CN116034215A - 内燃机的下连杆 - Google Patents

Abstract

下连杆(6)为了向上销(4)与上连杆(3)的连结部供给喷射油而在曲柄销轴承部(11)具有油孔(30)。油孔(30)由如下部件构成：第1油孔(31)，其从曲柄销轴承部(11)内周面向半径方向外侧以直线状延伸；以及第2油孔(32)，其从下连杆(6)的外侧面以与第1油孔(31)前端部相交叉的方式以直线状延伸。以分割面(14)为基准的第1油孔(31)的倾斜角度(θ)较小，因此应力集中成为问题的油入口(3113)的位置成为接近应力较低的分割面(14)的位置。由此，油入口(3113)的应力集中得到缓和。

Description

内燃机的下连杆

技术领域

本发明涉及构成内燃机的多连杆式活塞曲柄机构的下连杆的改良。

背景技术

作为利用多连杆式的活塞曲柄机构将往复式内燃机的活塞销与曲柄销之间连结的现有技术，已知本发明的申请人此前提出的专利文献1等。其具有：上连杆，其与活塞的活塞销连结；下连杆，其将该上连杆与曲轴的曲柄销连结；以及控制连杆，其一端以能够摆动的方式支撑于内燃机主体侧，并且另一端与上述下连杆连结。而且，上述上连杆与上述下连杆经由上销彼此能够旋转地连结，上述控制连杆与上述下连杆经由控制销彼此能够旋转地连结。

这种多连杆式的活塞曲柄机构的下连杆经由上连杆从上销获取活塞受到的燃烧压力，以将控制销作为支点的一种“杠杆”那样的动作将力传递至曲柄销。

在专利文献1中公开了如下结构，即，在与曲柄销嵌合的曲柄销轴承部，在与曲柄销侧的油孔一致时将润滑油向外部喷射的油孔大致沿半径方向贯通形成。从该油孔喷射出的润滑油对上销与上连杆之间的轴承部进行润滑。

如果活塞的运动方向设为“上下”方向，则燃烧载荷朝向下方输入至下连杆一端的上销，燃烧载荷的反作用力同样朝向下方作用于下连杆另一端的控制销。而且，燃烧载荷的反作用力大致朝向上方作用于位于上销与控制销之间的形式的曲柄销嵌合的曲柄销轴承部。随着这种载荷的输入，作为拉伸应力、弯曲应力，较大的应力集中于在曲柄销轴承部贯通形成的油孔的曲柄销侧的开口缘。因此，油孔的曲柄销侧的开口成为下连杆的强度方面的弱点，具有多连杆式活塞曲柄机构的内燃机的高输出化受到限制。

专利文献1：日本特开2016-196888号公报

发明内容

关于本发明所涉及的下连杆，从曲柄销的供油孔朝向上销与上连杆的连结部供给润滑油的油孔由第1油孔及第2油孔构成，该第1油孔从曲柄销轴承部内周面向半径方向外侧直线状地延伸，该第2油孔与上述第1油孔的前端部相交叉，一端作为油出口在下连杆外侧面开口，该第2油孔直线状地延伸。

换言之，下连杆的油孔构成为分别形成为直线状的第1油孔与第2油孔组合而成的近似L字形。从曲柄销供给的润滑油从第1油孔通过第2油孔朝向作为润滑对象的上销与上连杆的连结部喷射供给。

关于这种结构，与从曲柄销侧朝向作为润滑对象的上销与上连杆的连结部以简单的直线状形成油孔的情况相比，能够相对减小在曲柄销轴承部内周面开口的第1油孔的倾斜角度(即，朝从活塞离开的方向倾斜)。作为通过上述载荷输入而在曲柄销轴承部产生的应力的周向分布，大致在从曲柄销中心朝向活塞的方向的部位处较大，因此第1油孔的倾斜角度减小而使得第1油孔的开口位置成为应力相对较小的部位。

