輕量化發(fā)動機連桿及其發(fā)動機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輕量化發(fā)動機連桿及其發(fā)動機，包括大頭、小頭和桿身，桿身沿平行于大頭和小頭軸線的縱向截面由小頭至大頭為逐漸變薄的變截面結構；相較于現(xiàn)有的連桿的桿身在平行于大頭和小頭的軸線的縱向截面為平面的結構，可在保證桿身與大頭的連接端和桿身與小頭的連接端的連接強度和剛度的同時，最大限度的對桿身的質量進行優(yōu)化，從而達到保證連桿強度和剛度的同時減小連桿往復運動的慣性力的目的，降低發(fā)動機工作時的震動，提高發(fā)動機工作性能。
【專利說明】
輕量化發(fā)動機連桿及其發(fā)動機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種小型通用機械部件，特別涉及一種輕量化發(fā)動機連桿及其發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]連桿是發(fā)動機的重要部件，主要功能是結合活塞和曲軸將往復運動轉換為轉動，并將動力輸出。由于連桿在活塞往復運動的驅動下隨其進行周期性變化的往復運動和自身擺動，因此連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等極為復雜的交叉變載荷，這就要求連桿必須有足夠的強度和剛度來保證正常工作和使用壽命。
[0003]然而，目前多通過增加連桿的厚度的方式來滿足連桿工作強度和剛度的需要，并且從現(xiàn)有發(fā)動機連桿的桿身的縱向剖面可以看出，桿身自小頭連接端至大頭連接端的厚度完全一致，為平面形結構，其屬于未考慮連桿不同部位的受力狀況而進行的整體質量增加，這種做法勢必會使得連桿的質量增大，而連桿的質量越大就使得連桿在進行往復運動時的慣性力越大，對活塞連桿運動性能的影響就越大，因此會導致內燃機的壽命和性能遭受不利影響?；诖耍绾卧诒ＷC連桿強度和剛度的同時，盡可能降低連桿整體質量以減小連桿往復運動時的慣性力，是一個在內燃機制造領域是一個亟待解決的問題。
[0004]因此，需要對現(xiàn)有的發(fā)動機連桿進行改進，使其可以在保證連桿強度和剛度的同時，盡可能降低連桿整體質量以減小連桿往復運動的慣性力，從而降低發(fā)動機工作時的震動。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種輕量化發(fā)動機連桿及其發(fā)動機，其可以在保證連桿強度和剛度的同時，盡可能降低連桿整體質量以減小連桿往復運動的慣性力，從而降低發(fā)動機工作時的震動。
[0006]本實用新型的輕量化發(fā)動機連桿，包括大頭、小頭和桿身，桿身沿平行于大頭和小頭軸線的縱向截面由小頭至大頭為逐漸變薄的變截面結構;變截面是指自桿身沿平行于大頭和小頭軸線的縱向截面的厚度逐漸變薄，采用該結構可根據(jù)連桿的不同部位的受力的不同，單獨設計各受力點處截面的大小，以保證在滿足連桿各受力部位強度和剛度的同時，最大化的優(yōu)化受力部位的質量，保證連桿整體質量和連桿往復運動產生的慣性力達到平衡，從而降低因連桿往復運動產生的慣性力造成的缸體震動，提高發(fā)動機燃油性能和輸出功率，節(jié)約成本。
[0007]進一步，變截面結構至少由桿身的軸向兩側面中的一個為斜面形成；軸向兩側面是指桿身在大頭和小頭的軸向兩側的側面，可保證桿身與小頭的連接端的連接強度和剛度，并逐漸向桿身與大頭的連接端厚度逐漸過渡變小，降低了桿身整體質量，滿足做功要求。
[0008]進一步，桿身的小頭端的橫向寬度小于桿身的大頭端;桿身的小頭端的橫向寬度和大頭端的橫向寬度均是指沿小頭和大頭的軸線的橫向寬度，即相對于桿身與小頭連接端來說，桿身與大頭的連接端的連接處的橫向寬度較大，并桿身與大頭的連接端的厚度相對較薄，也就是說相對于桿身與大頭連接端來說，桿身與小頭的連接端的連接處的橫向寬度較小，桿身與小頭的連接端的厚度相對較厚，通過此種結構可同時保證桿身與大頭連接端和桿身與小頭連接端的受力強度，提供了足夠的強度和剛度，并進行區(qū)分化設計，保證強度和剛度的同時可降低連桿整體質量。
