专利名称：连杆衬套、活塞连杆组、曲柄连杆机构和发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种活塞连杆技术，特别是涉及一种连杆衬套，还涉及一种包括该连杆衬套的活塞连杆组、曲柄连杆机构和发动机。
背景技术：
当前，曲柄连杆机构是当前常用的机构。在发动机中，曲柄连杆机构不仅是重要的动力传递机构，也是实现发动机工作循环、完成能量转换的主要机构。在泵送机构中，曲柄连杆机构同样是重要的动力传递机构。曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。其中，活塞连杆组又包括活塞和连杆；连杆的一端与活塞销可旋转相连，活塞销的两端与活塞相连；连杆的另一端与曲轴的轴颈可旋转相连。连杆中，与活塞销相连的一端一般称为连杆小头；与轴颈相连的一端一般称连杆大头。为了保证连杆小头与活塞销之间的可旋转配合，一般在连杆与活塞销之间还设置连杆衬套。具体结构是:连杆小头设置有销孔，连杆衬套安装在销孔中，连杆衬套的内周面与活塞销的外周面之间形成旋转配合面。在曲柄连杆机构工作时，连杆小头及连杆衬套可以相对于活塞摆动旋转，进而在连杆摆动过程中，驱动活塞往复运动，或者将活塞产生的往复运动转换为曲轴的旋转运动。为了保证连杆衬套的内周面与活塞销的外周面之间的旋转配合，降低旋转配合面的磨损，延长连杆衬套和/或活塞销的寿命，就需要对旋转配合面进行润滑。一种润滑方式是:在连杆小头的销孔的壁面上设集油孔，使润滑油通过集油孔到达衬套与活塞销之间的旋转配合面，保证该旋转配合面的润滑。但在连杆小头上设置集油孔会导致连杆小头的强度降低，进而使连杆小头产生变形，进而导致连杆衬套变形，影响活塞销与连杆衬套的配合精度；进而非常容易引起活塞销与连杆衬套的咬死；同时，连杆小头甚至会由于集油孔处的应力集中而开裂损坏。为了避免降低连杆小头的强度，另一种润滑方式是在连杆衬套的内周面形成油槽，并使油槽的两端开口分别位于连杆衬套的侧面上；这样，到达连杆衬套侧面的润滑油就可以通过油槽到达衬套与活塞销之间的旋转配合面，保证对该旋转配合面的润滑性能。与楔形的连杆小头结构相对应，连杆衬套也可以设置为楔形衬套，即使连杆衬套的侧面的至少一部分形成倾斜面，进而使连杆衬套的一部分(在安装时，该部分远离曲轴轴线)的宽度小于另一部分(在安装时，该部分靠近曲轴轴线)的宽度，宽度较小的部分形成楔顶部，宽度较大的部分形成楔根部。但是，在连杆衬套上设置油槽同样会导致连杆衬套强度的降低；如果为了保证连杆衬套的强度，就要减小油槽的通流截面(宽度和/或深度);但减小油槽通流截面就会影响润滑油的通流，影响润滑性能。当前，主要通过减小油槽的通流截面，通过设置复杂的油槽分布保证润滑性能，这样又使得油槽加工过程繁琐，导致连杆衬套的加工成本增加。因此，在连杆衬套上设置油槽时，如何在保证连杆衬套强度和润滑性能的前提，降低油槽的加工成本是当前本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容因此，本实用新型的第一个目的在于提供一种连杆衬套，该连杆衬套可以在保证连杆衬套强度和润滑性能的前提下，保持或降低油槽的加工成本。在提供上述连杆衬套的前提下,还提供一种包括该连杆衬套的活塞连杆组、及包括该活塞连杆组的曲柄连杆机构，及包括该曲柄连杆机构的发动机。本实用新型提供的连杆衬套中，其内周面形成油槽，所述油槽两端的开口分别位于所述连杆衬套的两个侧面上，所述油槽包括顺序相连的第一槽段、第二槽段和第三槽段，所述第一槽段和第三槽段位于油槽的两端；所述第一槽段的通流截面和第三槽段的通流截面均大于第二槽段的通流截面。