因此，成为下连杆的强度方面的弱点的曲柄销轴承部的油孔的开口缘处的应力集中得到缓和，在下连杆的强度的确保、内燃机的高输出化的方面较为有利。

附图说明

图1是一个实施例的多连杆式活塞曲柄机构的结构说明图。

图2是第1实施例的下连杆的斜视图。

图3是第1实施例的下连杆的剖面图。

图4是第1实施例的下连杆上部的剖面图。

图5是轴承金属件的斜视图。

图6是组装有轴承金属件的第1实施例的下连杆的剖面图。

图7是第2实施例的下连杆的剖面图。

图8是第2实施例的下连杆上部的剖面图。

图9是组装有轴承金属件的第2实施例的下连杆的剖面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的一个实施例详细进行说明。

图1表示应用本发明的多连杆式活塞曲柄机构的结构要素。根据前述专利文献1等，该多连杆式活塞曲柄机构本身是公知的结构，具有：上连杆3，其一端经由活塞销2而与活塞1连结；下连杆6，其经由上销4而与该上连杆3的另一端连结，并且与曲轴的曲柄销5连结；以及控制连杆7，其限制该下连杆6的自由度。上述控制连杆7的一端以能够摆动的方式支撑于内燃机主体侧的支撑销8，另一端经由控制销9而与上述下连杆6连结。此外，上述多连杆式活塞曲柄机构还能够通过使得上述支撑销8的位置可变而构成为可变压缩比机构。

如图2及图3所示，上述下连杆6在中央具有与上述曲柄销5嵌合的圆筒形的曲柄销轴承部11，并且隔着该曲柄销轴承部11在彼此大致为180°的相反侧的位置，分别设置有上销用销凸台部12以及控制销用销凸台部13。下连杆6整体形成为接近菱形的平行四边形，在从曲柄销轴承部11的中心通过的分割面14分割形成为包含上销用销凸台部12在内的下连杆上部6A、以及包含控制销用销凸台部13在内的下连杆下部6B这2个部件。上述下连杆上部6A及下连杆下部6B在经由后述的轴承金属件16使得曲柄销轴承部11嵌入曲柄销5的基础上，利用位于曲柄销轴承部11的两侧的2根螺栓21、22彼此紧固。2根螺栓21、22分别沿与分割面14正交的方向延伸，即，螺栓中心线彼此平行。而且，位于上销用销凸台部12侧的螺栓21将下连杆下部6B侧的螺栓孔23贯通，并且与下连杆上部6A侧的螺孔24螺合。位于控制销用销凸台部13侧的螺栓22将下连杆上部6A侧的螺栓孔25贯通，并且与下连杆下部6B侧的螺孔26螺合。

上述上销用销凸台部12以及控制销用销凸台部13以将上连杆3、控制连杆7夹持于轴向中央部的方式形成为二股状的结构，分别对上销4、控制销9的轴向端部进行支撑的一对轴承凸缘部12a、13a沿下连杆6的轴向的端面延伸。即，构成销凸台部12、13的各轴承凸缘部12a、13a分别与形成为圆筒状的曲柄销轴承部11的轴向两端部连接。轴承凸缘部12a、13a分别具有圆形的贯通孔12b、13b，形成为圆筒形的上销4以及控制销9的端部分别被压入。而且，成为在一对轴承凸缘部12a、13a之间构成的槽部17、18中，上连杆3以及控制连杆7分别进行摆动运动的结构。

上述曲柄销轴承部11经由半圆筒形的一对轴承金属件16而与曲柄销5嵌合(参照图5、图6)。曲柄销5在内部具有供给加压后的润滑油的润滑油通路，沿半径方向延伸的润滑油通路的前端作为供油孔29(参照图1)而在曲柄销5的外周面开口。如后所述，在曲柄销轴承部11贯通形成有油孔30，该油孔30形成为如下结构，即，在与曲柄销5侧的供油孔29一致时，作为所谓喷射油而从油孔30喷射润滑油。