[0009]進一步，桿身的橫向寬度由小頭至所述大頭逐漸增大；即自桿身與小頭的連接端到桿身與大頭的連接端桿身橫向寬度為逐漸過渡變大的結構，不但結構合理，具有較好的對稱性，而且利于保證強度和剛度的同時減少連桿質量。
[0010]進一步，小頭的軸向尺寸向其端部逐漸縮小;如圖所示，即小頭的軸向尺寸向其端部縮小形成楔形結構，可以保證連桿小頭的強度和剛性不會減弱的同時減去富余質量，從而降低連桿整體的往復運動慣性力，使連桿總成的運動性能得到優(yōu)化，進一步提高連桿的抗扭變形的能力，保證連桿的機械性能和使用壽命。
[0011]進一步，所述小頭的軸向尺寸由小頭軸線向其端部逐漸縮小；即小頭由小頭軸線向其端部的軸向兩側的面均為斜面，形成楔形頭部，最大化減去富余質量。
[0012]進一步，桿身的橫截面為工字形結構，變截面結構位于工字形結構腹板；當然，連桿體也可為矩形、王字形等結構，本實施例中，連桿體為工字形，提高連接強度和剛度。
[0013]進一步，變截面結構由桿身的軸向兩側面均為斜面形成；即桿身的軸向兩側面均為斜面且對稱設置，具有較好的對稱性，并結構合理，利于承受力矩和減少質量。
[0014]進一步，桿身的軸向兩側面的斜率為1°-4°;在此斜率范圍內，桿身的質量和與大頭和小頭的連接端具有較好的平衡性。
[0015]本實用新型還公開了一種應用輕量化發(fā)動機連桿的發(fā)動機，輕量化發(fā)動機連桿安裝于發(fā)動機。
[0016]本實用新型的有益效果:本實用新型的輕量化發(fā)動機連桿，連桿的桿身設置為變截面結構，相較于現(xiàn)有的連桿的桿身在平行于大頭和小頭的軸線的縱向截面為平面的結構，可在保證桿身與大頭的連接端和桿身與小頭的連接端的連接強度和剛度的同時，最大限度的對桿身的質量進行優(yōu)化，從而達到保證連桿強度和剛度的同時減小連桿往復運動的慣性力的目的，降低發(fā)動機工作時的震動，提高發(fā)動機工作性能。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0018]圖1為本實用新型結構不意圖；
[0019]圖2為本實用新型結構縱向剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1為本實用新型結構示意圖，圖2為本實用新型結構縱向剖視圖如圖所示:本實施例的輕量化發(fā)動機連桿，包括大頭1、小頭2和桿身3，桿身3沿平行于大頭I和小頭2軸線的縱向截面由小頭2至大頭I為逐漸變薄的變截面結構;變截面是指自桿身3沿平行于大頭I和小頭2軸線的縱向截面的厚度逐漸變薄，采用該結構可根據(jù)連桿的不同部位的受力的不同，單獨設計各受力點處截面的大小，以保證在滿足連桿各受力部位強度和剛度的同時，最大化的優(yōu)化受力部位的質量，保證連桿整體質量和連桿往復運動產生的慣性力達到平衡，從而降低因連桿往復運動產生的慣性力造成的缸體震動，提高發(fā)動機燃油性能和輸出功率，節(jié)約成本。
[0021]本實施例中，變截面結構至少由桿身3的軸向兩側面4中的一個為斜面形成;軸向兩側面是指桿身3在大頭I和小頭2的軸向兩側的側面，可保證桿身3與小頭2的連接端的連接強度和剛度，并逐漸向桿身3與大頭I的連接端厚度逐漸過渡變小，降低了桿身3整體質量，滿足做功要求。
[0022]本實施例中，桿身3的小頭端3a的橫向寬度小于桿身3的大頭端3b;桿身3的小頭端3a的橫向寬度和大頭端3b的橫向寬度均是指沿小頭2和大頭I的軸線的橫向寬度，即相對于桿身3與小頭連接端來說，桿身3與大頭I的連接端的連接處的橫向寬度較大，并桿身3與大頭I的連接端的厚度相對較薄，也就是說相對于桿身3與大頭連接端來說，桿身3與小頭2的連接端的連接處的橫向寬度較小，桿身3與小頭2的連接端的厚度相對較厚，通過此種結構可同時保證桿身3與大頭I連接端和桿身3與小頭2連接端的受力強度，提供了足夠的強度和剛度，并進行區(qū)分化設計，保證強度和剛度的同時可降低連桿整體質量。
