专利名称：一种往复式内燃机小头无衬套连杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复式内燃机连杆，尤其是连杆小头孔内不用压装滑动衬套的连杆。
背景技术：
内燃机从诞生起，首先采用就是活塞连杆机构，自今仍在大量使用。连杆的功用是连接活塞与曲轴，负责传递两者之间的动力与运动。连杆小头通过活塞销与活塞相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，把活塞承受的气体爆压传给曲轴，使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，在此过程中，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。对全浮式活塞销，连杆工作时，由于连杆小头与活塞销之间有相对运动，在所受交变载荷的作用下，其之间会产生磨损，磨损加大其之间的配合间隙，轻者出现活塞销异响，重者损坏连杆小头、活塞销，甚至造成打缸。因此，人们在连杆小头压入减磨双金属衬套作滑动轴承，并在连杆小头和衬套上铣有油槽或钻有油孔以收集发动机运转时飞溅上来的润滑油用以润滑。双金属衬套作用是，在软相基体上均勻分布着硬相质点，软相基体使合金具有非常好的嵌藏性、 顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减摩；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。油槽或油孔的作用是，保证连杆小头与活塞销之间的运动处于润滑状态，例如，衬套为铸造锡基巴氏合金ZSnSbllCu6，活塞销材料为20CrMnTi时，其摩擦系数在有润滑时为0. 005，无润滑时为 0.观，相差50多倍。衬套的优点是无疑的，不足的是工作过程中存在衬套发生转动的可能， 使得油道正常工作位置发生变化，引起油路堵塞，以及现有衬套无法承受高爆压。然而，随着商用车的载重加大，内燃机的爆压升高也是必然，如何解决高爆压下现有衬套无法承受问题，为此，中国专利公开号CN 1894523，
公开日2007年1月10日，名称为《一种带有内导沟和异形活塞销的、磷化的、和无衬套的活塞连杆组件》，提供了一种连杆小头无衬套的技术方案，并用附图公开了“十字形”连杆小头，但是，该方案的仅仅是“十字形”连杆小头，而在连杆小头孔中无润滑油路，影响润滑效果。同时该方案需要采用异形活塞销而增加制造难度，而且还需磷化，并且因磷化层的厚度不均勻性，以致磷化层磨损脱落后，进入内燃机燃烧室内，引起损害。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术在连杆小头孔中无润滑油路，影响润滑效果， 提供一种制造难度小，无需磷化，能承受高爆压、且结构简单，一种往复式内燃机小头无衬套连杆。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种往复式内燃机小头无衬套连杆，包括连杆小头、连杆杆身、连杆大头和连杆小头孔，所述连杆小头采用“十字形”结构， 十字头宽小于十字腰宽，十字头宽与十字腰宽之间为平滑过渡的连接弧连接，所述在连杆小头孔内，从小于十字头宽处至孔口，是由一段较一段开阔的型线旋转而形成的异型销孔，在连杆小头孔内，还有与异型销孔形成回路的油槽。所述的油槽为与连杆小头孔轴线平行，且是位于十字腰宽的上端的直线油槽，直线油槽的槽口处与平滑过渡的连接弧的末端形成了开口。所述的油槽为圆孔结构，且是贯通连杆杆身的杆身孔油槽，杆身孔油槽的槽口处于“十字形”结构的剖面的纵向中心，与连杆小头孔贯通。所述的连杆小头材料为70MnVS4。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于1.取消了内燃机中经常失效的零件——连杆衬套，不仅降低了成本，而且避免了油路堵塞；2.采用异型销孔结构，能顺应活塞销受力时的弯曲变形，承受高爆压；3.设置了与异型销孔形成回路的油槽，降低摩擦，提高连杆工作的耐久性；4.结构简单，易于加工，而且杜绝现有技术磷化层磨损脱落、引起内燃机燃烧室损害。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是连杆小头左剖视图。图3是连杆小头与活塞装配图。图4是本实用新型异型销孔形状示意图。图5是杆身孔油槽的轴测图。图中连杆小头1，连杆杆身2，直线油槽3，杆身孔油槽5，连杆小头孔9，连杆大头10，活塞11，活塞销12，十字头宽21，异型销孔内宽21a，十字腰宽22，异型销孔内中点宽 M，异型销孔外中点宽23，异型销孔内中点直径25，异型销孔外中点直径沈，异型销孔口部直径27，连接弧R。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。参见图1，是本实用新型的结构示意图，包括连杆小头1、连杆杆身2、连杆大头10、 连杆小头孔9和直线油槽3。本实用新型无需衬套，直线油槽3在连杆小头孔9的轴线下方，1/3 2/3连杆小头孔9的半径处。内燃机是将燃料燃烧产生的热能转变成机械能的机器。在每次能量转换过程中，必须经过进气、压缩、作功和排气四个行程，称为一个工作循环。进气行程是活塞从最上位置，被曲轴(通过连杆、活塞销)拉至最下，连杆小头孔的上部受到拉力，此力较小；压缩行程是活塞从最下位置，被曲轴推最上位置，连杆小头孔的下部受到活塞销的压力，此力较小；作功行程是活塞从最上位置，被爆炸的燃气推至最下，活塞推动活塞销，活塞销推动连杆小头孔的下部，此过程活塞销和连杆小头孔所受到压力最大，活塞销存在弯曲变形；排气行程是活塞从最下位置，被曲轴推最上位置，连杆小头孔的下部受到压力，此CN 202194699 U