关于下连杆6，燃烧载荷从上连杆3经由上销4而作用于上销用销凸台部12，以控制销9为支点进行摆动，由此以一种”杠杆”那样的动作将力传递至曲柄销5。因此，燃烧载荷朝图1的下侧方向作用于上销用销凸台部12，并且燃烧载荷反作用力同样地朝图1的下侧方向作用于控制销用销凸台部13，与此相对，来自曲柄销5的反作用力在图1的上侧方向上作用于曲柄销轴承部11中央附近，由此，在下连杆上部6A的曲柄销轴承部11的周围产生较大的应力。作为曲柄销轴承部11的应力的周向分布，大致从曲柄销5的中心朝向活塞1的方向、更详细而言，略微偏向上销4附近的方向的部位处最大。另一方面，在曲柄销轴承部11的接近分割面14的部位，应力相对减小。

图4表示在曲柄销轴承部11具有第1实施例的油孔30的下连杆上部6A的剖面图(沿着与曲柄销5的轴向正交的面的剖面图)。

油孔30用于对上销用销凸台部12中与下连杆6连结的上连杆3的连结部即上销4与上连杆3之间的滑动面进行润滑，由第1油孔31及第2油孔32大致构成为L字形。

第1油孔31是从曲柄销轴承部11内周面11a向半径方向外侧直线状地延伸的非贯通(即，前端31a封闭的)孔，基端作为油入口31b而在曲柄销轴承部11的内周面11a开口。在一个实施例中，第1油孔31相对于分割面14倾斜且沿曲柄销轴承部11的半径线而形成。这样沿曲柄销轴承部11的半径线配置第1油孔31而使得油入口31b实质上以纯圆形开口。

另外，关于第1油孔31，为了避开在上述曲柄销轴承部11的应力的周向分布中应力较高的部位，下连杆6的倾斜角度(例如，以分割面14为基准的倾斜角度θ)设定为较小。在图示的第1实施例中，以分割面14为基准的第1油孔31的倾斜角度θ为10°。这样，倾斜角度θ较小，因此第1油孔31的中心线的延长线在不与上销4的外周面相交叉的方向上形成。详细而言，第1油孔31的中心线的延长线通过上销4的下侧(活塞1的相反侧)。

第2油孔32为从下连杆6的外侧面、详细而言与上销4相对的槽部17的底面17a向下连杆6内部直线状地延伸的非贯通(即，前端32a封闭的)孔，基端作为油出口32b而在上述底面17a开口。在下连杆6的内部，第2油孔32的前端部(即，前端32a侧的部分)与第1油孔31的前端部(即，前端31a侧的部分)彼此相交叉。即，第2油孔32与第1油孔31连通。

第2油孔32的中心线的延长线在与上销4的外周面相交叉的方向上形成，在图示例子中，第2油孔32指向上销4的中心附近。另外，在图示的实施例中，第2油孔32沿与分割面14正交的方向延伸，因此，相对于相邻的螺栓21以及对应的螺孔24的中心轴线平行。这样，第2油孔32相对于相邻的螺孔24平行，因此两者之间的厚度在轴向上恒定，能够避免局部的减薄进而局部的强度的下降。

第1油孔31及第2油孔32沿着相对于曲柄销5的轴向正交的一个平面而形成。例如，第1油孔31及第2油孔32位于从曲柄销轴承部11的轴向尺寸的中央通过的上述平面上。此外，在本发明中，可以在相对于上述平面多少具有一定角度的倾斜方向上形成第1、第2油孔31、32，但在确保第1油孔31的油入口31b的强度的方面优选沿着上述平面而形成。

彼此交叉的第1油孔31及第2油孔32所成的角度大于90°。例如，以分割面14为基准的第1油孔31的倾斜角度θ为10°，如果第2油孔32相对于分割面14正交，则第1油孔31与第2油孔32以100°的角度而交叉。这样以钝角交叉而使得相对于润滑油的流动的交叉部的损失较小。

