CN109723566A - 一种降低活塞热负荷的连杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低活塞热负荷的连杆组件，属于发动机技术领域。它解决了目前发动机活塞使用过程中热负荷高、使用寿命短等技术问题。其包括杆身、小头设置导油孔的连杆、带导油孔的连杆轴瓦、同时具有导油槽及导油孔的连杆衬套。本发明的连杆轴瓦的导油孔、连杆杆身的导油孔、连杆衬套的导油槽及其导油孔、连杆小头的导油孔形成完整的润滑油路，从而能够在压力的驱动下主动冷却与连杆总成进行装配的活塞内腔，实现活塞热负荷的降低，提供了一种提高活塞可靠性和耐久性的有效途径。

Description

一种降低活塞热负荷的连杆组件

技术领域

本发明涉及一种降低活塞热负荷的连杆组件，属于发动机技术领域。

背景技术

在活塞式发动机中，连杆的作用是连接发动机中的曲轴和活塞，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的燃气压力传给曲轴，由曲轴对外输出机械能做功。活塞在做往复运动时，承受着燃烧温度和爆发压力所形成的热负荷和机械负荷。随着发动机技术的不断发展，其紧凑化、集成化程度越来越高、升功率也越来越高。在这种情况下，活塞面临更加严苛的工作环境，活塞冷却和热失效成为目前活塞设计中的重点。

目前活塞的开发过程中均加入了降低活塞热负荷的设计，增加活塞内冷油道和活塞冷却喷嘴，但活塞内冷油道仅能降低活塞环槽和喉口的温度，对燃烧室中央和底部的温度冷却效果甚微；同时在发动机运行时活塞冷却喷嘴与活塞的距离一直变化，影响了冷却效果。

随着发动机强化程度的日益升高，发动机缸内的爆发压力越来越大，钢活塞的使用越来越广，钢活塞较铝活塞而言导热系数低，从而导致钢活塞的热负荷远高于铝活塞，活塞结焦趋势明显增大，同时活塞的高热负荷也会导致机油劣化速度加快。

综上所述，有必要进行相关的集成化结构设计，来降低活塞的热负荷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种能有效降低活塞热负荷的连杆组件及其发动机。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种降低活塞热负荷的连杆组件，包括连杆、连杆衬套、连杆轴瓦、活塞销和活塞，连杆包括连杆小头和连杆大头，连杆小头和连杆大头通过连杆杆身连接成一体，连杆杆身中设置有导油孔，连杆小头设置有导油孔；连杆衬套与连杆小头进行过盈装配，连杆衬套中设置有导油槽和导油孔；连杆轴瓦与连杆大头进行过盈装配，连杆轴瓦中设置有导油孔；活塞内设有左右贯通的活塞销孔，连杆的连杆小头伸入活塞中，活塞销位于连杆衬套中，活塞销左右两端伸出连杆衬套并伸入活塞销孔中，其特征在于，连杆轴瓦的导油孔、连杆杆身的导油孔、连杆衬套的导油槽及其导油孔、连杆小头的导油孔形成完整的润滑油路，从而能够在压力的驱动下主动冷却活塞内腔，进而降低活塞的热负荷。

进一步的，连杆小头导油孔包括第一侧导油孔和第二侧导油孔，第一侧导油孔和第二侧导油孔左右对称设置在连杆小头的上半段圆弧侧壁上。

进一步的，连杆衬套包括位于连杆小头上端的受拉部和位于连杆小头下端的受压部，所述受压部的厚度要大于受拉部的厚度。

进一步的，连杆衬套设置有非全圆周环形导油槽，导油槽与连杆衬套导油孔相通。

进一步的，连杆小头的厚度尺寸从连杆小头向连杆大头方向逐渐变大。

本发明还提供一种发动机，所述发动机包括如上所述的任意一种连杆组件。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、通过零件的简单加工，即可形成完整的润滑油路，在压力的驱动下冷却活塞内腔，从而降低了活塞燃烧室中央和底部的温度，减缓了机油的劣化速度，总体结构简单、紧凑，生产、应用成本较低。

2、连杆在发动机运转过程中，持续在活塞内腔中摆动，从而可以保证在径向距离不变的情况下持续冷却整个活塞内腔。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中的实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中：

