CN112228305A - 一种连杆、压缩机和调温设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连杆、压缩机和调温设备，用于连接曲轴和活塞，所述连杆具有能够与曲轴的偏心部连接的第一连杆孔，所述连杆具有与活塞的活塞销连接的第二连杆孔，所述连杆内部于所述第一连杆孔和第二连杆孔之间设有油孔，所述油孔在所述第一连杆孔的孔壁上形成第一开口，所述油孔在所述第二连杆孔的孔壁上形成第二开口，所述第一连杆孔的外侧端面避开曲轴偏心部的甩油路径，所述连杆在所述第一连杆孔的外侧端面上设有挡油结构，所述挡油结构用于将曲轴偏心部的润滑油经所述第一开口封入所述油孔。可以极大改善活塞销与连杆小孔摩擦副的润滑油膜形成条件，确保具有稳定的润滑油油膜，保护连杆小孔和活塞销的工作寿命，不发生磨损、卡死。

Description

一种连杆、压缩机和调温设备

技术领域

本发明用于压缩机领域，特别是涉及一种连杆、压缩机和调温设备。

背景技术

目前市面上的冰箱压缩机绝大部分为往复式压缩机，采用活塞连杆机构，通过电机的旋转运动带动活塞作往复运动，实现制冷剂蒸汽的输送。连杆具有连杆大孔和连杆小孔，连杆大孔与曲轴偏心部连接，连杆小孔与活塞销连接。活塞与连杆之间通过活塞销进行连接，活塞销装在连杆小孔和活塞的销孔中。往复运动压缩机在工作过程中，活塞受到强烈的周期性气体力作用，并把该作用力通过活塞销专递到连杆、曲轴等运动件上。由于活塞腔体内结构紧凑，活塞销直径大小严重受限，无法根据压缩机负载进行调整。因此，当压缩机处于高负载工况时，活塞销与连杆之间的接触压力特别高，活塞销无法增加直径，不利于活塞销与连杆小孔摩擦副形成可靠的润滑油膜，有损该摩擦副的可靠性，进而影响压缩机寿命。

冰箱压缩机技术经过长期发展，已经进入平台期，产品性能的提升已经无法依靠传统技术升级来实现。行业技术发展另辟蹊径，采用超高转速的方式提升性能，如从现有的3000rpm提高到6000rpm甚至更高。超高转速压缩机在压缩机整体尺寸不变、成本相当的条件下，大幅提高压缩机性能。但超高转速工作的压缩机，活塞、活塞销、连杆等运动件受到的冲击力直线上升，运动副润滑油膜形成困难、容易油膜破裂而润滑失效。

现有往复式压缩机设计中，连杆通常有两种润滑油路设计方案，一种方案是连杆小孔与大孔之间钻一个恒定直径的小孔，让润滑油依靠表面张力从连杆大孔进入连杆小孔，润滑活塞销与连杆小孔的摩擦副；另一种方案是连杆小孔设置一个轴向的小油槽，润滑油从曲轴偏心部甩出后被活塞打散、溅落到该小油槽上，依靠重力流动实现活塞销与连杆小孔的摩擦副润滑。这两种润滑油路设计方案可以满足现有压缩机转速的摩擦副润滑需求，但无法满足超高转速压缩机的摩擦副润滑需求，特别是活塞销与连杆小孔的摩擦副润滑需求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种连杆、压缩机和调温设备，可以极大改善活塞销与连杆小孔摩擦副的润滑油膜形成条件，确保具有稳定的润滑油油膜，保护连杆小孔和活塞销的工作寿命，不发生磨损、卡死。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种连杆，用于连接曲轴和活塞，所述连杆具有能够与曲轴的偏心部连接的第一连杆孔，所述连杆具有与活塞的活塞销连接的第二连杆孔，所述连杆内部于所述第一连杆孔和第二连杆孔之间设有油孔，所述油孔在所述第一连杆孔的孔壁上形成第一开口，所述油孔在所述第二连杆孔的孔壁上形成第二开口，所述第一连杆孔的外侧端面避开曲轴偏心部的甩油路径，所述连杆在所述第一连杆孔的外侧端面上设有挡油结构，所述挡油结构用于将曲轴偏心部的润滑油经所述第一开口封入所述油孔。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述油孔为变截面油孔，所述油孔在第二开口端的截面积大于在第一开口端的截面积。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述油孔为阶梯孔，相邻的两个阶梯孔相内切。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述油孔为锥形孔。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述油孔倾斜于所述连杆的中线。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一开口偏离所述连杆的中线。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述挡油结构包括与所述连杆一体制造的挡油块，所述挡油块凸起于所述第一连杆孔的外侧端面，所述挡油块的位置与所述第一开口对应，所述挡油块具有与曲轴的偏心部配合的弧形内壁面。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，沿第一连杆孔的周向，所述挡油块的起点和第一连杆孔中心的连线与连杆的中线的夹角为10°，所述挡油块的终点和第一连杆孔中心的连线与连杆的中线的夹角为73°。