可选的，所述油槽相对于第一参考平面对称；所述第一参考平面与所述连杆衬套的轴线垂直，并将所述连杆衬套的内周面分为对称的两个部分。可选的，所述第一槽段的外开口的通流截面为第二槽段的最小通流截面的4飞倍，所述第三槽段的外开口的通流截面为第二槽段的最小通流截面的4飞倍。可选的，所述内周面形成两个油槽；第一个油槽的第一侧壁和第二油槽的第二侧壁相邻，且所述第一侧壁的中间部分和第二侧壁的中间部分分别朝向对方凸起；所述第一侧壁和第二侧壁之间的最小弧度在100度 120度之间。可选的，所述侧面至少一部分为斜面；所述内周面形成两个相对于第二参考平面对称的油槽；所述第二参考平面通过所述连杆衬套的轴线，且通过所述连杆衬套的楔顶线。可选的，所述油槽的远离楔顶线的侧壁中，中间部分朝向楔根线凸起。可选的，两个所述油槽之间的、且包括楔根线的部分的最小弧度在100度 120度之间。提供的活塞连杆组包括活塞、活塞销、连杆衬套和连杆，所述连杆衬套安装在连杆的一端的销孔中，所述连杆衬套的内周面与活塞销旋转配合；所述活塞销的两端与活塞相连；所述连杆衬套为上述任一种连杆衬套。提供的曲柄连杆机构包括曲轴和活塞连杆组，所述活塞连杆组为上述任一种活塞连杆组，所述连杆的另一端与曲轴的轴颈可旋转配合。提供的发动机包括机体和安装在所述机体上的曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构为上述任一种的曲柄连杆机构。本实用新型提供的连杆衬套中，与现有技术相比，油槽包括三个槽段，位于油槽两端的二个槽段通流截面均大于位于中间部分的槽段。这样，在工作过程中，位于油槽两端部分的通流截面较大的槽段就可以收集、储存和提供更大量的润滑油，保证活塞销与衬套之间的润滑性能；由于油槽中间部分槽段的通流截面较小(较窄和/或较浅)，可以保证连杆衬套中间部分的强度；由于连杆衬套中间部分负载较大，进而可以保证连杆衬套的整体强度，满足实际需要。同时，由于不需要设置复杂的油槽分布，使得油槽结构比较简单，加工也比较方便，进而可以简化油槽加工工艺，保持或降低油槽的加工成本。在进一步的技术方案中，所述油槽对称设置，可以使连杆衬套各部分磨损更均匀，提高连杆衬套的可维护性。在进一步的技术方案中，所述油槽的远离楔顶线的侧壁中，中间部分朝向楔根线凸起。这样，油槽整体形成一个向楔根线凸起的弧形结构；该结构可以充分利用活塞往复运动或者重力作用，一方面更好地收集润滑油，另一方面可以为润滑油向油槽的中间部分流动提供动力，提高对活塞销与连杆衬套之间的润滑性能。在提供上述连杆衬套的基础上，提供的包括该连杆衬套的活塞连杆组、曲柄连杆机构及发动机也能够分别产生相对应的技术效果。
图1是本实用新型实施例一提供的连杆衬套的立体结构示意图；图2是本实用新型实施例一提供的连杆衬套的内周面的展开结构示意图；图3为本实用新型实施例一提供的连杆衬套中，沿第一参考平面Pl的剖视结构示意图；图4为本实用新型实施例一提供的连杆衬套中，油槽工作原理示意图；图5为本实用新型实施例二提供的连杆衬套的立体结构示意图；图6为图5所示连杆衬套的剖视结构示意图,剖切位置为图5中的第二参考平面P2 (图5中用双点画线示出)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例以及不同实施例中的特征进行相互或相应组合。请参考图1和图2，图1是本实用新型实施例一提供的连杆衬套的立体结构示意图，图2是本实用新型实施例一提供的连杆衬套的内周面的展开结构示意图。