CN204200828U - 四冲程通机曲柄连杆机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及四冲程通机，具体涉及一种四冲程通机曲柄连杆机构，包括活塞连杆组、曲轴，曲轴包括主轴、连杆轴颈与曲柄，曲柄与主轴一体成型，连杆轴颈与连杆轴颈两侧的曲柄固定连接，活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆，连杆包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓，连杆体分为连杆小头、杆身和连杆大头，连杆小头连接活塞销，连杆大头铰接于曲轴的连杆轴颈，其中，连杆大头一体成型。本实用新型的目的在于提供一种四冲程发动机高速回转过程中连杆不会发生疲劳断裂的连杆。

Description

四冲程通机曲柄连杆机构

技术领域

本实用新型涉及四冲程通机，具体涉及一种四冲程通机曲柄连杆机构。

背景技术

通用小型汽油机，简称通机,是指除车用及特殊用途以外的汽油机,其标定功率一般在30kW以下。它主要作为农林植保机械、小型农机具、园林机械、发电机组、建筑机械、舷外机械等的配套动力。由于通用小型汽油机体积小、重量轻、价格便宜、使用方便,所以在各种机具配套中占有重要位置。特别是在背负式机械之中,通用小型汽油机更是唯一的配套动力。

常见的通机发动机有两冲程和四冲程的区别。作为汽油发动机动力的小型手持设备的动力来源，两冲程发动机在相当长的时间内仍然有一定的市场空间。两冲程发动机区别于四冲程发动机的显著特点是结构简单，运动部件少。首先两冲程发动机没有气门，可以简化结构。其次两冲程发动机转动一周点火一次（四冲程转动两周点火一次）,可以有更大的爆发力。这两个特点使得两冲程发动机简捷轻便，制造成本低。

两冲程发动机活塞每次经过上死点都是做功行程，而四冲程发动机每转动2周进行一次做功行程。为保证四个行程的顺利进行，发动机设计有进气和排气门加以控制。四冲程发动机的优点是在不同转速都可以保证高效燃烧。在低速的扭矩较大，由于增加了结构部件使得重量和复杂程度加大，但是其结构原理的可靠性在多年的实用中得到了良好的验证。

随着社会的发展，燃油价格的日益昂贵。目前，人们的环境保护意识逐渐增强，各地政府有关发动机应用到摩托车方面的政策(如禁止二冲程摩托车上路、限制摩托车排放)相继出台。因此，四冲程的发动机越来越受到人们的青睐；而且随着加工技术水平的不断提高和燃油电子喷射等新技术的广泛应用，四冲程通机结构复杂、体积大等缺点会得到逐步改进。由此得出四冲程通机是未来通机的发展方向。

发动机的主要部件包括：曲轴，连杆，活塞和缸体。

连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。其中连杆的结构，连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆小头用来安装活塞销，以连接活塞。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分体式，与杆身切开的一半称为连杆盖，二者靠连杆螺栓连接为一体。

常用的四冲程通机存在的一个缺点就是转速较慢，现在对四冲程通机进行改造，提高四冲程通机的转速。但现在提高转速后发现通过连接盖与曲轴连接的方式，连接强度不够，在高速回转的过程中连杆容易发生疲劳断裂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种四冲程发动机高速回转过程中连杆不会发生疲劳断裂的连杆。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：四冲程通机曲柄连杆机构，包括活塞连杆组、曲轴，曲轴包括主轴、连杆轴颈与曲柄，曲柄与主轴一体成型，连杆轴颈与连杆轴颈两侧的曲柄固定连接，活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆，连杆包括连杆小头、杆身和连杆大头，连杆小头连接活塞销，连杆大头铰接于曲轴的连杆轴颈，其中，连杆大头一体成型。

本实用新型的有益效果是：连杆大头带动曲轴作回转运动，连杆大头在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，由于随着四冲程发动机的改进，发动机转速提高，连杆大头的工作过程中各点应力变化频率加快，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力。当连杆大头与曲轴的连接方式采用背景中提及的分体式，靠连杆螺栓连接为一体时，工作过程中的应力会集中在连杆大头与曲轴的连接缺口处，在交变应力的作用下，虽然连杆大头所承受的应力低于材料的屈服点，但交变应力循环频率加快，经过较长时间的工作后连杆大头与曲轴的连接处会产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。在本实用新型中，连杆大头采用一体成型的结构，不采用螺栓连接的方式，没有缺口应力就不会集中，从而提高了连杆的疲劳强度，避免发生疲劳断裂的情况。

