销轴孔之间的配合为间隙配合形式。
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