一种偏心曲柄连杆结构的制作方法

[0001]
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种偏心曲柄连杆结构。


背景技术：

[0002]
现有的玉柴3l发动机曲柄连杆系统布置，借鉴同排量或类似轻型柴油机设计经验，曲柄半径r＝53.45mm，连杆长度ι＝159mm，连杆比λ＝2.975。在缸径、连杆比限制条件下，随着国六发动机最大爆压提升，活塞侧向力爆压提升，严重影响整机摩擦损失和磨损寿命。
[0003]
现有专利文献，专利名称为“带有部分活塞偏置的内燃机”，专利号为cn2017113433584，公开号为cn108204277a，该发明专利涉及一种带有部分活塞偏置的内燃机。具有一列并联设置的气缸的往复式内燃机，所述气缸借助共同支承在一个曲轴轴承中的曲柄连杆机构通过连杆以及活塞连接，其中，曲柄连杆机构的曲轴轴承能够相对于气缸轴线具有位错。在该发明专利中，偏置尺度可以为10-12毫米。但在内燃机狭小的空间内，偏置距离如此大，势必会提高成本，且操作难度大。


技术实现要素：

[0004]
针对上述问题，本发明提供一种偏心曲柄连杆结构，在已限定的缸径、连杆比条件下，通过采用偏心布置，即曲轴旋转中心偏置，以减小活塞侧向力，从而减小整机摩擦损失和提高磨损寿命，操作简单，降低成本。
[0005]
本发明采取以下技术方案实现上述目的：
[0006]
一种偏心曲柄连杆结构，安装于缸体上，包括曲轴、连杆、活塞销和活塞，曲轴安装在缸体上，连杆的相对两端分别连接曲轴和活塞销，活塞通过活塞销连接连杆；活塞的相对两侧分别设有主推力侧和副推力侧，曲轴的旋转中心线向主推力侧的方向偏置(1.5～3)λmm，其中，λ＝r/ι，r为曲轴的半径，ι为连杆的长度。
[0007]
优选地，缸体上设有主轴承孔，曲轴安装在所述主轴承孔上。
[0008]
优选地，曲轴设有连杆轴颈，连杆大头的一端安装在所述连杆轴颈上，小头的一端通过活塞销与活塞相连。
[0009]
本发明的有益效果是：
[0010]
本发明的偏心曲柄连杆结构，在工作时，当活塞处于做功行程时缸孔内部燃烧产生气体力，气体力通过作用在活塞上，进而传递到曲轴，使得曲轴旋转输出动力。在传递作用过程中，由于连杆的作用产生相对缸孔的作用力分力。作用力分力与缸孔中心线与连杆长度方向夹角α成正比。当曲轴的旋转中心线向主推力侧偏置时，夹角α变小实现降低主推力侧作用力，从而减小整机摩擦损失和提高磨损寿命。
附图说明
[0011]
图1为本发明实施方式提供的偏心曲柄连杆结构的结构示意图；
[0012]
图2为曲轴偏置前后主推力侧作用力随曲轴转角变化情况。
[0013]
图中，1-缸体，2-曲轴，3-连杆，4-活塞销，5-活塞，6-主推力侧，7-副推力侧。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图1-2和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0015]
请参见图1，本实施方式提供一种偏心曲柄连杆结构，安装于缸体1上，包括曲轴2、连杆3、活塞销4和活塞5。曲轴2安装在缸体1上，连杆3的相对两端分别连接曲轴2和活塞销4，活塞5通过活塞销4连接连杆3。活塞5的相对两侧分别设有主推力侧6和副推力侧7，曲轴2的旋转中心线向主推力侧6的方向偏置(1.5～3)λmm，其中，λ＝r/ι，r为曲轴2的半径，ι为连杆3的长度。
[0016]
本发明的偏心曲柄连杆结构在工作时，当活塞5处于做功行程时，缸孔内部燃烧产生气体力，气体力通过作用在活塞5上，进而传递到曲轴2，使得曲轴2旋转输出动力。在传递作用过程中，由于连杆3的作用产生相对缸孔的作用力分力。缸孔中心线与连杆3长度方向形成夹角α，作用力分力与夹角α成正比。当曲轴2的旋转中心线向主推力侧6偏置时，夹角α变小实现降低主推力侧6的作用力，从而减小整机摩擦损失和提高磨损寿命。
[0017]
然而，为了保证整机能有足够的输出动力，夹角α变小需要控制在一定范围内。因此，在本实施方式中，曲轴2的半径r＝53.45mm，连杆3的长度ι＝159mm，连杆比λ＝ι/r＝2.975，控制偏置的距离为e2＝(1.5～3)λmm＝4.5～9mm，即曲轴2的旋转中心线向主推力侧6偏置的距离为4.5～9mm。这样的设置，保证了操作的可行性，同时有利于降低成本，防止偏置距离过大导致发动机难安装及成本高的问题。
[0018]
作为本实施方式的进一步优选，缸体1上设有主轴承孔，曲轴2安装在主轴承孔上。曲轴2通过连杆3带动在主轴承孔内旋转输出动力。主轴承孔可以限制曲轴2的活动范围，防止曲轴2活动范围过大，影响其他零件的使用。
[0019]
作为本实施方式的进一步优选，曲轴2设有连杆轴颈，连杆3大头的一端安装在连杆轴颈上，小头的一端通过活塞销4与活塞5相连。连杆轴颈的设置，可以降低连杆3与曲轴2之间的摩擦，增加连杆3与曲轴2的使用寿命。
[0020]
请参见图2，图2为曲轴2偏置前后对主推力侧6的作用力随曲轴2的转角变化情况。由图2可看出，曲轴2偏置5mm后，主推力侧6的作用力最大降幅约为22.3％。由此可知道，曲轴2偏置后可有效降低对主推力侧6的作用力，从而减小整机摩擦损失和提高磨损寿命。
[0021]
虽然，上文中已经用具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。