CN212225403U - 一种自找正活塞连杆组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自找正活塞连杆组，包括活塞和连杆，所述活塞包括：活塞外套，呈中空的筒体，其内壁上设有与连杆摆动的平面平行的平面壁和曲面壁，其底端设有形成阻挡壁；活塞内芯，设置在活塞外套内，其顶面为活塞顶部；其外壁为曲面，与活塞外套的内壁相适配；其底端设置有销座，连杆通过活塞销轴转动设置在所述销座内。本实用新型，活塞外套和活塞内芯为曲面，使活塞运动过程中垂直于运动方向上无分力，降低活塞与活塞缸套之间的摩擦，提高做功效率。平面壁限制活塞外套与活塞内芯使其在垂直于连杆摆动的平面内无运动，连杆与曲柄无应力，可防止连杆与曲柄受应力发生断裂或变形，节约生产成本。

Description

一种自找正活塞连杆组

技术领域

本实用新型涉及活塞连杆组技术领域，具体涉及一种自找正活塞连杆组。

背景技术

活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件。活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部，活塞与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。活塞的主要作用是承受气缸中的燃烧压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。

活塞顶部是组成燃烧室的主要部分，其形状与所选用的燃烧室形式有关。汽油机多采用平顶活塞，其优点是吸热面积小。柴油机活塞顶部常常有各种各样的凹坑，其具体形状、位置和大小都必须与柴油机的混合气形成与燃烧的要求相适应。

中国实用新型专利CN204984627U提供了一种无销式发动机活塞连杆组，包括活塞头部和连杆，活塞头部上省略了活塞裙部，活塞头部上设有连接块，连接块上开设配合孔，连杆的一端是活塞连接头，活塞连接头与配合孔配合的面是球面或弧面，连杆能以活塞连接头为支点相对连接块摆动，连杆的另一端是曲柄连接环，活塞头部的中轴线与活塞连接头的转动中心之间的间距为H，H>0。该无销式发动机活塞连杆组，去除了现有活塞连杆组的活塞裙部、活塞销及活塞卡环，从而达到了降低运动重量，节能减排的目的，同时，由于大幅减少的重量和体只，从而可减少发动机整体的体积和重量，降低制造成本增加企业利润。

该无销式发动机活塞连杆组具有以下缺点：

(1)活塞连接头与配合孔的面为球面或弧面，当活塞受到压力时下行，连杆以活塞连接头为支点相对连接块摆动，连杆对活塞仍然具有垂直于活塞运行方向的分离，使活塞头部的外壁挤压活塞缸套的内壁，产生摩擦力，降低活塞的做功效率；

(2)连杆上设有活塞连接头，需要对现有的连杆生产线进行较大的改进，并且不能普遍适用于现有的活塞连杆机构，增加生产和运维成本。

有鉴于此，急需对现有的活塞连杆组结构进行改进，以降低活塞摩擦、提高活塞做功效率、降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有活塞连杆机构活塞与活塞壁之间摩擦大、无销式发动机活塞连杆组中连杆和曲柄存在应力容易发生变形的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种自找正活塞连杆组，包括活塞和连杆，所述活塞包括：

活塞外套，呈中空的筒体，其内壁上设有与所述连杆的摆动平面平行的平面壁以及曲面壁，其底端沿径向向内延伸，形成阻挡壁；

活塞内芯，设置在所述活塞外套内，其顶面为活塞顶部；其外壁为曲面，与所述曲面壁相适配；其底端向下延伸穿出所述阻挡壁，所述活塞内芯的底端设置有销座，所述连杆通过活塞销轴转动设置在所述销座内。

在本方案中，所述曲面壁和所述活塞的外壁为球面的一部分，其球心重合。

在本方案中，所述阻挡壁设有V形槽，与所述曲面壁连通。

在本方案中，所述活塞内芯的顶端、所述活塞外套的顶端与活塞缸套组成燃烧室。

在本方案中，所述活塞外套的外壁上设有油环和水环。

在本方案中，所述活塞顶部为平顶、凸顶、凹顶或成型顶。

与现有技术相比，本实用新型，活塞外套的内壁设有曲面壁，活塞内芯为与曲面壁相适配的曲面，当活塞受燃烧气体压力推动连杆运动时，活塞内芯相对活塞外套转动，使活塞与活塞缸套的内壁保持在水平方向上无分力，降低活塞与活塞缸套之间的摩擦，提高做功效率。活塞外套与活塞内芯发生相对转动，平面壁限制活塞外套与活塞内芯的转动，防止产生垂直于连杆摆动平面的应力，可以防止连杆与曲柄受应力发生断裂或变形，节约生产成本。

附图说明

图1为本实用新型中自找正活塞连杆组的主视图；

图2为本实用新型中自找正活塞连杆组的剖面图；

图3为本实用新型中活塞和连杆运动时的剖面示意图。

其中图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10活塞，20连杆，11活塞外套，12活塞内芯，111曲面壁，112阻挡壁，113V形槽，13销座，14活塞销轴。

具体实施方式

本实用新型提供了一种自找正活塞连杆组，活塞外套和活塞内芯为曲面，使活塞运动过程中垂直于运动方向上无分力，降低活塞与活塞缸套之间的摩擦，提高做功效率。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供的自找正活塞连杆组，包括活塞10和连杆20。