实施例一提供的连杆衬套100的内周面101形成一个油槽110。油槽110的两端的开口分别位于连杆衬套100的两个侧面103和104上，即油槽110从连杆衬套100的一个侧面103在内周面101上延伸到另一侧面104。本实施例中，连杆衬套100的内周面101上形成两个油槽110 ;且两个油槽110的结构相同。以下以一个油槽110为例对油槽的结构进行说明。当然两个油槽110的结构也可以不同。如图2所示，油槽110包括顺序相连的第一槽段111、第二槽段112和第三槽段113。第一槽段111和第三槽段113位于油槽110的两端，第二槽段112位于第一槽段111和第三槽段113之间，三者顺序相连。第一槽段111的通流截面和第三槽段113的通流截面均大于第二槽段112的通流截面；如图所示，第一槽段111任意部分的通流截面均大于第二槽段112的任一部分的通流截面，同样，第三槽段113任间部分的通流截面均大于第二槽段112的任一部分的通流截面。在工作过程中，润滑油先进入第一槽段112和第三槽段113，然后再进入第二槽段112中。这样，由于第一槽段111和第三槽段113的通流截面较大，该两个槽段就可以收集、储存和提供更大量的润滑油，为第二槽段112提供足够且稳定的润滑油，进而为保证活塞销与衬套之间的润滑性能，提供了前提。发明人还发现，在工作过程中，连杆衬套100靠近两侧面103、104的部分的负载较小，越靠近中间部分，连杆衬套100的负载越大；因此，位于油槽110中间部分的第二槽段112的通流截面较小(较窄和/或较浅)，可以保证连杆衬套100中间部分的强度；进而可以保证连杆衬套100的整体强度，满足实际需要。又由于第一槽段111和第二槽段113在两侧部分为第二槽段112提供润滑油，可以保证对第二槽段112部分润滑油的供给，保证中间部分的润滑性能。这样就可以实现连杆衬套100强度与润滑性能的平衡。同时，上述油槽110结构比较简单，在内周面102中布置比较简单，进而可以方便地加工油槽的，简化加工工艺，为保持或降低油槽的加工成本提供了前提。请参考图2，本实施例中，油槽110相对于第一参考平面Pl (图2中以双点画线示出)对称；第一参考平面Pl为与连杆衬套100的轴线垂直，并将连杆衬套100的内周面102分为对称的两个部分的平面。这样，油槽110就形成一个对称结构，该结构可以在轴向方向上，使连杆衬套100各部分磨损更均匀，提高连杆衬套100的可维护性。为了保持润滑油流动的顺畅，各槽段之间的可以设置圆滑过渡，即第一槽段111的侧壁和第二槽段112的侧壁之间圆滑过渡；第二槽段112的侧壁和第三槽段113的侧壁之间圆滑过渡。本实施例中，第一槽段111的外开口的通流截面为第二槽段112的最小通流截面的4.5倍，第三槽段113的外开口的通流截面为第二槽段112的最小通流截面的4.5倍。根据实际需要，可以适当设置各槽段相应部分的通流截面，如:可以使第一槽段111的外开口的通流截面为第二槽段112的最小通流截面的4飞倍，使第三槽段113的外开口的通流截面为第二槽段112的最小通流截面的4飞倍。请结合图2，并请参考图3、图3为本实用新型实施例一提供的连杆衬套中，沿第一参考平面Pl的剖视结构示意图。该连杆衬套100形成两个整体为弧形结构的油槽110。具体结构为:第一个油槽110的第一侧壁I IOa和第二油槽110的第二侧壁I IOb相邻；且第一侧壁IlOa均为弧形结构，即第一侧壁IlOa沿一弧形面从侧面103向侧面104延伸，且其中间部朝向第二侧壁UOb凸起；同样，第二侧壁IlOb也均为弧形结构，且其中间部朝向第一侧壁IlOa凸起；进而第一侧壁IlOa的中间部分和第二侧壁IlOb的中间部分分别朝向对方凸起。