第二方面，一种压缩机，包括第一方面中任一实现方式所述的连杆。

第三方面，一种调温设备，包括第二方面中任一实现方式所述的压缩机。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：第一连杆孔的外侧端面在挡油结构之外，曲轴偏心部油路均为开放状态，润滑油被超高转速曲轴甩出，有高的初速度。当曲轴偏心部油槽旋转到挡油结构位置时，偏心部油槽甩出的润滑油被封入油孔，具有高的初速度的润滑油在油孔内速度大幅下降、压力大幅升高，传递到第二连杆孔与活塞销摩擦副中，可以极大改善活塞销与连杆小孔摩擦副的润滑油膜形成条件，确保具有稳定的润滑油油膜，保护连杆小孔和活塞销的工作寿命，不发生磨损、卡死。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明连杆的一个实施例整体结构示意图；

图2是本发明连杆的油孔为阶梯孔的一个实施例结构示意图；

图3是本发明连杆的油孔为锥形孔的一个实施例结构示意图；

图4是图1所示的实施例挡油块结构示意图；

图5是本发明压缩机的一个实施例机芯结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

结合图5，往复式压缩机工作时，电机5驱动曲轴1转动，曲轴通过偏心部11带动连杆2运动，连杆2带动活塞3在缸孔4中往复运动实现制冷剂的压缩，曲轴上设有泵油通道，泵油通道在曲轴的偏心部11上形成油槽12，油槽12的顶端露出连杆2在第一连杆2孔的外侧端面，曲轴转动时，润滑油能够由该油槽12甩出。

结合图1、图5，本发明的实施例提供了一种往复式压缩机的连杆2，连杆2用于连接曲轴和活塞3，连杆2具有连杆大头和连杆小头，连杆2具有能够与曲轴的偏心部11连接的第一连杆孔21，第一连杆孔21位于连杆大头，连杆2具有与活塞3的活塞销31连接的第二连杆孔22，第二连杆孔22位于连杆小头，连杆2内部于第一连杆孔21和第二连杆孔22之间设有油孔23，油孔23在第一连杆孔21的孔壁上形成第一开口24，油孔23在第二连杆孔22的孔壁上形成第二开口25，油孔23用于将曲轴偏心部11的润滑油向第二连杆孔22输送。

参见图5，第一连杆孔21的内侧端面朝向曲轴主轴部的方向，第一连杆孔21的外侧端面反向曲轴主轴部的方向，第一连杆孔21的外侧端面避开曲轴偏心部11的甩油路径，连杆2在第一连杆孔21的外侧端面上设有挡油结构26，挡油结构26用于将曲轴偏心部11的润滑油经第一开口24封入油孔23。

其中，挡油结构26可以与连杆2一体制作，也可以分体制作后与连杆2连接为一个整体。例如在图1所示的一些实施例中，挡油结构26包括与连杆2一体制造的挡油块26，挡油块26凸起于第一连杆孔21的外侧端面，挡油块26的位置与第一开口24对应，挡油块26具有与曲轴的偏心部11配合的弧形内壁面。

具体地，结合图1、图5，为了实现润滑油增压效应，曲轴偏心部11油路需要在特定的位置被封入油孔23，因此在连杆大头对应的位置上设置起密封作用的挡油结构26。第一连杆孔21的外侧端面在挡油结构26之外，曲轴偏心部11油路均为开放状态，润滑油被超高转速曲轴甩出，有高的初速度。当曲轴偏心部11油槽12旋转到挡油结构26位置时，偏心部11油槽12甩出的润滑油被封入油孔23，具有高的初速度的润滑油在油孔23内速度大幅下降、压力大幅升高，传递到第二连杆孔22与活塞销31摩擦副中，可以极大改善活塞销31与连杆2小孔摩擦副的润滑油膜形成条件，确保具有稳定的润滑油油膜，保护连杆2小孔和活塞销31的工作寿命，不发生磨损、卡死。