活塞10包括活塞外套11和活塞内芯12，活塞外套11位于一个中空的筒体，其内壁设有曲面壁111以及平行于连杆20摆动平面的平面壁，其底端沿径向向内延伸形成阻挡壁112，阻挡壁112设有开口向下的V形槽113。活塞外套11的外壁上设有活塞环。

活塞内芯12的顶面为活塞顶部，其形状可以为平顶、凸顶、凹顶或成型顶。活塞内芯12的顶部与活塞外套以及活塞缸套组成燃烧室，燃油在燃烧室中燃烧产生压力。活塞内芯12的外壁为曲面，与曲面壁111相适配，活塞内芯12的外壁和曲面壁111都为球面的一部分，其球心重合。活塞内芯12的底端向下延伸穿出阻挡壁112，活塞内芯12的底端设有销座13。连杆20的顶端设有销孔，通过活塞销轴14设置在销座13内，并与活塞内芯12焊接固定，连杆20的下端与曲柄转动连接。

本实用新型的工作过程如下：

如图3所示，燃油在燃烧室燃烧产生燃烧压力，燃烧压力作用于活塞内芯12的顶部，活塞内芯12将此燃烧压力传递给连杆20，并与活塞外套11发生挤压，推动活塞连杆组向下运动。连杆20受力发生摆动，并将摆动过程中产生作用力作用于活塞内芯12，此作用力具有垂直于活塞运动方向的分力，活塞内芯12受到此作用力，由于活塞内芯12的外壁为曲面，活塞外套11的内侧壁设曲面壁，活塞内芯12与活塞外套11发生相对转动，平衡了活塞10所受的连杆20的作用力在垂直于活塞运动方向上的分力，降低活塞10与活塞缸套内壁间的摩擦，从而提高活塞的做功效率。

与现有技术相比，本实用新型提供的自找正活塞连杆组，活塞外套为中空的筒体，其内壁上设有曲面壁和平面壁，活塞内芯设置在活塞外套内，其外壁为与曲面壁相适配的曲面，其下端与连杆通过活塞销连接，当活塞内芯受压力推动连杆转动时，活塞内芯与活塞外套发生相对转动，平衡了活塞外套垂直于活塞运动方向上的分力，降低了活塞外套的外侧壁与活塞缸套的摩擦力，提高活塞的做功作用效率。

现有的无销式发动机活塞，通过活塞连接头和连接块上的配合孔配合使连杆摆动，降低了活塞的冲程，但随着连杆的摆动，活塞头部仍然会受到垂直于活塞运动方向上的分力，活塞头部的外壁仍与活塞缸套发生摩擦，影响活塞的做功效率。

与现有的无销式发动机活塞连杆组相比，本实用新型提供的自找正活塞连杆组，通过活塞内省与活塞外套发生相对转动，平衡掉了活塞垂直于运动方向上的分力，实现活塞自找正过程，平面壁对活塞内芯和活塞外套的转动进行限制，防止其产生垂直于连杆摆动平面的分力，活塞下方的连杆及曲柄的受力不变，降低了活塞连杆与曲柄的连接节点上的应力，防止其发生变形，延长了活塞连杆组的使用寿命，提高其安全性。

本实用新型提供的自找正活塞连杆组，可广泛应用于活塞式压缩机、柴油机、汽油机等，活塞的连杆与现有技术中的连杆相同，普遍适用于现有的活塞连杆机构，不需要对现有的连杆生产线进行大规模改动，降低了生产和维修的成本。

在本方案中，活塞外套的底端沿径向设有阻挡壁，阻挡壁上设有V形槽，与曲面壁连通，扩大了连杆的摆动范围，提高了活塞的有效做功效率。

现有技术中，连杆通过销轴转动设置在活塞上，在连杆的摆动过程中，由于连杆相对于活塞转动，产生分力，使连杆传递给曲柄的驱动力小于燃气作用于活塞的燃烧压力，活塞的做功效率低。在本方案中，活塞内芯通过活塞销轴与连杆焊接固定，使活塞内芯与连杆成为一个整体，燃烧室内产生的燃烧压力作用于活塞内芯的顶部，通过活塞内芯直接传递到连杆上，由于连杆与活塞内芯连为一体，不会产生分力，增大了连杆传递给曲柄的驱动力，提高了活塞的做功效率。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自找正活塞连杆组，包括活塞和连杆，其特征在于，所述活塞包括：

活塞外套，呈中空的筒体，其内壁上设有与所述连杆的摆动平面平行的平面壁和曲面壁，其底端沿径向向内延伸，形成阻挡壁；

活塞内芯，设置在所述活塞外套内，其顶面为活塞顶部；其外壁为曲面，与所述曲面壁相适配；其底端向下延伸穿出所述阻挡壁，所述活塞内芯的底端设置有销座，所述连杆通过活塞销轴设置在所述销座内。

2.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述曲面壁和所述活塞的外壁为球面的一部分，其球心重合。

3.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述活塞内芯通过所述活塞销轴与所述连杆焊接固定连接。

4.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述阻挡壁设有V形槽，与所述曲面壁连通。

5.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述活塞内芯的顶端、所述活塞外套的顶端与活塞缸套组成燃烧室。

6.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述活塞外套的外壁上设有油环和气环。

7.根据权利要求1所述的自找正活塞连杆组，其特征在于，所述活塞顶部为平顶、凸顶、凹顶或成型顶。

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