CN115681302A - 一种具备高效集油孔的连杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备高效集油孔的连杆。使用本发明能够有效增加进入连杆小头‑活塞销摆动摩擦副的润滑油油量，提高该摩擦副的使用寿命。本发明在集油孔的***、沿飞溅润滑油来流方向设有凸台；所述凸台与集油孔之间设有导油结构。本发明在不添加活动部件、不影响连杆机械强度的基础上，仅需在现有连杆设计上进行小幅度调整，就可以有效增加进入连杆小头‑活塞销摆动摩擦副的润滑油油量，改善连杆小头‑活塞销摆动摩擦副的润滑油供给条件，解决现有摩擦副润滑油供给不足，摩擦损失高，使用寿命较低，出现黏着、烧蚀、咬合等问题。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种具备高效集油孔的连杆。
背景技术
在车用动力发动机的动力***中，发动机的连杆是用于传动和承载的重要零部件之一，其中，连杆大头通过曲柄销连接于曲轴，连杆小头通过活塞销连接于活塞，共同构成曲柄连杆机构，将活塞的循环往复运动转化为曲轴的旋转运动，完成发动机的动力传递过程。
在动力传递过程中，连杆小头与活塞销共同构成摆转摩擦副，通过该摩擦副，活塞销将气缸对活塞的推力传递到连杆小头上，并且摩擦副承受活塞的往复惯性力以及摩擦副摆动过程的摆动力矩，工作环境十分恶劣。由于该摩擦副位置的特殊性，连杆小头-活塞销摆转摩擦副通常无法通过发动机润滑油道直接供给润滑油，而是通过在连杆小头设计集油孔和储油槽，采用活塞冷却喷嘴喷出的润滑油或曲轴、连杆等结构撞击油底壳润滑油间接飞溅至集油孔中实现润滑供油，但这种供油方式与其他压力供油相比，很难满足连杆小头-活塞销摆转摩擦副充足的润滑油供给。虽然连杆小头-活塞销摆转摩擦副的使用寿命基本能够满足大部分发动机机型的需要，但是随着工程实践对发动机功率密度、轻量化、紧凑化等指标要求的不断提升，例如高功率密度柴油机等，这使得连杆小头-活塞销摆转摩擦副所受到的交变载荷远高于普通发动机的工作载荷，在现有的摩擦副润滑条件下，工作环境变得更加恶劣，使得连杆小头和活塞销之间出现严重的烧蚀、磨损、咬合等现象，大大降低了摩擦副的使用寿命和发动机的可靠性。
在现有的技术当中，主要通过改善润滑条件和材料特性两方面来提高连杆小头-活塞销摆转摩擦副的使用寿命。在改善润滑条件方面，主要存在三种方案，第一种方案是在连杆中心设置供油油路，将连杆大端的润滑油直接引入到连杆小端实现压力供油，但这种方法能够提供的供油压力有限，且由于连杆的中空设计，使得该结构无法承受较大载荷，大大限制了该设计在高功率密度机型中的使用；第二种方案是在连杆小头设置集油油孔，通过收集由活塞冷却喷嘴喷出的机油或主轴撞击油底壳飞溅的机油而实现连杆小头-活塞销摆转摩擦副的润滑油供给，但该方案由于缺乏供油压力和储油能力且对润滑油的收集效率较低，故只有极少数润滑油能够进入到摩擦副的接触面，不能实现有效润滑，对摩擦副的使用寿命提升不大；第三种方案是在连杆小头设置集油油孔的基础上，在连杆小头衬套上设置储油槽，这一定程度上提高了该摩擦副的储油能力，但由于油孔集油能力较差，因而该方案也无法为连杆小头-活塞销摆转摩擦副提供充足有效的润滑条件。在改善材料特性方面，由于无法形成有效的润滑油膜，连杆小头-活塞销摆转摩擦副不可避免的会出现干摩擦的现象，这是造成摩擦副出现磨损、烧蚀及黏着等问题的主要原因，为了降低这种现象带来的损害，现有技术主要从衬套和活塞销的弹性模量、表面粗糙度、摩擦系数等力学或摩擦学特性上进行改善，但由于对材料特性的改善一般不会对摩擦副干摩擦问题带来本质改变，因此，这种方案对摩擦副使用寿命的提高效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具备高效集油孔的连杆，能够有效增加进入连杆小头-活塞销摆动摩擦副的润滑油油量，提高该摩擦副的使用寿命。
本发明的具备高效集油孔的连杆，集油孔设置在连杆的小头，在集油孔的***、沿飞溅润滑油来流方向设有凸台；凸台与集油孔之间设有导油结构。
较优的，凸台与活塞穹顶之间留有一定的空间。
较优的，所述凸台形状为：正方形、长方形、梯形、或其他任意在飞溅润滑油来流方向有拦截面积的形状；凸台厚度为单板或具有一定厚度。
较优的，所述凸台为：在集油孔沿着油孔向外延伸形成。
较优的，所述凸台的飞溅润滑油拦截面为斜面，所述斜面即为所述导油结构。
较优的，所述集油孔为单油孔或多油孔，每个集油孔处均设有所述凸台。