说明书
3/3页 力较小。从上可见，连杆小头在一个工作循环中，受力方向是不断在变化，受力大小也有几百倍的差别，而在作功行程受到的力最大，且力的作用点在连杆小头孔的下部，此处为受力的危险面。而连杆小头孔的上部受力较小，则连杆小头孔的上部的接触面积也可比连杆小头孔的下部小，满足受力条件即可。同时，高爆压在连杆小头产生的力，集中在连杆小头孔的下部，因此，连杆小头下部的承载能力和润滑情况就是解决问题的关键，如果现有双金属衬套不能满足承载力，而新的衬套材料还未产生，那么，去掉衬套，加强承载面之间的润滑就是一个理想的解决问题的方案，毕竟，在润滑条件良好的情况下，不仅摩擦系数较干摩擦时小几十倍，而且不同材料之间的摩擦系数也差别不大。参见图2，是连杆小头左剖视图，所述连杆小头采用“十字形”结构，十字头宽21小于十字腰宽22，十字头宽21与十字腰宽22之间为平滑过渡的R连接，在连杆小头孔9内， 从小于十字头宽21处至孔口，是由一段较一段开阔的型线旋转而形成的异型销孔，在连杆小头孔9内，还有与异型销孔形成回路的油槽，油槽为与连杆小头孔9轴线平行，且是位于十字腰宽22的上端的直线油槽3，直线油槽3的槽口处与平滑过渡的连接弧R的末端形成了开口，利于将发动机运转时飞溅的润滑油收集起来，通过开口、直线油槽3导入润滑面。 十字头宽21小于十字腰宽22可在1/3 3/5，本实例为1/2。
参见图3、图4、图5，连杆小头1通过活塞销12与活塞11连接，由于十字头宽21小于十字腰宽22，从而在十字竖直中心两边对称的形成空间，空间内可接收内燃机运转时飞溅的润滑油，润滑油经过异型销孔和油槽形成的回路导入润滑面。在连杆小头孔 9内，从小于十字头宽21处至孔口，是由一段较一段开阔的型线旋转而形成的异型销孔，在连杆小头孔9内，还有与异型销孔形成回路的油槽，油槽为圆孔结构，且是贯通连杆杆身2 的杆身孔油槽5，杆身孔油槽5的槽口处于“十字形”结构的剖面的纵向中心，与连杆小头孔9贯通。两端带型线的异型销孔形状25、26、27，可以顺应活塞销受力时的弯曲变形，在现有的一个设计中，其值十字头宽21为沈毫米；异型销孔内宽21a为20毫米，异型销孔内中点宽M为32毫米；异型销孔外中点宽23为38毫米，十字腰宽22为44毫米；连杆小头孔9直径为44毫米；异型销孔内中点直径25为44+°_°2毫米；异型销孔外中点直径沈为 44+0-04+0.02毫米；异型销孔口部直径27为44+°_°6+α(ι4 ；圆弧30为50毫米。为了能表达出异型效果，在图4中进行了局部放大，以凸显出异型销孔的微观曲面形状。
权利要求1.一种往复式内燃机小头无衬套连杆，包括连杆小头(1)、连杆杆身(2)、连杆大头 (10)和连杆小头孔(9)，所述连杆小头(1)采用“十字形”结构，十字头宽(21)小于十字腰宽(22)，十字头宽(21)与十字腰宽(22)之间为平滑过渡的连接弧(R)连接，其特征在于 在连杆小头孔(9)内，从小于十字头宽(21)处至孔口，是由一段较一段开阔的型线旋转而形成的异型销孔，在连杆小头孔(9)内，还有与异型销孔形成回路的油槽。
2.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机小头无衬套连杆，其特征在于所述的油槽为与连杆小头孔(9)轴线平行，且是位于十字腰宽(22)的上端的直线油槽(3)，直线油槽 (3)的槽口处与平滑过渡的连接弧(R)的末端形成了开口。
3.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机小头无衬套连杆，其特征在于所述的油槽为圆孔结构，且是贯通连杆杆身(2)的杆身孔油槽(5)，杆身孔油槽(5)的槽口处于“十字形”结构的剖面的纵向中心，与连杆小头孔(9)贯通。
4.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机小头无衬套连杆，其特征在于所述的连杆小头(1)材料为70MnVS4。
专利摘要一种往复式内燃机小头无衬套连杆，属于活塞连杆技术领域。所述连杆小头采用“十字形”结构，十字头宽(21)小于十字腰宽(22)，十字头宽(21)与十字腰宽(22)之间为平滑过渡的连接弧(R)连接，所述在连杆小头孔(9)内，从小于十字头宽(21)处至孔口，是由一段较一段开阔的型线旋转而形成的异型销孔，在连杆小头孔(9)内，还有与异型销孔形成回路的油槽。采用异型销孔结构，能顺应活塞销受力时的弯曲变形，承受高爆压；设置了与异型销孔形成回路的油槽，降低摩擦，提高连杆工作的耐久性；结构简单，易于加工，而且杜绝现有技术磷化层磨损脱落、引起内燃机燃烧室损害。
文档编号F01M1/06GK202194699SQ20112026539
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者吴红亮, 周志亮, 李卫国, 苏洪吉 申请人:东风汽车有限公司