專利名稱：一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)連桿，尤其是連桿小頭孔內(nèi)不用壓裝滑動(dòng)襯套的連桿。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)從誕生起，首先采用就是活塞連桿機(jī)構(gòu)，自今仍在大量使用。連桿的功用是連接活塞與曲軸，負(fù)責(zé)傳遞兩者之間的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，把活塞承受的氣體爆壓傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在此過程中，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。對(duì)全浮式活塞銷，連桿工作時(shí)，由于連桿小頭與活塞銷之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在所受交變載荷的作用下，其之間會(huì)產(chǎn)生磨損，磨損加大其之間的配合間隙，輕者出現(xiàn)活塞銷異響，重者損壞連桿小頭、活塞銷，甚至造成打缸。因此，人們?cè)谶B桿小頭壓入減磨雙金屬襯套作滑動(dòng)軸承，并在連桿小頭和襯套上銑有油槽或鉆有油孔以收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺上來的潤滑油用以潤滑。雙金屬襯套作用是，在軟相基體上均勻分布著硬相質(zhì)點(diǎn)，軟相基體使合金具有非常好的嵌藏性、 順應(yīng)性和抗咬合性，并在磨合后，軟基體內(nèi)凹，硬質(zhì)點(diǎn)外凸，使滑動(dòng)面之間形成微小間隙，成為貯油空間和潤滑油通道，利于減摩；上凸的硬質(zhì)點(diǎn)起支承作用，有利于承載。油槽或油孔的作用是，保證連桿小頭與活塞銷之間的運(yùn)動(dòng)處于潤滑狀態(tài)，例如，襯套為鑄造錫基巴氏合金ZSnSbllCu6，活塞銷材料為20CrMnTi時(shí)，其摩擦系數(shù)在有潤滑時(shí)為0. 005，無潤滑時(shí)為 0.觀，相差50多倍。襯套的優(yōu)點(diǎn)是無疑的，不足的是工作過程中存在襯套發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的可能， 使得油道正常工作位置發(fā)生變化，引起油路堵塞，以及現(xiàn)有襯套無法承受高爆壓。然而，隨著商用車的載重加大，內(nèi)燃機(jī)的爆壓升高也是必然，如何解決高爆壓下現(xiàn)有襯套無法承受問題，為此，中國專利公開號(hào)CN 1894523，
公開日2007年1月10日，名稱為《一種帶有內(nèi)導(dǎo)溝和異形活塞銷的、磷化的、和無襯套的活塞連桿組件》，提供了一種連桿小頭無襯套的技術(shù)方案，并用附圖公開了“十字形”連桿小頭，但是，該方案的僅僅是“十字形”連桿小頭，而在連桿小頭孔中無潤滑油路，影響潤滑效果。同時(shí)該方案需要采用異形活塞銷而增加制造難度，而且還需磷化，并且因磷化層的厚度不均勻性，以致磷化層磨損脫落后，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)，引起損害。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)在連桿小頭孔中無潤滑油路，影響潤滑效果， 提供一種制造難度小，無需磷化，能承受高爆壓、且結(jié)構(gòu)簡單，一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，包括連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭和連桿小頭孔，所述連桿小頭采用“十字形”結(jié)構(gòu)， 十字頭寬小于十字腰寬，十字頭寬與十字腰寬之間為平滑過渡的連接弧連接，所述在連桿小頭孔內(nèi)，從小于十字頭寬處至孔口，是由一段較一段開闊的型線旋轉(zhuǎn)而形成的異型銷孔，在連桿小頭孔內(nèi)，還有與異型銷孔形成回路的油槽。所述的油槽為與連桿小頭孔軸線平行，且是位于十字腰寬的上端的直線油槽，直線油槽的槽口處與平滑過渡的連接弧的末端形成了開口。所述的油槽為圓孔結(jié)構(gòu)，且是貫通連桿桿身的桿身孔油槽，桿身孔油槽的槽口處于“十字形”結(jié)構(gòu)的剖面的縱向中心，與連桿小頭孔貫通。