进一步的，结合图2、图3，油孔23为变截面油孔，油孔23在第二开口25端的截面积大于在第一开口24端的截面积。换言之，在第一开口24往第二开口25方向上，该油孔23横截面积为变截面，本发明截面积变化为增加，即第一开口24端截面积小、第二开口25端截面积大。根据流体力学中的伯努利原理，流道中的流体速度与压力具有负相关性，即流体速度越低则压力越高，反之为流体速度越高则压力越低。而流体速度与流道的横截面积也为负相关，即横截面积越大则流速越低，反之为横截面积越小则流速越高。因此，超高转速压缩机偏心部11甩油被封入连杆2的油孔23后，由于横截面积增加，所以润滑油流速变小，根据伯努利原理，油路中的压力(即润滑油的油压)升高。升高的油压，可以极大改善活塞销31与第二连杆孔摩擦副的润滑油膜形成条件，进一步确保具有稳定的润滑油油膜，保护第二连杆孔和活塞销31的工作寿命，不发生磨损、卡死。本发明结构简单，成本低，可操作性强，无新增零部件。

该变截面油孔23，横截面可以是圆形、方形、三角形等形状。油孔23可以采用阶梯孔，参见图2，阶梯孔最少2个阶段，第二开口25端阶梯截面积小、第一开口24端阶梯截面积大，也可以是3个及以上的阶梯。采用阶梯孔的变截面增压油路，可以降低加工难度。

结合图2，相邻的两个阶梯孔相内切，相内切的位置靠近连杆的边缘一侧，内切的目的是减小连杆的“杆部”尺寸。因为要保证油孔在第一连杆孔21的位置，所以油路的第一开口端位置就定了。此时需要考虑的是“杆部”整体的大小。连杆尺寸越大，压缩机动平衡越难满足设计要求，会引起振动大。所以为了尽量不增大连杆尺寸、控制连杆质量，油路的第二开口端就要尽量往中心靠。所以，相邻的两个阶梯孔相内切，是保证连杆尺寸最小的设计点。

结合图3，油孔23也可以采用锥形孔，油孔23从第一开口24往第二开口25方向截面积越来越大。

结合图2、图3，油孔23倾斜于连杆2的中线，例如在图2所示的实施例中，油孔23倾斜角度为8°，油孔23为倾斜设计，即非同轴孔，这样可以降低该油孔23对连杆2强度的损伤。

进一步地，为了避免曲轴偏心部11受力面形状受损，参见图1、图2、图3，第一开口24偏离连杆2的中线，第一开口24设计为偏置，即将第一开口24设置在非受力面，即保证受力面的表面是完整的。

对应的，本发明对应的油路偏置为10°。因此连杆大头的挡油块26需要在偏置10°基础上进一步增加偏置量，才能保证活塞3到达上止点前获得润滑油增压效果，结合图4，沿第一连杆孔21的周向，挡油块26的起点和第一连杆孔21中心的连线与连杆2的中线的夹角为10°，挡油块26的终点和第一连杆孔21中心的连线与连杆2的中线的夹角为73°。即连杆大头的挡油块26覆盖的偏置角度为10°～73°。

结合图5，本发明的实施例提供了一种压缩机，特别是超高转速压缩机，包括以上任一实施例中的连杆2。

本发明的实施例提供了一种调温设备，包括以上任一实施例中的压缩机。调温设备包括但不限于空调、冰箱等热泵调温设备。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种连杆，用于连接曲轴和活塞，其特征在于，所述连杆具有能够与曲轴的偏心部连接的第一连杆孔，所述连杆具有与活塞的活塞销连接的第二连杆孔，所述连杆内部于所述第一连杆孔和第二连杆孔之间设有油孔，所述油孔在所述第一连杆孔的孔壁上形成第一开口，所述油孔在所述第二连杆孔的孔壁上形成第二开口，所述第一连杆孔的外侧端面避开曲轴偏心部的甩油路径，所述连杆在所述第一连杆孔的外侧端面上设有挡油结构，所述挡油结构用于将曲轴偏心部的润滑油经所述第一开口封入所述油孔。

2.根据权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述油孔为变截面油孔，所述油孔在第二开口端的截面积大于在第一开口端的截面积。

3.根据权利要求2所述的连杆，其特征在于，所述油孔为阶梯孔，相邻的两个阶梯孔相内切。

4.根据权利要求2所述的连杆，其特征在于，所述油孔为锥形孔。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的连杆，其特征在于，所述油孔倾斜于所述连杆的中线。

6.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第一开口偏离所述连杆的中线。

7.根据权利要求6所述的连杆，其特征在于，所述挡油结构包括与所述连杆一体制造的挡油块，所述挡油块凸起于所述第一连杆孔的外侧端面，所述挡油块的位置与所述第一开口对应，所述挡油块具有与曲轴的偏心部配合的弧形内壁面。

8.根据权利要求7所述的连杆，其特征在于，沿第一连杆孔的周向，所述挡油块的起点和第一连杆孔中心的连线与连杆的中线的夹角为10°，所述挡油块的终点和第一连杆孔中心的连线与连杆的中线的夹角为73°。

9.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的连杆。

10.一种调温设备，其特征在于，包括权利要求9所述的压缩机。

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