高强化发动机活塞连杆结构的制作方法

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体地指一种高强化发动机活塞连杆结构。

背景技术：

在汽车行业日益苛刻的节能环保要求下，汽车发动机采用小型涡轮增压逐渐成为主流趋势，发动机性能强化程度和结构紧凑性越来越高，高强化发动机的爆压高达120bar以上，发动机连杆承受机械载荷大幅提高，同时还面临着结构减重的轻量化设计要求。

现有的发动机连杆小头均为等壁厚、壁厚截面为近似矩形的结构，发动机点火时产生爆发压力，连杆小头靠近杆身处受活塞销压力大，活塞位于上止点时，连杆小头顶部受活塞销拉力相对小；另一方面，根据仿真分析，连杆小头壁厚截面靠外侧受力比较小，安全系数相对较大。因此，传统的连杆小头采用等壁厚且壁厚截面近似矩形的结构具有一定的轻量化优化空间，目前的发动机活塞连杆由于有较大的惯性质量，因此发动机工作时的振动水平较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种可满足活塞连杆轻量化设计要求、降低连杆螺栓孔加工工艺难度的活塞连杆结构。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高强化发动机活塞连杆结构，包括连杆小头、连杆体、连杆大头，所述连杆小头与连杆大头分别固定在连杆体的两端，所述连杆大头另一端固定连接连杆盖；所述连杆小头与连杆小头衬套为孔轴配合，其特征在于：所述连杆小头包括连杆小头上部、连杆小头下部，所述连杆小头上部与连杆小头下部的分界面为连杆小头中部截面，所述连杆小头中部截面至连杆小头上部顶端之间的壁厚依次减薄，连杆小头上部的任意横截面为连杆小头上部截面，所述连杆小头上部截面呈梯形。

进一步地，所述连杆小头上部截面轮廓包括截面内直边、截面外直边和截面侧边，所述截面外直边的长度小于截面内直边的长度，所述截面侧边为外凸弧形。

进一步地，所述连杆小头衬套内壁上设有连杆衬套油槽，所述连杆衬套油槽呈V字型。

进一步地，所述连杆大头和连杆盖的连接处均开有连杆螺栓孔，所述连杆大头与连杆盖通过连杆螺栓与连杆螺栓孔螺纹配合实现连接。

进一步地，所述连杆盖的底端面上设置有凸台，所述凸台上固定有可储存连杆参数的二维码。

本实用新型的有益效果是：

1、降低发动机工作的振动水平。实际运行中连杆小头顶部比连杆小头中部受活塞销压力小，且壁厚截面靠外侧受力较内侧小。连杆小头壁厚从中部到顶部依次减薄，连杆截面采用楔形设计，其截面宽度从内测到外侧依次减小。这样在保证连杆小头满足强度要求前提下，不仅实现了连杆小头的轻量化，而且减小了活塞连杆往复运动时的惯性力，从而降低了发动机工作时的振动。

2、提高产品的可追溯性。通过在连杆盖底端面上设置保存有连杆参数的二维码信息，来提高产品信息的可追溯性。

附图说明

图1为活塞连杆结构拆分图。

图2为活塞连杆与曲轴装配图。

图3为连杆小头局部放大图。

图4为图2中A向剖视图。

图5为连杆小头衬套局部放大图。

图6为凸台局部放大图。

图7为螺栓出口加工时进刀示意图。

图中各部件标号如下：连杆小头1、连杆小头顶部1.1、连杆小头中部1.2、连杆小头上部截面1.3、截面内直边1.3.1、截面外直边1.3.2、截面侧边1.3.3、连杆体2、连杆大头3、连杆大头上轴瓦3.1、连杆大头下轴瓦3.2、连杆盖4、连杆小头衬套5、连杆衬套油槽5.1、连杆螺栓6、连杆螺栓出口6.1、连杆螺栓进口6.2、连杆螺栓孔6.3、凸台7、活塞销8、曲轴9、曲轴连杆颈9.1、铣刀10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1～7所示，一种高强化发动机活塞连杆结构，包括连杆小头1、连杆体2、连杆大头3和连杆盖4；连杆小头1、连杆体2、连杆大头3为一个整体结构，连杆体2的两端分别为连杆小头1与连杆大头3，连杆盖4通过连杆螺栓6与连杆大头3固定连接；连杆小头1为环形，连杆小头1中间圆孔套入连杆小头衬套5，连杆小头衬套5通过间隙配合与活塞销8连接，在连杆小头衬套5的内壁上开有呈V字型的连杆衬套油槽5.1，V字型的油槽结构有利于储存更多的润滑油，有效地对连杆小头1与活塞销8之间的相对运动进行冷却和润滑。

连杆小头1包括连杆小头上部1.1和连杆小头下部1.2，连杆小头上部1.1与连杆小头下部1.2的分界面为连杆中部截面1.4，与连杆体2连接的连杆小头下部1.2受活塞销8的压力较大，连杆小头上部1.1受活塞销8拉力比较小，从连杆小头中部截面1.4至连杆小头上部1.1顶端之间的径向壁厚依次减薄，这样在满足结构强度的同时减轻了重量；连杆小头上部1.1的任意截面为连杆小头上部截面1.3，连杆小头上部截面1.3的轮廓包括截面内直边1.3.1、截面外直边1.3.2和截面侧边1.3.3，连杆小头上部1.1在截面外直边1.3一侧的受力比在截面内直边1.3.1的受力小，连杆小头上部截面1.3呈梯形，截面外直边1.3.2长度小于截面内直边1.3.1，截面侧边1.3.3为外凸的弧形。这样连杆小头1在满足强度要求下进一步实现减重，减小了活塞连杆往复运动时的惯性力，从而降低了发动机工作时的振动。

上述技术方案中，连杆大头3呈环形，它由两个半环组成，上半环连接连杆体2，下半环为连杆盖4，上半环的内侧设有连杆大头上轴瓦3.1，下半环的内侧设有连杆大头下轴瓦3.2；连杆大头3通过连杆大头上轴瓦3.1和连杆大头下轴瓦3.2与曲轴9上的曲轴连杆颈9.1进行配合连接，然后通过连杆螺栓6与连杆螺栓孔6.3螺纹配合进行紧固；连杆螺栓孔6.3两端分别为连杆螺栓进口6.2和连杆螺栓出口6.1，连杆螺栓进口6.2位于连杆盖4底端面两侧，连杆螺栓出口6.1位于连杆大头3外侧壁面上；连杆盖4的底端面在位于连杆螺栓进口6.2之间设置有凸台7，凸台7上粘贴有可储存连杆参数的二维码。这样，该二维码将每支连杆的生产日期、批次、大头孔径分组、连杆重量分组等信息集成一体，扫码即可识别，对于生产、检测以及后期的零件追溯提供极大便利。

上述技术方案中，连杆螺栓孔6.3在加工完成后，在连杆螺栓出口6.1处会存在应力集中，需用铣刀10对连杆螺栓出口6.1进行二次加工，铣刀10的进刀方向与螺纹孔6.3的方向垂直，这样不仅消除了连杆螺栓出口6.1的应力集中，而且由于连杆小头1的径向尺寸大于连杆体2的径向尺寸，避免了采用轴向进刀时连杆小头1对铣刀10形成的干涉，降低了加工的工艺难度。