图1为本发明的半剖图。

图2为本发明的连杆结构图。

图3为本发明连杆、连杆衬套、活塞、活塞销的装配图。

图4为本发明双侧连杆小头导油孔实施例图。

图5为本发明连杆受拉部和受压部结构图。

图6为本发明的连杆衬套非全圆周环形导油槽结构图。

图7为本发明图6的左视图。

附图标记说明：1-连杆、2-连杆衬套、3-连杆轴瓦、4-活塞销、5-活塞、6-连杆小头、7-连杆大头、8-连杆杆身、9-连杆杆身导油孔、10-连杆小头导油孔、11-连杆衬套导油槽、12-连杆衬套导油孔、13-连杆轴瓦导油孔、14-活塞销孔、15-活塞内腔、16-第一侧导油孔、17-第二侧导油孔、18-连杆小头受拉部、19-连杆小头受压部、20、连杆衬套非全圆周环形导油槽。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1-3所示，本发明的连杆组件主要包括连杆1、连杆衬套2、连杆轴瓦3、活塞销4和活塞5；连杆1包括连杆小头6和连杆大头7，连杆小头6和连杆大头7通过连杆杆身8连接成一体，连杆杆身8中设置有导油孔9，连杆小头6设置有导油孔10；连杆衬套2与连杆小头6进行过盈装配，连杆衬套2中设置有导油槽11和导油孔12；连杆轴瓦3与连杆大头7进行过盈装配，连杆轴瓦3中设置有导油孔13；活塞5内设有左右贯通的活塞销孔14，连杆1的连杆小头6伸入活塞3中，活塞销4位于连杆衬套2中，活塞销4左右两端伸出连杆衬套2并伸入活塞销孔14中。该结构优势在于，连杆轴瓦的导油孔13、连杆杆身的导油孔9、连杆衬套的导油槽11及其导油孔12、连杆小头的导油孔10形成完整的润滑油路，从而能够在压力的驱动下主动冷却活塞内腔15，从而降低了活塞燃烧室中央和底部的温度，减缓了机油的劣化速度，总体结构简单、紧凑，生产、应用成本较低；同时在连杆的摆动过程中，可以保证连杆与活塞径向距离不变的情况下持续冷却整个活塞内腔。

如图4所示，本发明可根据活塞内腔所需的冷却能力，设计双侧连杆导油孔第一侧导油孔16、第二侧导油孔17，冷却能力的调节。

如图5所示，本发明可根据相关的有限元计算，设计受压部19的厚度要大于受拉部18的厚度，从而增大活塞内腔空间，进而增加冷却面积。提升冷却能力。

如图6所示，本发明可通过机油供给量与油压变化量的计算，设计不同的衬套导油槽从而保证冷却需求和可靠性要求，图示为非非全圆周环形导油槽结构20。

进一步的，根据连杆轴瓦比压的相关计算，可以设计连杆1的厚度尺寸从连杆小头6向连杆大头7方向逐渐变大，连杆轴瓦比压的控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种降低活塞热负荷的连杆组件，包括连杆（1）、连杆衬套（2）、连杆轴瓦（3）、活塞销（4）和活塞（5），连杆（1）包括连杆小头（6）和连杆大头（7），连杆小头（6）和连杆大头（7）通过连杆杆身（8）连接成一体，连杆杆身（8）中设置有导油孔（9），连杆小头（6）设置有导油孔（10）；连杆衬套（2）与连杆小头（6）进行过盈装配，连杆衬套（2）中设置有导油槽（11）和导油孔（12）；连杆轴瓦（3）与连杆大头（7）进行过盈装配，连杆轴瓦（3）中设置有导油孔（13）；活塞（3）内设有左右贯通的活塞销孔（14），连杆（1）的连杆小头（6）伸入活塞（3）中，活塞销（4）位于连杆衬套（2）中，活塞销（4）左右两端伸出连杆衬套（2）并伸入活塞销孔（14）中，其特征在于，连杆轴瓦的导油孔（13）、连杆杆身的导油孔（9）、连杆衬套的导油槽（11）及其导油孔（12）、连杆小头的导油孔（10）形成完整的润滑油路，在压力的驱动下主动冷却活塞内腔（15）。

2.如权利要求1所述的一种降低活塞热负荷的连杆组件，其特征在于，所述连杆小头导油孔包括第一侧导油孔（16）和第二侧导油孔（17），第一侧导油孔（16）和第二侧导油孔（17）左右对称设置在连杆小头（6）的上半段圆弧侧壁上。

3.如权利要求1所述的一种降低活塞热负荷的连杆组件，其特征在于，连杆衬套（2）包括位于连杆小头上端的受拉部（18）和位于连杆小头下端的受压部（19），所述受压部（19）的厚度要大于受拉部（18）的厚度。

4.如权利要求1所述的一种降低活塞热负荷的连杆组件，其特征在于，连杆衬套（2）设置有非全圆周环形导油槽（20），导油槽（20）与连杆衬套导油孔（12）相通。

5.如权利要求1所述的一种降低活塞热负荷的连杆组件，其特征在于，所述连杆（1）的厚度尺寸沿着连杆小头（6）向连杆大头（7）方向逐渐变大。