本实施例中，两个油槽110之间A部分，即第一侧壁IlOa和第二侧壁IlOb之间的最小弧度为110度。A部分的弧度可以根据实际需要选定，优选在100度 120度之间，以在保证润滑性能的同时，保证A部分及靠近A部分的强度，平衡润滑性能与强度需要。这样，在安装连杆衬套100时，A部分可以与连杆大头延伸方向(图3中以D示出)相对应。请参考图4，该图是实施例一提供的连杆衬套中，油槽工作原理示意图。这样，在工作过程中，油槽Iio的第一槽段111和第三槽段113的润滑油可以在惯性和/或重力作用下，很顺利地流到第二槽段112 (如图4箭头所示)，为润滑连杆衬套100和活塞销提供保证。与楔形的连杆小头相对应，连杆衬套100也可以为楔形结构，形成楔形衬套。请参考图5和图6，图5为本实用新型实施例二提供的连杆衬套的立体结构示意图，图6为图5所示连杆衬套的剖视结构示意图，剖切位置为图5中的第二参考平面P2 (图5中用双点画线示出)。本实用新型实施例二提供的连杆衬套为楔形衬套。连杆衬套100的侧面103和侧面104分别形成一个完整的斜面，且侧面103和侧面104对称。这样，在连杆衬套100的内周面中，母线最短的位置(图6上方)形成楔顶线102a，母线最长的位置(图6下方)形成楔根线102b。当然，侧面103和/或侧面104也可以部分形成一个斜面，另一部分为与连杆衬套100的轴线O垂直的环形表面。在该环形表面为宽度最大部分时，楔根线102b可以为环形表面的中间母线；在该环形表面为宽度最小部分时时，楔顶线102a可以为环形表面的中间母线。设上述第二参考平面P2通过连杆衬套100的轴线0，且通过连杆衬套100的楔顶线102a ;优选技术方案可以使两个油槽110相对于第二参考平面P2对称，以保证旋转配合面磨损更均勻。与实施例一相同，油槽110可以设置为弧形结构；并使每个油槽110的远离楔顶线102a的侧壁的中间部分朝向楔根线102b凸起。优选技术方案是，使中间部分呈弧线形向楔根线102b凸起。同样，为了平衡连杆衬套100润滑性能和强度需要，两个油槽110之间的、且通过楔根线102b的部分的最小弧度应当根据实际需要进行选定，优选范围为100度 120度。在安装时，可以使楔根线102b与连杆大头延伸方向相对应；此时油槽110的集油、储油和供油与实施例一相同，不再赘述；另外，基于连杆衬套100的两侧面103、104均为斜面，可以为第一槽段111和第三槽段113的集油提供更大便利。当然，根据上述描述，本领域技术人员可以理解，油槽110的结构不限于上述弧形结构，也可以是基本具体结构。在提供上述连杆衬套100的基础上，本实用新型还提供一种活塞连杆组，该活塞连杆组包括活塞、活塞销、连杆衬套和连杆，连杆衬套安装在连杆的一端的销孔中，连杆衬套的内周面与活塞销旋转配合；活塞销两端与活塞相连；连杆衬套可以为上述任一种连杆衬套100。另外，本实用新型提供的曲柄连杆机构可以包括曲轴和上述任一种活塞连杆组，并使连杆的另一端与曲轴的轴颈可旋转配合。本实用新型还提供一种发动机，该发动机包括机体和安装在机体上的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构可以为上述曲柄连杆机构。在提供上述连杆衬套的基础上，提供的包括该连杆衬套的活塞连杆组、曲柄连杆机构及发动机也分别能够产生相对应的技术效果。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种连杆衬套，其内周面(102)形成油槽(110)，所述油槽(110)两端的开口分别位于所述连杆衬套(100)的两个侧面(103、104)上，其特征在于，所述油槽(110)包括顺序相连的第一槽段(111)、第二槽段(112)和第三槽段(113)，所述第一槽段(111)和第三槽段(113 )位于油槽(110 )的两端；所述第一槽段(111)的通流截面和第三槽段(113)的通流截面均大于第二槽段(112)的通流截面。
