专利名称：一种轻量化活塞连杆总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车发动机零部件，更具体地说，它涉及一种轻量化活塞连杆总成。
背景技术：
当前，采用燃油作为动力来源的传统动力汽车仍在汽车市场上居主导地位，然而，石油是不可再生资源，地球的石油资源已越来越难以满足人类日益增长的需求，在此背景下，燃油价格持续上涨不可避免地成为大趋势，而另一方面，人类也意识到以破坏环境为代价的无度攫取是一种不可持续的发展方式，为此，汽车业界除了积极开发采用替代能源的·车型外，还深度挖掘现有传统发动机的节能潜力，部件轻量化设计，成为实现节能降耗的一条重要途径。而现有技术中，发动机活塞连杆总成中的各部件都比较粗重厚实，很多部位采用相同的结构和尺寸，但实际上进行精细分析后，对于受力情况不同的部位完全可以采取有区别有针对性的更优化设计，从而取得更好的减重节能效果。公布号为CN102072041A的发明于2011年5月25日公布了一种用于摩托车发动机的轻量化活塞，包括活塞体，于活塞体设有至少一条活塞环槽，所述活塞环槽内设置与其配合的高度为O. 8mm的窄气环，于活塞体底部外缘延伸有活塞裙部，活塞裙部设置至少一条环形沟槽，同时活塞质量控制范围为82 101g。这种结构的活塞既符合了活塞设计轻量化的优化原则，又能够减小往复惯性力及引起的动力流失，有效减小摩擦损失，降低机械损失，提高机械效率。但该发明只是对活塞体进行了优化设计，优化范围较小，不够全面。
实用新型内容为了克服现有的活塞连杆总成未根据各部位受力特点进行针对性结构及尺寸设计，致使整体重量较大的不足，本实用新型提供了一种适度减小局部尺寸，在确保部件行使正常功能前提下实现减重的轻量化活塞连杆总成。本实用新型的技术方案是一种轻量化活塞连杆总成，包括活塞体和连杆，所述活塞体包括活塞销座、推力面及连接在活塞销座和推力面之间的支撑臂，所述连杆包括连杆大头、连杆小头及固连在连杆大头与连杆小头间的连杆杆身，所述推力面包括主推力面和次推力面，所述支撑臂包括主支撑臂和次支撑臂，主支撑臂固连于主推力面与活塞销座之间，次支撑臂固连于次推力面与活塞销座之间，主推力面的厚度大于次推力面的厚度，主支撑臂的厚度大于次支撑臂的厚度，连杆小头呈楔形，沿着连杆杆身朝连杆小头的延伸方向，连杆小头厚度逐渐减小，连杆大头与连杆杆身连接处设有减重凹槽，且减重凹槽沿连杆大头的连接孔的边缘延伸，并环绕在连杆大头的连接孔的圆周外。现有的活塞销座上设有两个推力面，但两个推力面是等厚的，同样，活塞销座和推力面之间的两对支撑臂也是完全等厚的。然而，在活塞连杆总成实际运行的过程中，在活塞外推做功和回缩过程中，分别只有一个推力面受力，且受力情况是不同的，每个推力面及相关的支撑臂的机械疲劳情况也是不同的，因此，没有必要把受力不同的推力面和相关支撑臂设置成同样的厚度，具备同样的强度，而是根据受力情况的不同，将受力较大的推力面作为主推力面设置成通常的厚度，将受力较小的推力面作为次推力面，厚度适度减小，能够具备低负荷情况下应有的强度就已足够。厚度减小意味着用料减少，实现减重。相应的支撑臂也分成强度更高的主支撑臂和强度相对低、厚度相对小的次支撑臂。同理，连杆小头的连接孔中靠连杆杆身一侧的孔壁是连杆小头的主承压面，而相对的另一端则受力较弱，因此，把连杆小头设置成楔形，使不同部位的厚度与各部位的负荷相适应，而不似现有技术中的连杆小头各部位厚度相同，导致整体重量较大。现有技术中的连杆大头整体比较平坦，而连杆大头的主要受力部位是在连杆大头连接孔周围，本实用新型在连杆大头连接孔周围设置减重凹槽，减重凹槽部分的厚度比通常的连杆大头厚度薄，因此减重凹槽部位减少了材料，减轻了重量。[0006]作为优选，减重凹槽的横截面为圆弧形。横截面为圆弧形的减重凹槽可在连杆大头连接孔周围形成圆滑的过渡圆角，可以消除连杆大头连接孔周围的应力集中现象。作为优选，活塞销座外侧设有减重坑。减重坑所在处节省了用料，因而起到辅助减重作用。作为优选，所述活塞体的整体材质为铝合金。活塞体采用铝合金制造，质量轻，利于减重，且在发动机工作时产生的震动也较小。此外，铝合金导热性能好，散热能力强，因此铝合金活体塞工作温度低，温度分布均匀，对减小热应力、改善工作条件和延缓机油变质都十分有利。作为优选，连杆杆身横截面呈工字形。工字形结构是一种用较少材料就能获得较高机械强度的结构，此种结构对实现轻量化很有帮助。本实用新型的有益效果是在保证发动机动力性能和安全性能的前提下，活塞体、连杆多处结构采用了轻量化设计，达到了节省材料，减轻活塞连杆总成质量的目的，不仅节省材料，更能减少发动机的功率损耗，提高燃油利用率，降低排放。
图I为本实用新型的一种结构示意图；图2为本实用新型中活塞体的一种结构示意图；图3为本实用新型中连杆的一种结构示意图；图4为本实用新型中连杆小头的一种侧视图。图中，I-主推力面，2-活塞销座，3-主支撑臂，4-次支撑臂，5-次推力面，6_减重坑，7-连杆小头，8-主承压面，9-连杆杆身，10-减重凹槽，11-连杆大头，12-次承压面，13-连杆大头连接孔，14-连杆小头连接孔。