进一步，所述杆身的横截面为“工”形断面；在满足强度和刚度要求的前提下减少连杆的重量。

进一步，所述连杆大头孔座中安装有连杆轴瓦；连杆轴瓦有减小连杆与连杆轴颈的摩擦力，同时由于材料表面粗糙度愈小，应力集中愈小，连杆的疲劳强度也愈高。

进一步，曲柄上开有安装孔，所述连杆轴颈与安装孔过盈配合；由于连杆大头采用一体成型的结构，装盘配时就得由连杆轴颈配合连杆大头，同时由于连杆被限制在一个平面内进行回转，不用担心会将连杆轴颈会有轴向受力，所以装配快捷的过盈配合是很好的选择。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型结构四冲程通机曲柄连杆机构实施例的结构示意图；

图2为图1中连杆的正视图；

图3为图1中连杆的等轴视图；

附图标记：曲轴1、曲柄2、连杆3、连杆小头31、杆身32、连杆大头33、连杆轴瓦331。

具体实施方式

结合附图1所示的四冲程通机曲柄连杆机构，包括活塞连杆组、曲轴1，曲轴1包括主轴、连杆轴颈与曲柄2，曲柄2与主轴一体成型，曲柄2上开有安装孔，连杆轴颈与安装孔过盈配合，活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆3，

连杆3包括连杆小头31、杆身32和连杆大头33，连杆小头31连接活塞销，连杆大头33铰接于曲轴1的连杆轴颈，连杆大头孔座中安装有连杆轴瓦，其中，连杆大头33一体成型。

在工作状态下，连杆大头33带动曲轴1作回转运动，连杆大头33在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，由于随着四冲程发动机的改进，发动机转速提高，连杆大头33的工作过程中各点应力变化频率加快，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力。当连杆大头33与曲轴1的连接方式采用背景中提及的分体式，靠连杆螺栓连接为一体时，工作过程中的应力会集中在连杆大头33与曲轴1的连接缺口处，在交变应力的作用下，虽然连杆大头33所承受的应力低于材料的屈服点，但交变应力循环频率加快，经过较长时间的工作后连杆大头33与曲轴1的连接处会产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。在本实用新型中，连杆大头33采用一体成型的结构，不采用螺栓连接的方式，也就没有了缺口，应力就不会集中到一处，从而提高了连杆3的疲劳强度，避免发生疲劳断裂的情况。杆身32的横截面为“工”形断面；在满足强度和刚度要求的前提下减少连杆3的重量。连杆大头孔座中安装有连杆轴瓦；连杆轴瓦有减小连杆3与连杆轴颈的摩擦力，同时由于材料表面粗糙度愈小，应力集中愈小，连杆3的疲劳强度也愈高。曲柄2上开有安装孔，连杆轴颈与安装孔过盈配合；由于连杆大头33采用一体成型的结构，装盘配时就得由连杆轴颈配合连杆大头33，同时由于连杆3被限制在一个平面内进行回转，不用担心会将连杆轴颈会有轴向受力，所以装配快捷的过盈配合是很好的选择。

装配过程，由于本实用新型的连杆3的连杆大头33一体成型，装配时不同于一般的采用可拆卸的连杆盖的连杆，在装入曲轴箱之前就已经与曲轴1装配在一起，（连杆3与曲轴1的装配过程：独立的连杆轴颈穿过连杆3并与连杆3两侧的曲柄2过盈配合），将曲轴1与连杆3一起装入曲轴箱内，然后将曲轴箱闭合，通过螺栓固定。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.四冲程通机曲柄连杆机构，包括活塞连杆组、曲轴，

所述曲轴包括主轴、连杆轴颈与曲柄，所述曲柄与主轴一体成型，所述连杆轴颈与连杆轴颈两侧的曲柄固定连接，

所述活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆，

所述连杆包括连杆小头、杆身和连杆大头，所述连杆小头连接活塞销，所述连杆大头铰接于曲轴的连杆轴颈，其特征在于，所述连杆大头一体成型。

2.如权利要求1所述的四冲程通机曲柄连杆机构，其特征在于，所述杆身的横截面为“工”形断面。

3.如权利要求1所述的四冲程通机曲柄连杆机构，其特征在于，所述连杆大头孔座中安装有连杆轴瓦。

4.如权利要求1所述的四冲程通机曲柄连杆机构，其特征在于，曲柄上开有安装孔，所述连杆轴颈与安装孔过盈配合。