所述的連桿小頭材料為70MnVS4。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于1.取消了內(nèi)燃機(jī)中經(jīng)常失效的零件——連桿襯套，不僅降低了成本，而且避免了油路堵塞；2.采用異型銷孔結(jié)構(gòu)，能順應(yīng)活塞銷受力時(shí)的彎曲變形，承受高爆壓；3.設(shè)置了與異型銷孔形成回路的油槽，降低摩擦，提高連桿工作的耐久性；4.結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，而且杜絕現(xiàn)有技術(shù)磷化層磨損脫落、引起內(nèi)燃機(jī)燃燒室損害。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是連桿小頭左剖視圖。圖3是連桿小頭與活塞裝配圖。圖4是本實(shí)用新型異型銷孔形狀示意圖。圖5是桿身孔油槽的軸測圖。圖中連桿小頭1，連桿桿身2，直線油槽3，桿身孔油槽5，連桿小頭孔9，連桿大頭10，活塞11，活塞銷12，十字頭寬21，異型銷孔內(nèi)寬21a，十字腰寬22，異型銷孔內(nèi)中點(diǎn)寬 M，異型銷孔外中點(diǎn)寬23，異型銷孔內(nèi)中點(diǎn)直徑25，異型銷孔外中點(diǎn)直徑沈，異型銷孔口部直徑27，連接弧R。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。參見圖1，是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，包括連桿小頭1、連桿桿身2、連桿大頭10、 連桿小頭孔9和直線油槽3。本實(shí)用新型無需襯套，直線油槽3在連桿小頭孔9的軸線下方，1/3 2/3連桿小頭孔9的半徑處。內(nèi)燃機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。在每次能量轉(zhuǎn)換過程中，必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。進(jìn)氣行程是活塞從最上位置，被曲軸(通過連桿、活塞銷)拉至最下，連桿小頭孔的上部受到拉力，此力較??；壓縮行程是活塞從最下位置，被曲軸推最上位置，連桿小頭孔的下部受到活塞銷的壓力，此力較?。蛔鞴π谐淌腔钊麖淖钌衔恢?，被爆炸的燃?xì)馔浦磷钕拢钊苿?dòng)活塞銷，活塞銷推動(dòng)連桿小頭孔的下部，此過程活塞銷和連桿小頭孔所受到壓力最大，活塞銷存在彎曲變形；排氣行程是活塞從最下位置，被曲軸推最上位置，連桿小頭孔的下部受到壓力，此CN 202194699 U
說明書
3/3頁 力較小。從上可見，連桿小頭在一個(gè)工作循環(huán)中，受力方向是不斷在變化，受力大小也有幾百倍的差別，而在作功行程受到的力最大，且力的作用點(diǎn)在連桿小頭孔的下部，此處為受力的危險(xiǎn)面。而連桿小頭孔的上部受力較小，則連桿小頭孔的上部的接觸面積也可比連桿小頭孔的下部小，滿足受力條件即可。同時(shí)，高爆壓在連桿小頭產(chǎn)生的力，集中在連桿小頭孔的下部，因此，連桿小頭下部的承載能力和潤滑情況就是解決問題的關(guān)鍵，如果現(xiàn)有雙金屬襯套不能滿足承載力，而新的襯套材料還未產(chǎn)生，那么，去掉襯套，加強(qiáng)承載面之間的潤滑就是一個(gè)理想的解決問題的方案，畢竟，在潤滑條件良好的情況下，不僅摩擦系數(shù)較干摩擦?xí)r小幾十倍，而且不同材料之間的摩擦系數(shù)也差別不大。參見圖2，是連桿小頭左剖視圖，所述連桿小頭采用“十字形”結(jié)構(gòu)，十字頭寬21小于十字腰寬22，十字頭寬21與十字腰寬22之間為平滑過渡的R連接，在連桿小頭孔9內(nèi)， 從小于十字頭寬21處至孔口，是由一段較一段開闊的型線旋轉(zhuǎn)而形成的異型銷孔，在連桿小頭孔9內(nèi)，還有與異型銷孔形成回路的油槽，油槽為與連桿小頭孔9軸線平行，且是位于十字腰寬22的上端的直線油槽3，直線油槽3的槽口處與平滑過渡的連接弧R的末端形成了開口，利于將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺的潤滑油收集起來，通過開口、直線油槽3導(dǎo)入潤滑面。 十字頭寬21小于十字腰寬22可在1/3 3/5，本實(shí)例為1/2。