[0023]本實施例中，桿身3的橫向寬度由小頭2至所述大頭I逐漸增大;桿身的橫向寬度是指沿小頭和大頭的軸線的橫向寬度，即自桿身3與小頭2的連接端到桿身3與大頭I的連接端桿身3橫向寬度為逐漸過渡變大的結構，不但結構合理，具有較好的對稱性，而且利于保證強度和剛度的同時減少連桿質量。
[0024]本實施例中，小頭2的軸向尺寸向其端部逐漸縮小;如圖所示，即小頭2的軸向尺寸向其端部縮小形成楔形結構，可以保證連桿小頭2的強度和剛性不會減弱的同時減去富余質量，從而降低連桿整體的往復運動慣性力，使連桿總成的運動性能得到優(yōu)化，進一步提高連桿的抗扭變形的能力，保證連桿的機械性能和使用壽命。
[0025]本實施例中，所述小頭2的軸向尺寸由小頭2軸線向其端部逐漸縮??；即小頭2由小頭2軸線向其端部的軸向兩側的面(圖中為側面5和側面6)均為斜面，形成楔形頭部，最大化減去富余質量。
[0026]本實施例中，桿身3的橫截面為工字形結構，變截面結構位于工字形結構腹板；當然，桿身也可為矩形、王字形等結構，本實施例中，桿身為工字形，提高連接強度和剛度。
[0027]本實施例中，變截面結構由桿身3的軸向兩側面4均為斜面形成；即桿身3的軸向兩側面均為斜面且對稱設置，具有較好的對稱性，并結構合理，利于承受力矩和減少質量。
[0028]本實施例中，桿身3的軸向兩側面的斜率為1°-4° ;優(yōu)選的，斜率可為1°、2°、3°或4°，在此斜率范圍內，桿身3的質量和與大頭I和小頭2的連接端具有較好的平衡性。
[0029]本實用新型還公開了一種應用輕量化發(fā)動機連桿的發(fā)動機，輕量化發(fā)動機連桿安裝于發(fā)動機。
[0030]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:包括大頭、小頭和桿身，所述桿身沿平行于大頭和小頭軸線的縱向截面由所述小頭至所述大頭為逐漸變薄的變截面結構。2.根據(jù)權利要求1所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述變截面結構至少由桿身的軸向兩側面中的一個為斜面形成。3.根據(jù)權利要求1所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述桿身的小頭端的橫向寬度小于桿身的大頭端。4.根據(jù)權利要求3所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述桿身的橫向寬度由所述小頭至所述大頭逐漸增大。5.根據(jù)權利要求1所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述小頭的軸向尺寸向其端部逐漸縮小。6.根據(jù)權利要求5所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述小頭的軸向尺寸由小頭軸線向其端部逐漸縮小。7.根據(jù)權利要求1所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述桿身的橫截面為工字形結構，所述變截面結構位于工字形結構腹板。8.根據(jù)權利要求2所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述變截面結構由桿身的軸向兩側面均為斜面形成。9.根據(jù)權利要求7所述的輕量化發(fā)動機連桿，其特征在于:所述桿身的軸向兩側面的斜率為1°-4°。10.—種應用權利要求1-9任一權利要求所述的輕量化發(fā)動機連桿的發(fā)動機，其特征在于:所述輕量化發(fā)動機連桿安裝于發(fā)動機。
【文檔編號】F02B75/32GK205663742SQ201620556726
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】謝育明, 楊松, 張正華, 成勇, 龔興明
【申請人】隆鑫通用動力股份有限公司