连杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型通常涉及内燃机，且更特别是涉及一种用于经由活塞销将活塞连接到曲轴的连杆。
【背景技术】
[0002]内燃机包括多个气缸，在所述多个气缸中布置了往复运动的相应的活塞。为了在气缸内的上止点(TDC)和下止点(BDC)之间作往复运动，活塞经由活塞销被连接到连杆。通常，在活塞的活塞裙处将活塞销的外段安装在活塞销座中。活塞销的中间段安装在延伸穿过连杆小端的活塞销孔中。
[0003]在燃烧冲程期间，活塞受到由气缸中的加压空气燃料混合物的点火和燃烧引起的高燃烧压力。高燃烧压力在BDC的方向上使活塞加速。在高燃烧压力下，活塞销偏转使得中间段在TDC的方向上弯曲。所述偏转导致高边缘压力施加在活塞销孔的外边缘上。因此，发动机制造商开发了各种活塞销孔和活塞销衬套设计，以减轻活塞销孔的外边缘上的高边缘压力。
[0004]例如，EP I 167 737 A2公开了一种带有连杆眼的连杆。连杆眼具有内壁，所述内壁以内壁具有与在负载变形状态中的活塞销的外壁匹配的形状的方式形变，以至少部分地从圆柱形状偏转。连杆眼的内壁凸形地设计在纵向段中至少预定的面积。
[0005]本实用新型至少部分旨在改善或克服现有系统的一个或多个方面。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型旨在提供一种用于经由活塞销将活塞连接到曲轴的连杆。根据本实用新型的第一方面，连杆可包括柄和小端。小端可包括用于接收活塞销的孔。该孔可在小端的第一侧面和小端的第二侧面之间延伸穿过小端。孔还可具有带有柄侧段和活塞顶侧段的内面。在柄侧段处的内面可界定活塞销支撑结构。相对于柄方向(E)约45°方位角的侧位置，活塞销支撑结构可在柄方向上分别靠近第一侧面和第二侧面处提供更少的材料。
[0007]根据本实用新型的另一个方面，公开了一种内燃机。该内燃机可包括至少一个气缸单元。每个气缸单元可包括活塞、如本文示例性公开的连杆和连接活塞和连杆的活塞销。
[0008]本实用新型的上述技术方案提供对活塞销孔的外边缘上的高边缘压力的减轻。
[0009]本实用新型的其他特征和方面从下列描述和附图来看将是显而易见的。
【附图说明】
[0010]并入本文且构成本说明书的一部分的附图示出了本实用新型的示例性实施例，并且与本说明一起用来解释本实用新型的原理。在附图中:
[0011]图1是穿过内燃机段的剖视的示意图；
[0012]图2是根据一个实施例的连杆的带有凹部的小端的剖视图；
[0013]图3是图2的小端的侧视图；
[0014]图4是根据另一个实施例的连杆的带有缩减部的小端的剖视图；
[0015]图5是图4的小端的侧视图；
[0016]图6是根据又一个实施例的连杆的带有缩减部的小端的剖视图；以及
[0017]图7是图6的小端的侧视图。
【具体实施方式】
[0018]以下是本实用新型的示例性实施例的详细描述。本文所述并在附图中示出的示例性实施例旨在讲授本实用新型的原理，使本领域的普通技术人员能够在许多不同环境中实施并使用本实用新型用于许多不同的应用。因此，示例性实施例不旨在且不应该被视为本实用新型保护范围的限制描述。相反，保护范围应由随附权利要求限定。
[0019]本实用新型至少部分基于连杆的小端可被设计成促进弹性形变的实现。具体地，在活塞销孔的柄侧段处的活塞销支撑结构可适于为活塞销孔的边缘区域中的弹性作准备。因此，活塞销孔的边缘区域可在偏转活塞销的影响下弹性地形变。弹性可减轻若边缘区域不能弹性地形变则将会出现的所述边缘区域的高边缘压力。为提供弹性，活塞销支撑结构在期望有弹性的区域中被弱化。所述弱化是通过在那些区域提供更少的材料来实现的。
[0020]参照图1，示出了包括机体2、布置在气缸套6中的活塞组件4的内燃机I的一段。另外，内燃机I还包括连接到活塞组件4的曲轴8。
[0021]在机体2中，提供了多个气缸孔，其中一个气缸孔示于图1中并由参考标号10指出。气缸套6安装在气缸孔10中。
[0022]活塞组件4包括活塞12、连杆14和将活塞12连接到连杆14的活塞销16。