參見圖3、圖4、圖5，連桿小頭1通過活塞銷12與活塞11連接，由于十字頭寬21小于十字腰寬22，從而在十字豎直中心兩邊對(duì)稱的形成空間，空間內(nèi)可接收內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺的潤滑油，潤滑油經(jīng)過異型銷孔和油槽形成的回路導(dǎo)入潤滑面。在連桿小頭孔 9內(nèi)，從小于十字頭寬21處至孔口，是由一段較一段開闊的型線旋轉(zhuǎn)而形成的異型銷孔，在連桿小頭孔9內(nèi)，還有與異型銷孔形成回路的油槽，油槽為圓孔結(jié)構(gòu)，且是貫通連桿桿身2 的桿身孔油槽5，桿身孔油槽5的槽口處于“十字形”結(jié)構(gòu)的剖面的縱向中心，與連桿小頭孔9貫通。兩端帶型線的異型銷孔形狀25、26、27，可以順應(yīng)活塞銷受力時(shí)的彎曲變形，在現(xiàn)有的一個(gè)設(shè)計(jì)中，其值十字頭寬21為沈毫米；異型銷孔內(nèi)寬21a為20毫米，異型銷孔內(nèi)中點(diǎn)寬M為32毫米；異型銷孔外中點(diǎn)寬23為38毫米，十字腰寬22為44毫米；連桿小頭孔9直徑為44毫米；異型銷孔內(nèi)中點(diǎn)直徑25為44+°_°2毫米；異型銷孔外中點(diǎn)直徑沈?yàn)?44+0-04+0.02毫米；異型銷孔口部直徑27為44+°_°6+α(ι4 ；圓弧30為50毫米。為了能表達(dá)出異型效果，在圖4中進(jìn)行了局部放大，以凸顯出異型銷孔的微觀曲面形狀。
權(quán)利要求1.一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，包括連桿小頭(1)、連桿桿身(2)、連桿大頭 (10)和連桿小頭孔(9)，所述連桿小頭(1)采用“十字形”結(jié)構(gòu)，十字頭寬(21)小于十字腰寬(22)，十字頭寬(21)與十字腰寬(22)之間為平滑過渡的連接弧(R)連接，其特征在于 在連桿小頭孔(9)內(nèi)，從小于十字頭寬(21)處至孔口，是由一段較一段開闊的型線旋轉(zhuǎn)而形成的異型銷孔，在連桿小頭孔(9)內(nèi)，還有與異型銷孔形成回路的油槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，其特征在于所述的油槽為與連桿小頭孔(9)軸線平行，且是位于十字腰寬(22)的上端的直線油槽(3)，直線油槽 (3)的槽口處與平滑過渡的連接弧(R)的末端形成了開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，其特征在于所述的油槽為圓孔結(jié)構(gòu)，且是貫通連桿桿身(2)的桿身孔油槽(5)，桿身孔油槽(5)的槽口處于“十字形”結(jié)構(gòu)的剖面的縱向中心，與連桿小頭孔(9)貫通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，其特征在于所述的連桿小頭(1)材料為70MnVS4。
專利摘要一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)小頭無襯套連桿，屬于活塞連桿技術(shù)領(lǐng)域。所述連桿小頭采用“十字形”結(jié)構(gòu)，十字頭寬(21)小于十字腰寬(22)，十字頭寬(21)與十字腰寬(22)之間為平滑過渡的連接弧(R)連接，所述在連桿小頭孔(9)內(nèi)，從小于十字頭寬(21)處至孔口，是由一段較一段開闊的型線旋轉(zhuǎn)而形成的異型銷孔，在連桿小頭孔(9)內(nèi)，還有與異型銷孔形成回路的油槽。采用異型銷孔結(jié)構(gòu)，能順應(yīng)活塞銷受力時(shí)的彎曲變形，承受高爆壓；設(shè)置了與異型銷孔形成回路的油槽，降低摩擦，提高連桿工作的耐久性；結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，而且杜絕現(xiàn)有技術(shù)磷化層磨損脫落、引起內(nèi)燃機(jī)燃燒室損害。
文檔編號(hào)F01M1/06GK202194699SQ20112026539
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者吳紅亮, 周志亮, 李衛(wèi)國, 蘇洪吉 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車有限公司