有益效果：
(1)本发明在充分考虑飞溅润滑油的流场特性的基础上，利用在集油孔***设置凸台结构提高集油孔对润滑油的捕获能力和收集能力，可在不影响连杆机械强度的基础上，有效增加进入连杆小头-活塞销摆动摩擦副的润滑油油量，解决现有摩擦副润滑油供给不足，摩擦损失高，使用寿命较低，出现黏着、烧蚀、咬合等问题，以此来改善连杆小头-活塞销摆动摩擦副的润滑特性。本发明在不添加活动部件、不影响连杆机械强度的基础上，仅需在现有连杆设计上进行小幅度调整，就可以大幅度改善连杆小头-活塞销摆动摩擦副的润滑油供给条件。
(2)凸台的形状不限，只需在飞溅润滑油来流方向有拦截面积即可；凸台的厚度不限，单板或具有一定厚度均可，易于实现。凸台与活塞穹顶之间留有一定的空间，有效避免连杆与活塞因运动或温升而出现干涉问题。将凸台的拦截面设置为斜面，拦截的飞溅润滑油可直接沿斜面流入集油孔中，不用额外设置其他导油结构，结构简单且易于实现。
(3)采用在集油孔沿着油孔向外延伸的方式形成凸台，实现方式简单，且可确保拦截的润滑油有效流入集油孔中。
附图说明
图1为本发明连杆的三维视图。
图2为本发明连杆的半剖视图和局部放大图。
图3为改良前后连杆各油孔累计进油量曲线。
其中，1-连杆主体；2-集油孔凸台；3-坡度斜面；4-集油孔；5-储油槽。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种具备高效集油孔的连杆。
本发明在进行连杆小头润滑油飞溅过程的研究中发现，在连杆工作过程中，由活塞冷却喷嘴喷出的润滑油大部分会直接喷入到活塞冷却油腔中，只有少部分会因为喷射角度和活塞运动的原因而喷射到活塞穹顶上。而喷射到活塞穹顶的这部分润滑油由于受到活塞穹顶的加热，粘度相对较低。同时，当活塞运动时，润滑油撞击在活塞穹顶一侧并向活塞穹顶中心的方向移动，润滑油的运动方向在活塞穹顶的阻挡下逐渐变得与活塞穹顶曲面相平行，随后向无活塞冷却喷嘴的一侧移动，最终沿着气缸壁落回到油底壳中。这种平行于活塞穹顶的运动速度也使得润滑油很难有效地落入到连杆的油孔中，故大部分润滑油会直接越过连杆集油孔的上方落回到油底壳中，集油孔无法有效收集由活塞冷却喷嘴飞溅到活塞穹顶的润滑油，导致连杆小头-活塞销摆转摩擦副能够获得的润滑油油量大幅减少。
由于活塞冷却喷嘴飞溅向连杆小头的润滑油几乎以平行于活塞穹顶曲面的速度紧贴活塞穹顶从靠近活塞冷却喷嘴的位置向远离活塞冷却喷嘴的位置运动，这导致仅有极少部分润滑油能够进入集油孔中，因此，为了使得飞溅润滑油能够得到有效拦截，本发明在集油孔的位置设置一定高度的凸台，形成有效拦截面，凸台的形状和厚度不限，但由于拦截面在来流方向的投影才是有效拦截面积，因此凸台拦截面应该尽可能位于飞溅润滑油来流迎面，并尽可能增加有效拦截面积。为加工方便，并尽可能减少结构改变，可以直接将集油孔沿着油孔向外延伸，形成凸台，对飞溅的润滑油形成有效的拦截面，达到提高集油孔集油效率的效果。同时，凸台可设置为斜面，斜面直接可作为导流结构，避免额外部件的增加。以某类型双油孔连杆为例，在2500rpm的转速工况下，如表1和图1所示，原连杆的单位时间平均进油量是5.40mL/min，集油孔向外延伸形成半圆柱空心凸台结构后连杆的单位时间平均进油量是132.51mL/min，经过改进后的连杆单位时间平均进油量大致原设计单位时间平均进油量的24.5倍，远高于普通带油孔的连杆的进油量，大大提升了连杆集油孔的集油效率，为连杆小头-活塞销摆转摩擦副提供更好更充足的润滑条件。
表1改良前后连杆各油孔供油情况
本发明所描述的一种具备高效集油孔的连杆，主要由连杆主体、集油孔凸台、坡度斜面、集油孔和储油槽组成。在设置集油孔凸台高度时，应保证凸台与活塞穹顶之间留有一定的空间，避免连杆与活塞因运动或温升而出现干涉问题；凸台结构应尽可能设计有一定的润滑油暂存空间，例如半圆柱空心凸台的空心设计，这种凹面设计能够避免润滑油还未进入到集油孔时重新从凸台两侧流出拦截面；凸台结构的尺寸通常要大于或等于连杆集油孔的直径，并且应在二者之间留有一定的导油结构，例如坡度斜面，这种设计有助于润滑油更有效快速地流入集油孔和储油槽中，提高连杆集油孔的集油效率；凸台的有效拦截面积，即凸台在润滑油飞溅速度方向的投影面积，在不影响安装和结构强度以及不发生干涉的条件下尽可能得大，这种设计有利于凸台结构拦截更多的飞溅润滑油，提供更充分的润滑条件。该凸台结构包括但不限于上述半圆柱空心凸台设计，还包括任何一种符合上述设计要求的结构设计。
