CN110285136A - 下连杆和具有它的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下连杆和具有它的发动机。该下连杆上设置有与曲轴配合的中心孔，所述下连杆包括：第一分体和第二分体，所述第一分体上设置有第一销孔和第二销孔，所述第二分体与所述第一分体在所述第一销孔处转动连接，以使所述第一分体与所述第二分体可绕所述第一销孔发生相对转动。根据本发明的下连杆，在满足调节发动机压缩比的同时，通过优化第一分体和第二分体的结构和连接方式，有效降低下连杆与连杆颈的装配难度，提高装配效率，还可以降低紧固件的使用规格，从而减小下连杆的尺寸，进而有利于提高发动机的轻量化。

Description

下连杆和具有它的发动机

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种下连杆和具有它的发动机。

背景技术

可变压缩比技术是一种动态调整发动机压缩比的技术，通过改变发动机活塞上止点位置，改变发动机压缩比，在不同的负载情况下可变压缩比可以提高燃料效率，使发动机始终都工作在最佳油耗区。

目前典型的改变发动机活塞上止点位置的结构为多连杆机构，其中下连杆受力最大，结构设计要求严格，且下连杆与曲轴装配时，多采用螺栓连接将调节连杆的上、下两部分进行紧固，导致对螺栓的规格和性能要求较高，下连杆装配困难，过程中需不断调整连杆位置以便于拧紧螺栓。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种下连杆，可减小下连杆的尺寸，提高发动机装配效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种下连杆，所述下连杆上设置有与曲轴配合的中心孔，所述下连杆包括：第一分体和第二分体，所述第一分体上设置有第一销孔和第二销孔，所述第二分体与所述第一分体在所述第一销孔处转动连接，以使所述第一分体与所述第二分体可绕所述第一销孔发生相对转动。

根据本发明的一些实施例，在所述第一分体与所述第二分体相对转动至所述第一分体的第一端与所述第二分体的第一端接触时，所述第一分体的所述第一端和所述第二分体的所述第一端通过连杆螺栓相连接。

进一步地，所述第一分体的所述第一端端面和所述第二分体的所述第一端端面构成分型面，且所述第一分体上设置有上中心半孔，所述第二分体上设置有下中心半孔，所述上中心半孔和所述下中心半孔合围成中心孔，所述分型面所在平面穿过所述中心孔的轴线设置。

进一步地，所述第一分体的第二端和所述第二分体的第二端接触，所述第一分体的所述第二端和所述第二分体的所述第二端通过工艺螺栓相连接。

进一步地，所述连杆螺栓和所述工艺螺栓分布在所述中心孔的两侧。

进一步地，所述连杆螺栓和所述工艺螺栓的朝向相反。

根据本发明的一些实施例，所述第一分体与所述第二分体发生相对转动的角度范围为0°～170°。

根据本发明的一些实施例，在所述第一销孔处，所述第一分体包括两个间隔开的第一分臂，所述第二分体至少部分地夹设于两个所述第一分臂之间。

进一步地，在所述第一销孔处，所述第二分体包括两个间隔开的第二分臂，两个所述第二分臂夹设于两个所述第一分臂之间，且两个所述第二分臂的连接处设置有避让凹槽。

相对于现有技术，本发明所述的下连杆具有以下优势：

本发明所述的下连杆，在满足调节发动机压缩比的同时，通过优化第一分体和第二分体的结构和连接方式，有效降低下连杆的装配难度，提高装配效率，还可以减小下连杆的尺寸，进而有利于实现轻量化设计。