第1油孔31及第2油孔32例如在通过锻造形成下连杆上部6A之后，通过利用钻具的二次机械加工而分别形成。另外，为了提高表面硬度而对下连杆上部6A进行浸炭处理(浸炭淬火)，但优选在该浸炭处理之前进行钻孔加工。

这里，在优选的一个实施例中，第2油孔32的直径设定为相对大于第1油孔31的直径。通过这样增大第2油孔32的直径而使得第2油孔32周围的刚性下降，产生相对较大的变形，因此应力集中成为最大问题的第1油孔31(特别是其油入口31b)周围的应力下降。即，与两者的直径相同的情况、或者相反地第1油孔31的直径小于第2油孔32的直径的情况相比，油入口31b的应力得到缓和。

另外，通过这样使得第2油孔32的直径相对大于第1油孔31的直径，即使多少存在加工误差或公差，在两者的交叉部也能够可靠地确保连通状态，能够稳定地获得规定的通路截面积。

此外，在图示例子中，根据钻孔加工的情况，第2油孔32的前端32a横穿第1油孔31而进一步略微延伸，但是，如果能够加工，则不需要这种剩余的通路部分。

关于以上述方式构成的实施例的下连杆6，在规定的曲柄角度时，曲柄销5侧的供油孔29与第1油孔31的油入口31b一致，被加压的润滑油从第1油孔31及第2油孔32通过并从油出口32b作为喷射油而朝向上销4喷出。利用该喷射油对上销4与上连杆3之间进行润滑。

在这里，第1油孔31相对于分割面14的倾斜角度θ较小，油入口31b在接近分割面14的位置处开口，因此油入口31b的开口缘的应力集中得到缓和。例如，以与图4相同的上销4等的配置为前提，如果沿曲柄销轴承部11的半径线在与上销4相交叉的方向上直线状地贯通形成油孔，则相对于分割面14的倾斜角度θ为40°前后的角度。该角度方向从曲柄销轴承部11的周向的应力分布中应力相当高的部位通过。与此相对，在上述实施例中，油孔30由第1油孔31及第2油孔32构成，从而油入口31b处于接近分割面14的位置，在抑制应力集中的方面较为有利。

但是，如上所述，如果以分割面14为基准的第1油孔31的倾斜角度θ减小，则在下连杆6的摆动运动以及曲柄销5的回旋运动中，相对于曲柄销5的油入口31b的周向速度提高(例如与上述倾斜角度θ为40°左右的情况相比)。因此，呈现出如下趋势，即，曲柄销5侧的供油孔29与油入口31b一致的时间相对缩短，润滑油量减少。因此，在优选的一个实施例中，如图5所示，轴承金属件16的连通孔41形成为在周向上较长的长孔状。

即，轴承金属件16以整体形成为圆筒状的方式构成为以180°为单位分割为2部分，分别以非旋转状态组装于下连杆上部6A以及下连杆下部6B。为了使曲柄销5侧的供油孔29与下连杆6的油入口31b彼此连通，在该轴承金属件16且在与油入口31b对应的位置形成有连通孔41。而且，该连通孔41形成为沿周向延伸的长孔状。由此，曲柄销5侧的供油孔29与下连杆6的油入口31b遍及规定角度范围而保持为连通状态。换言之，曲柄销5侧的供油孔29与下连杆6的油入口31b彼此连通的时间延长。因此，能够确保充足的润滑油量。

在一个实施例中，如图6所示，形成为长孔状的连通孔41的一端处于与油入口31b对应的位置，另一端延伸至以分割面14为基准的倾斜角度θ较大的位置。

此外，如果过度增大连通孔41，则作为轴承的面压力提高，因此并非优选。

在上述第1实施例中，以第1油孔31的以分割面14为基准的倾斜角度θ为10°为例进行了说明，但在本发明中，第1油孔31的倾斜角度θ并不限定于特定的角度。图7～图9表示沿着曲柄销轴承部11的半径线的第1油孔31的倾斜角度θ例如设为24°的第2实施例的下连杆6。其他结构基本与第1实施例相同。第1油孔31的中心线的延长线依然指向不与上销4相交叉的方向，润滑油经由第2油孔32而向上销4侧引导。