具体实施方式
以下结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。实施例如图I、图2、图3和图4所示，一种轻量化活塞连杆总成，包括活塞体和连杆，所述活塞体包括两个活塞销座2、两个推力面及连接在活塞销座2和推力面之间的两对支撑臂，所述活塞体的整体材质为铝合金。所述连杆包括连杆大头11、连杆小头7及固连在连杆大头11与连杆小头7间的连杆杆身9，连杆大头11、连杆小头7上分别设有连杆大头连接孔13、连杆小头连接孔14，连杆大头连接孔13周围设有一孔圈平台，所述孔圈平台各处厚度相等，连杆杆身9横截面呈工字形。所述推力面包括一个主推力面I和一个次推力面5，所述支撑臂包括一对主支撑臂3和一对次支撑臂4，主支撑臂3固连于主推力面I与活塞销座2之间，次支撑臂4固连于次推力面5与活塞销座2之间，主推力面I的厚度大于次推力面5的厚度，主支撑臂3的厚度大于次支撑臂4的厚度，连杆小头连接孔14中靠连杆杆身一侧的孔壁是连杆小头的主承压面8，与主承压面8相对的则是次承压面12，连杆小头7呈楔形，沿着连杆杆身9朝连杆小头7的延伸方向，连杆小头7厚度逐渐减小，连杆大头11与连杆杆身9连接处设有减重凹槽10，且减重凹槽10沿连杆大头11的连接孔的边缘延伸，并环绕在连杆大头11的连接孔的孔圈平台圆周外。每个活塞销座2外侧均设有三个减重坑6，三个减重坑6分别位于活塞销座2的两侧及下 方。活塞连杆总成在发动机中是一个曲柄滑块机构，连杆大头11连在发动机曲轴上，曲轴上安装有飞轮，连杆小头7连在活塞体上，两活塞销座2间连有一穿过连杆小头连接孔14的销轴，两个推力面中靠活塞体对外推出方向的一侧为主推力面1，靠活塞体回缩方向的一侧为次推力面5。本轻量化活塞连杆总成在工作过程中，当活塞体向外推出时，所述销轴受连杆小头7的主承压面8推压，主推力面I与主支撑臂3对销轴进行支持，随着连杆杆身9位置逐渐拉平，主推力面I受到来自连杆小头7越来越强的推力，同时连杆小头7的主承压面8受到来自活塞销座2上销轴越来越强的反作用力；而当活塞体回缩时，由于有飞轮的惯性带动，活塞体主要靠惯性返回，次推力面5受到连杆小头7的推力较弱，同样，连杆小头7的次承压面12受到来自活塞销座2的反作用力也较弱，因此，次推力面5、次支撑臂4和次承压面12的厚度适度减小，强度足以应付相对较低的负荷，同时又可减重。
权利要求1.一种轻量化活塞连杆总成，包括活塞体和连杆，所述活塞体包括活塞销座(2)、推力面及连接在活塞销座(2)和推力面之间的支撑臂，所述连杆包括连杆大头(11)、连杆小头(7)及固连在连杆大头(11)与连杆小头(7)间的连杆杆身(9)，其特征是所述推力面包括主推力面(I)和次推力面(5 )，所述支撑臂包括主支撑臂(3 )和次支撑臂(4 )，主支撑臂(3 )固连于主推力面(I)与活塞销座(2)之间，次支撑臂(4)固连于次推力面(5)与活塞销座(2)之间，主推力面(I)的厚度大于次推力面(5)的厚度，主支撑臂(3)的厚度大于次支撑臂(4)的厚度，连杆小头(7)呈楔形，沿着连杆杆身(9)朝连杆小头(7)的延伸方向，连杆小头(7)厚度逐渐减小，连杆大头(11)与连杆杆身(9)连接处设有减重凹槽(10)，且减重凹槽(10)沿连杆大头(11)的连接孔的边缘延伸，并环绕在连杆大头(11)的连接孔的圆周外。
2.根据权利要求I所述的轻量化活塞连杆总成，其特征是减重凹槽(10)的横截面为圆弧形。
3.根据权利要求I所述的轻量化活塞连杆总成，其特征是活塞销座(2)外侧设有减重坑(6)。
4.根据权利要求I或2或3所述的轻量化活塞连杆总成，其特征是所述活塞体的整体材质为铝合金。
5.根据权利要求I或2或3所述的轻量化活塞连杆总成，其特征是连杆杆身(9)横截面呈工字形。
专利摘要本实用新型提供了一种轻量化活塞连杆总成，包括活塞体和连杆，所述活塞体包括活塞销座、推力面及支撑臂，所述连杆包括连杆大头、连杆小头及连杆杆身，所述推力面包括主推力面和次推力面，所述支撑臂包括主支撑臂和次支撑臂，主推力面的厚度大于次推力面的厚度，主支撑臂的厚度大于次支撑臂的厚度，连杆小头呈楔形，沿着连杆杆身朝连杆小头的延伸方向，连杆小头厚度逐渐减小，连杆大头与连杆杆身连接处设有减重凹槽，且减重凹槽沿连杆大头的连接孔的边缘延伸，并环绕在连杆大头的连接孔的圆周外。本实用新型在保证发动机动力性能和安全性能的前提下，采用了轻量化设计，减轻了活塞连杆总成质量。
文档编号F16C7/02GK202789177SQ20122046697
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者纪超君, 李强, 刘相喜, 房梁, 王瑞平 申请人:浙江吉利罗佑发动机有限公司, 济南吉利汽车零部件有限公司, 湖南罗佑发动机部件有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司