本发明的另一个目的在于提出一种发动机，包括活塞，所述活塞适于在所述发动机的气缸内运动；曲轴，所述曲轴的主轴颈可转动地设置在所述发动机的缸体上；上述的下连杆，所述下连杆套设在所述曲轴的连杆颈上；上连杆，所述上连杆连接在所述活塞与所述下连杆之间，所述第一销孔为适于与所述上连杆连接的上连杆销孔，或者，所述第一销孔为适于与所述控制连杆连接的控制连杆销孔；压缩比调节机构，所述压缩比调节机构用于调节所述活塞在所述气缸内的位置，所述压缩比调节机构包括：控制连杆，所述控制连杆与所述下连杆铰接。

相对于现有技术，本发明所述的发动机具有的优势与下连杆具有的优势相同，这里不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是活塞、上连杆、第一实施例的下连杆、压缩比调节机构的装配示意图；

图2是上连杆、第一实施例的下连杆、控制连杆的装配示意图；

图3是上连杆、第一实施例的下连杆、控制连杆的剖视图；

图4是第一实施例的下连杆主视图；

图5是第一实施例的下连杆剖视图；

图6是第二实施例的下连杆的立体图；

图7是第三实施例的下连杆的分解示意图；

图8是第三实施例的下连杆剖视图；

图9是上连杆、第四实施例的下连杆、控制连杆的装配示意图；

图10是第四实施例的下连杆的分解示意图；

图11是第四实施例的下连杆的剖视图。

附图标记说明：

活塞1、上连杆2、下连杆3、第一分体31、上连杆销孔311、第一分臂312、上中心半孔316、第二分体32、控制连杆销孔321、第二分臂322、下中心半孔326、中心孔33、连杆螺栓35、工艺螺栓36、分型面40、控制连杆5、偏心轴6、压缩比调节机构7、活塞销A、连杆销B、控制连杆销D、

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1-图11并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1所示，发动机可以包括：活塞1、曲轴、下连杆3、上连杆2、压缩比调节机构7。

具体地，本发明实施例的下连杆3适于与发动机的曲轴铰接相连，且活塞1可在发动机的气缸内运动，活塞1可在气缸的缸孔内沿图1的上下方向运动。

曲轴的主轴颈可转动地设置在发动机的缸体上，曲轴的连杆颈与主轴颈的中心轴线错开。曲轴的连杆颈可以有多个。

下连杆3套设在其中一个连杆颈上，具体而言，下连杆3上设置有中心孔33，连杆颈位于中心孔33内，下连杆3与连杆颈可相互转动。在一些实施例中，下连杆3与连杆颈之间可以设置有连杆颈销或轴瓦，以减小下连杆3和连杆颈的磨损，延长发动机的零件使用寿命。

上连杆2连接在活塞1与下连杆3之间，也就是说，上连杆2的第一端通过活塞销A与活塞1铰接，上连杆2的第二端通过连杆销B与下连杆3铰接，由此使得上连杆2与活塞1之间可发生相互转动，上连杆2与下连杆3之间可发生相互转动，这样，当下连杆3绕其所套设的连杆颈转动时，可带动连杆运动，进而带动活塞1上下运动。

压缩比调节机构7用于调节活塞1在气缸内的位置，令活塞1在上止点和下止点时相对气缸的位置得到改变，继而改变压缩比。如图1所示，压缩比调节机构7可以包括：偏心轴6和控制连杆5，控制连杆5连接在下连杆3与偏心轴6之间，控制连杆5的第一端通过控制连杆销D与下连杆3连接，且控制连杆5的第二端与偏心轴6偏心相连，以在偏心轴6转动时，偏心轴6的动力可经控制连杆5传递至下连杆3，使下连杆3绕其所套设的连杆颈转动。

具体而言，偏心轴6转动时，推动控制连杆5转动，控制连杆5推动下连杆3转动，下连杆3推动上连杆2转动上连杆2又推动活塞1上下移动，由此可调节活塞1在气缸内的位置。活塞1上下移动，会改变燃烧室容积大小，从而改变压缩比。也就是说，压缩比调节机构7可起到改变发动机压缩比的作用。通过改变压缩比，可满足发动机不同负荷的需求，使发动机始终工作在最佳工作区，这样既提高了动力性降低了油耗，又减少了排放，很好地解决了动力性与经济性、排放性的矛盾，使发动机始终都工作在最佳油耗区。