在该第2实施例中，交叉部的第1油孔31与第2油孔32的交叉角度大于第1实施例，伴随着流动方向变化的压力损失较小。另外，第2油孔32的通路长度与第1实施例相比更短，基于这一点，压力损失也减小。相反地，第1油孔31的油入口31b的位置接近应力较高的部位。因此，优选考虑两者而设定倾斜角度θ。

在第2实施例中，轴承金属件16的连通孔41也形成为长孔状，但与第1实施例相比而第1油孔31的倾斜角度θ更大，因此第1油孔31的油入口31b位于形成为长孔状的连通孔41的周向中央附近(参照图9)。

此外，除了上述油孔30以外，第1、第2实施例的下连杆上部6A(下连杆6)还具有用于朝向活塞1(参照图1)或缸内壁面供给喷射油的油孔28。该油孔28在曲柄销轴承部11的圆周中位于比作用有最大燃烧载荷反作用力的位置更靠近控制销9的位置。因此，基于前述的燃烧载荷以及燃烧载荷反作用力的开口缘处的应力集中较小。因此，油孔28形成为简单的直线状。与该油孔28对应的轴承金属件16的连通孔42形成为纯圆形(参照图5、图6、图9)。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但本发明并不局限于上述实施例，可以进行适当的变更。例如，在上述实施例中，第1油孔31沿曲柄销轴承部11的半径线而形成，但也可以相对于曲柄销轴承部11的半径线略微倾斜，或者可以配置为相对于半径线略微平行地移动。

另外，第2油孔32也可以不严格地沿着相对于分割面14正交的方向(即，与螺栓21平行的方向)。

Claims (7)

1.一种内燃机的下连杆，其是内燃机的活塞曲柄机构的上述下连杆，该活塞曲柄机构具有：上连杆，其一端经由活塞销而与内燃机的活塞连结；下连杆，其经由上销而与该上连杆的另一端连结，并且与曲轴的曲柄销连结；以及控制连杆，其一端能够摆动地支撑于内燃机主体侧，另一端经由控制销而与上述下连杆连结，

在上述上销与上述控制销之间具有能够旋转地与上述曲柄销嵌合的曲柄销轴承部，从上述曲柄销的供油孔朝向上述上销与上述上连杆的连结部供给润滑油的油孔通过上述曲柄销轴承部而形成，其中，

上述油孔由如下部位构成：

第1油孔，其从上述曲柄销轴承部内周面向半径方向外侧以直线状延伸；以及

第2油孔，其与上述第1油孔的前端部相交叉，一端作为油出口在下连杆外侧面开口，该第2油孔以直线状延伸。

2.根据权利要求1所述的内燃机的下连杆，其中，

上述第2油孔的直径与上述第1油孔的直径相比相对更大。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的下连杆，其中，

上述第1油孔与上述第2油孔相交叉的角度大于90°。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的下连杆，其中，

下连杆在从上述曲柄销的中心通过的分割面中分割为包含上销用销凸台部在内的下连杆上部、以及包含控制销用销凸台部在内的下连杆下部的2个部件，并且上述2个部件由沿与上述分割面正交的方向延伸的多个螺栓彼此紧固，

上述第1油孔沿相对于上述分割面倾斜的方向延伸，

上述第2油孔沿与上述分割面正交的方向延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的下连杆，其中，

上述第1油孔的中心线的延长线在不与上述上销的外周面相交叉的方向上形成，

上述第2油孔的中心线的延长线在与上述上销的外周面相交叉的方向上形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的下连杆，其中，

上述第1油孔沿上述曲柄销轴承部的半径线而形成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机的下连杆，其中，

上述曲柄销轴承部经由轴承金属件而与上述曲柄销嵌合，

在上述轴承金属件，开口形成有遍及规定角度范围地将上述曲柄销的供油孔与上述第1油孔保持为连通状态的长孔状的连通孔。

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