2.根据权利要求1所述的连杆衬套，其特征在于，所述油槽(110)相对于第一参考平面(PI)对称；所述第一参考平面(PI)与所述连杆衬套(100)的轴线(O)垂直，并将所述连杆衬套(100)的内周面(102)分为对称的两个部分。
3.根据权利要求1所述的连杆衬套，其特征在于，所述第一槽段(111)的外开口的通流截面为第二槽段(112)的最小通流截面的4飞倍，所述第三槽段(113)的外开口的通流截面为第二槽段(112)的最小通流截面的4飞倍。
4.根据权利要求1至3任一项所述的连杆衬套，其特征在于，所述内周面(102)形成两个油槽(110);第一个油槽(110)的第一侧壁(IlOa)和第二油槽(110)的第二侧壁(IlOb)相邻，且所述第一侧壁(IlOa)的中间部分和第二侧壁(IlOb)的中间部分分别朝向对方凸起；所述第一侧壁(IlOa)和第二侧壁(IlOb)之间的最小弧度在100度 120度之间。
5.根据权利要求1至3任一项所述的连杆衬套，其特征在于，所述侧面至少一部分为斜面；所述内周面(102)形成两个相对于第二参考平面(P2)对称的油槽；所述第二参考平面(P2)通过所述连杆衬套(100)的轴线(0)，且通过所述连杆衬套(100)的楔顶线(102a)。
6.根据权利要求5所述的连杆衬套，其特征在于，所述油槽(110)的远离楔顶线(102a)的侧壁中，中间部分朝向楔根线(102b)凸起。
7.根据权利要求6所述的连杆衬套，其特征在于，两个所述油槽(110)之间的、且包括楔根线(102b)的部分的最小弧度在100度 120度之间。
8.一种活塞连杆组，包括活塞、活塞销、连杆衬套和连杆，所述连杆衬套安装在连杆的一端的销孔中，所述连杆衬套的内周面与活塞销旋转配合；所述活塞销的两端与活塞相连；其特征在于，所述连杆衬套为权利要求1至7任一项所述的连杆衬套(100)。
9.一种曲柄连杆机构，包括曲轴和活塞连杆组，其特征在于，所述活塞连杆组为权利要求8所述的活塞连杆组，所述连杆的另一端与曲轴的轴颈可旋转配合。
10.一种发动机，包括机体和安装在所述机体上的曲柄连杆机构，其特征在于，所述曲柄连杆机构为权利要求9所述的曲柄连杆机构。
专利摘要本实用新型公开一种连杆衬套。公开的连杆衬套的内周面形成油槽，油槽两端的开口分别位于连杆衬套的两个侧面上，油槽包括顺序相连的第一槽段、第二槽段和第三槽段，第一槽段和第三槽段位于油槽的两端；第一槽段的通流截面和第三槽段的通流截面均大于第二槽段的通流截面。这样，位于油槽两端部分的通流截面较大的槽段就可以收集、储存和提供更大量的润滑油，保证活塞销与衬套之间的润滑性能；中间部分槽段的通流截面较小，可以保证连杆衬套的整体强度，满足实际需要。同时，油槽结构比较简单，加工也比较方便，进而可以简化油槽加工工艺，保持或降低油槽的加工成本。还公开了包括该连杆衬套的活塞连杆组、曲柄连杆机构和发动机。
文档编号F16H21/18GK203162132SQ20122072831
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者任丽娟, 汪志刚, 奚志朋 申请人:三一重工股份有限公司