需要说明的是，在本发明的描述中，零件的“第一端”指的是图中的上端，“第二端”指的是图中的下端，但是“第一端”、“第二端”、“上”、“下”等指示方位的词语只是为了描述方便，而不应视为对本发明的限制。

在具体实施例中，压缩比调节机构7的零件数量较少，便可以达到改变发动机压缩比的目的，由此有利于减少发动机的装配工序，且零件数量较少，有利于提高压缩比调节机构7的工作可靠性。

下面参考图1-图11来详细说明本发明的下连杆3。

参照图1-图11所示，根据本发明实施例的下连杆3包括：第一分体31和第二分体32，第一分体31上设置有第一销孔和第二销孔，第二分体32与第一分体31在第一销孔处转动连接，以使第一分体31与第二分体32可绕第一销孔发生相对转动，使得第一分体31和第二分体32可旋转安装在曲轴的连杆颈上，也就是说，下连杆3采用绕其转动连接点旋转的方式实现与曲轴的装配。

第一销孔为适于与上连杆2连接的上连杆销孔311，或者，第一销孔为适于与控制连杆5连接的控制连杆销孔321。

在图1-图5所示实施例和在图7-图8所示实施例中，第一销孔为控制连杆销孔321，第二销孔为上连杆销孔311。

在图6所示实施例和在图9-图11所示实施例中，第一销孔为上连杆销孔311，第二销孔为控制连杆销孔321。

在图1-图5所示的实施例、图6所示的实施例、图7-图8中所示的实施例中，第一分体31位于第二分体32上方，即第一分体31靠近上连杆2，第二分体32靠近控制连杆5。参照图3所示，发动机在运转过程中，下连杆3主要的受力为上连杆2施加的力Fa和控制连杆5施加的力Fb，两者的合力(最大受力)F作用于下连杆3的上部中间位置。对于传统的下连杆3来讲，最大受力位置在第一分体31和第二分体32的紧固件连接处，需要大尺寸的紧固件来保证连接处稳定，本发明最大受力位置在第一分体31右上部的中间位置，由于第一分体31同时连接上连杆2和控制连杆5，该结构可将最大受力传递至第一销孔和第二销孔。由第一销孔、第二销孔、第一分体31上部的中间位置同时承受由发动机运行传递的力，由于第一分体31大于第二分体32，因此第一分体31的强度大于第二分体32的强度，第一分体31布置在右上部，还可以取消下连杆3的右上部中间位置受力较大的螺栓连接，从而有利于减小下连杆3的尺寸，提高发动机的轻量化。

传统下连杆3装配在连杆颈上时，第一分体31与第二分体32的两端均需要通过紧固件(即下面将要提到的连杆螺栓35)固定，过程中需不断调整连杆位置以便于拧紧紧固件，在图1-图11所示的四种实施例中，第二分体32与第一分体31在第一销孔处转动连接，第一分体31与第二分体32的另一端通过紧固件固定在连杆颈上，从而有利于减少下连杆3的装配难度，减少固定时间，在图1-8所示的三种实施例中，还可以取消下连杆3的右上部中间位置受力较大的螺栓连接，并且降低左下部紧固件的使用规格。

根据本发明的下连杆3，在满足调节发动机压缩比的同时，通过优化第一分体31和第二分体32的结构和连接方式，有效降低下连杆3与连杆颈的装配难度，提高装配效率，还可以降低紧固件的使用规格，从而减小下连杆3的尺寸，进而有利于提高发动机的轻量化。