本发明所描述的一种具备高效集油孔的连杆具有如下特点：(1)结构简单，便于加工，仅在现有集油孔的基础上增加凸台结构。(2)可靠性高，凸台不包含任何活动部件，大幅降低部件疲劳失效的可能性。(3)集油效率高，相比于普通连杆的集油孔设计，该凸台设计使得集油孔能够更有效的捕获和收集润滑油。(4)不破坏现有连杆结构强度，不会对现有连杆产生结构性影响。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (7)
1.一种具备高效集油孔的连杆，集油孔设置在连杆的小头，其特征在于，在集油孔的***、沿飞溅润滑油来流方向设有凸台；凸台与集油孔之间设有导油结构。
2.如权利要求1所述的连杆，其特征在于，凸台与活塞穹顶之间留有一定的空间。
3.如权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述凸台形状为：正方形、长方形、梯形、或其他任意在飞溅润滑油来流方向有拦截面积的形状；凸台厚度为单板或具有一定厚度。
4.如权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述凸台为：在集油孔沿着油孔向外延伸形成。
5.如权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述凸台的飞溅润滑油拦截面为凹面。
6.如权利要求1～5任意一项所述的连杆，其特征在于，所述凸台的飞溅润滑油拦截面为斜面，所述斜面即为所述导油结构。
7.如权利要求1所述的连杆，其特征在于，所述集油孔为单油孔或多油孔。
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|---|---|---|---|---|
| DE1063862B (de) * | 1957-04-09 | 1959-08-20 | Heinkel Ag Ernst | Vorrichtung zum Durchschmieren des oberen Pleuelauges bei Schleuderschmierungen |
| CN201125934Y (zh) * | 2007-11-14 | 2008-10-01 | 青年汽车集团有限公司 | 汽车发动机连杆 |
| KR20090020945A (ko) * | 2007-08-24 | 2009-02-27 | 현대자동차주식회사 | 디젤차량의 크랭크 저널 윤활구조 |
| JP2015025424A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジン |
| CN106677854A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-17 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 连杆小头的集油结构 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1063862B (de) * | 1957-04-09 | 1959-08-20 | Heinkel Ag Ernst | Vorrichtung zum Durchschmieren des oberen Pleuelauges bei Schleuderschmierungen |
| KR20090020945A (ko) * | 2007-08-24 | 2009-02-27 | 현대자동차주식회사 | 디젤차량의 크랭크 저널 윤활구조 |
| CN201125934Y (zh) * | 2007-11-14 | 2008-10-01 | 青年汽车集团有限公司 | 汽车发动机连杆 |
| JP2015025424A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジン |
| CN106677854A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-17 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 连杆小头的集油结构 |
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