参照图1-图6所示，在第一分体31与第二分体32相对转动至第一分体31的第一端与第二分体32的第一端接触时，第一分体31的第一端和第二分体32的第一端通过连杆螺栓35相连接，从而将第一分体31与第二分体32固定在一起，以实现将下连杆3与连杆颈的装配。相比于传统第一分体31与第二分体32需要两颗高强度连杆螺栓35连接，在图1-图5所示的实施例和图6所示的实施例中只需要一颗连杆螺栓35，且由于下连杆3主要受力点不在第一分体31的第一端和第二分体32的第一端的连接面上，连杆螺栓35可以比传统连杆螺栓35强度等级弱，从而以利于减弱下连杆3的设计难度、降低连杆螺栓35的使用规格、减小下连杆3的尺寸。

参照图2所示，第一分体31的第一端端面和第二分体32的第一端端面构成分型面40，且第一分体31上设置有上中心半孔316，第二分体32上设置有下中心半孔326，上中心半孔316和下中心半孔326合围成中心孔33，曲轴的连杆颈位于中心孔33内，下连杆3与连杆颈可相互转动。分型面40所在平面穿过中心孔33的轴线设置，以实现上中心半孔316和下中心半孔326均为半圆形，从而有利于上中心半孔316和下中心半孔326的加工，提高加工精度。

在图7-图8所示的实施例和图9-图11所示的实施例中，第一分体31的第二端和第二分体32的第二端接触，第一分体31的第二端和第二分体32的第二端通过工艺螺栓36相连接，从而有利于减少下连杆3在工作时的振动和振动产生的噪音，进而提高发动机的NVH性能。第一分体31的第二端和第二分体32的第二端在下连杆3运行过程中受力较小，对螺栓的规格和性能要求较低，可以选用比连杆螺栓35强度等级弱的螺栓作为工艺螺栓36使用。

连杆螺栓35和工艺螺栓36分布在中心孔33的两侧，从而保证第一分体31与第二分体32的连接可靠性高。

连杆螺栓35和工艺螺栓36的朝向相反，通过将连杆螺栓35和工艺螺栓36以朝向方向相反安装，不仅可以有利于提高第一分体31与第二分体32的连接强度，还可以提高连杆螺栓35和工艺螺栓36的自身的强度，传统的以相同方向布置的连杆螺栓35，其两个连杆螺栓35中的其中一个会与第一销孔或第二销孔的位置重合，从而导致无法安装连杆螺栓35，因此，以相同方向布置的连杆螺栓35为了解决上述问题，需要被迫增大第一销孔到中心孔33的距离，或第二销孔到中心孔33的距离，以保证连杆螺栓35可以顺利安装，但这又会导致不利于下连杆3实现轻量化。所以，通过将连杆螺栓35和工艺螺栓36的朝向相反，不仅可以保证第一分体31与第二分体32的连接可靠性高，而且还能保证下连杆3的重量以及体积较小，从而有利于实现发动机的轻量化。并且如图7所示，连杆螺栓35的伸入端与工艺螺栓36的伸入端均无零件遮挡，下连杆3具有足够的安装空间来安装朝向相反的连杆螺栓35和工艺螺栓36。

第一分体31与第二分体32发生相对转动的角度范围为0°～170°，通过第一分体31与第二分体32发生相对转动，有利于降低第一分体31与第二分体32装配在连杆颈上的难度，可实现下连杆3装配在连杆颈上只需要单侧拧紧，提高装配效率。

参照图7和图10所示，在第一销孔处，第一分体31包括两个间隔开的第一分臂312，第二分体32至少部分地夹设于两个第一分臂312之间。

通过两个间隔开的第一分臂312形成的空间来装配第二分体32，以实现在第一销孔处第一分体31和第二分体32同轴铰接。

进一步地，在第一销孔处，第二分体32包括两个间隔开的第二分臂322，两个第二分臂322夹设于两个第一分臂312之间，以实现在两个间隔开的第二分臂322内连接上连杆2或控制连杆5。换言之，在图1-图5所示的实施例和图7-图8所示的实施例中，控制连杆5、第一分臂312、第二分臂322同轴铰接于在第一销孔处。在图6所示实施例和图9-图11所示实施例中，上连杆2、第一分臂312、第二分臂322同轴铰接于在第一销孔处。

进一步地，两个第二分臂322的连接处设置有避让凹槽，以实现上连杆2或控制连杆5在第一销孔处运动时，不会与下连杆3发生干涉。

根据本发明另一方面实施例的发动机，包括上述实施例的下连杆3。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下连杆(3)，其特征在于，所述下连杆(3)上设置有与曲轴配合的中心孔(33)，所述下连杆(3)包括：第一分体(31)和第二分体(32)，所述第一分体(31)上设置有第一销孔和第二销孔，所述第二分体(32)与所述第一分体(31)在所述第一销孔处转动连接，以使所述第一分体(31)与所述第二分体(32)可绕所述第一销孔发生相对转动。

2.根据权利要求1所述的下连杆(3)，其特征在于，在所述第一分体(31)与所述第二分体(32)相对转动至所述第一分体(31)的第一端与所述第二分体(32)的第一端接触时，所述第一分体(31)的所述第一端和所述第二分体(32)的所述第一端通过连杆螺栓(35)相连接。

3.根据权利要求2所述的下连杆(3)，其特征在于，所述第一分体(31)的所述第一端端面和所述第二分体(32)的所述第一端端面构成分型面(40)，且所述第一分体(31)上设置有上中心半孔(316)，所述第二分体(32)上设置有下中心半孔(326)，所述上中心半孔(316)和所述下中心半孔(326)合围成中心孔(33)，所述分型面(40)所在平面穿过所述中心孔(33)的轴线设置。

4.根据权利要求3所述的下连杆(3)，其特征在于，所述第一分体(31)的第二端和所述第二分体(32)的第二端接触，所述第一分体(31)的所述第二端和所述第二分体(32)的所述第二端通过工艺螺栓(36)相连接。

5.根据权利要求4所述的下连杆(3)，其特征在于，所述连杆螺栓(35)和所述工艺螺栓(36)分布在所述中心孔(33)的两侧。

6.根据权利要求4所述的下连杆(3)，其特征在于，所述连杆螺栓(35)和所述工艺螺栓(36)的朝向相反。

7.根据权利要求1所述的下连杆(3)，其特征在于，所述第一分体(31)与所述第二分体(32)发生相对转动的角度范围为0°～170°。

8.根据权利要求1所述的下连杆(3)，其特征在于，在所述第一销孔处，所述第一分体(31)包括两个间隔开的第一分臂(312)，所述第二分体(32)至少部分地夹设于两个所述第一分臂(312)之间。

9.根据权利要求8所述的下连杆(3)，其特征在于，在所述第一销孔处，所述第二分体(32)包括两个间隔开的第二分臂(322)，两个所述第二分臂(322)夹设于两个所述第一分臂(312)之间，且两个所述第二分臂(322)的连接处设置有避让凹槽。

10.一种发动机，其特征在于，包括：

活塞(1)，所述活塞(1)适于在所述发动机的气缸内运动；

曲轴，所述曲轴的主轴颈可转动地设置在所述发动机的缸体上；

根据权利要求1-9中任一项所述的下连杆(3)，所述下连杆(3)套设在所述曲轴的连杆颈上；

上连杆(2)，所述上连杆(2)连接在所述活塞(1)与所述下连杆(3)之间，所述第一销孔为适于与所述上连杆(2)连接的上连杆销孔(311)，或者，所述第一销孔为适于与所述控制连杆(5)连接的控制连杆销孔(321)；

压缩比调节机构(7)，所述压缩比调节机构(7)用于调节所述活塞(1)在所述气缸内的位置，所述压缩比调节机构(7)包括：控制连杆(5)，所述控制连杆(5)与所述下连杆(3)铰接。