[0023]活塞12具有在活塞12的顶纟而并面向气缸盖(图1中未不出)的活塞顶17。活塞12的活塞裙18面向气缸套6，特别是气缸套6的内面20。至少一个活塞环22可设置在活塞裙18中提供的相应环形凹槽中。
[0024]活塞销16安装在活塞12内，特别是在活塞12的底部段处的活塞销座24中，并沿活塞销轴线A延伸。为了将活塞销16轴向地固定在活塞销座24中，例如，簧环26可设置在活塞销座24中。举例而言，活塞销16可形成为圆柱形套筒，并且可由钢合金制成。
[0025]连杆14包括沿纵向轴线B延伸的柄28。另外，大端30和小端32在柄28的相对端处形成。
[0026]大端30连接到仅部分示于图1中的曲轴8的曲柄销。所述曲轴8可旋转地安装在机体2中。在包括一个以上气缸的配置中，另外的活塞组件可连接到曲轴8。
[0027]在图1所示的实施例中，小端32被设计为在小端32的上部和下部均具有平行侧面段的阶梯式小端。上部侧面段经由相应半径连接到相应的下部侧面段。可替代地，小端32可以不同的设计形成，这些部件及包括但不限于带有平行侧面的平行式小端、带有倾斜侧面的梯形式小端或它们的组合。
[0028]用于接收活塞销16的中间段的孔34 (也称为小眼)延伸穿过小端32。具体地，孔34沿孔轴线C在小端32的第一侧面40和小端32的第二侧面42之间延伸。第一侧面40和第二侧面42在小端32的相对侧处形成，并在安装状态下面向的活塞12的活塞销座24。
[0029]在孔34中，安装轴承39，用于安装活塞销16。例如，轴承39可以是滚针轴承或滑动轴承。在一些实施例中，孔34中可不设置轴承。
[0030]另外，孔34包括面向轴承39和活塞销16的内面38。此外，孔34的内面38将活塞销支撑结构36界定在内面38的柄侧段处。
[0031]如稍后更详细的描述，活塞销支撑结构36在特定区域中设置有更少材料，用于允许在运行期间(由虚曲线D在图1中示意性地指出并过分强调)，通过与活塞12的相互作用引起的活塞销16形变的影响下的那个区域中的弹性形变。例如，活塞销支撑结构36可包括如图1中所示的凹部44、46。
[0032]在下文中，参照图2和图3、图4和图5以及图6和图7随后描述了包括带有活塞销支撑结构的小端的连杆的示例性实施例，所述活塞销支撑结构在特定区域中设置有更少的材料，以促进弹性形变。
[0033]参照图2和图3，在剖视图(参见图2)和侧视图(参见图3)中示出了在小端32中设置有凹部44、46的连杆14的一个实施例。
[0034]孔34的内面38包括柄侧段48和活塞顶侧段50。柄侧段48是靠近柄28的内面38的一段，而活塞顶侧段50靠近活塞顶17的下侧(参见图1)。
[0035]在图2和图3所示的实施例中，第一凹部44和第二凹部46在小端32的活塞销支撑结构36中形成。特别地，第一凹部44设置在第一侧面40中，而第二凹部46设置在第二侧面42中ο
[0036]在一些实施例中，活塞销支撑结构36中可设置或多或或少的凹部。例如，在每个侧面40、42处可彼此靠近地设置一系列凹部。
[0037]凹部44、46均在垂直于纵向轴线B的方向上沿凹部深度1^延伸到活塞销支撑结构36中。例如，深度Γι可在柄侧段48处的孔34的孔长度I的5%和25%之间的范围内。特别地，深度F1可在孔长度I的10%和20%之间的范围内。
[0038]在一些实施例中，凹部44、46可沿其相应深度巧朝向纵向轴线B逐渐变细。例如，如图3中示例性所示，凹部44、46可在孔轴线C和纵向轴线B的共同平面中具有抛物线横截面。
[0039]此外，凹部44、46在其纵向轴线中具有长度r2。例如，长度r2可在孔34的孔直径的5%和30%之间的范围内，特别是在5%和15%之间的范围内。以可替换术语表示，凹部44、46可以例如相对于在柄方向E上0°方位角位置G的-45°和+45°之间的范围内延伸，特别地，在相对于方位角位置G的-10°和+10°之间的范围内延伸。
[0040]如在图3中对于凹部44可以看到的，凹部44、46具有在孔轴线C的方向上看到的曲线形状。可替代地，凹部44、46可具有任何其他形状，包括但不限于在孔轴线C的方向上看到的直线形状。
[0041]由于凹部44、46的存在，活塞销支撑结构36在柄方向E上分别靠近第一侧面40和第二侧面42提供比在孔轴线C的方向上看到的方位角侧位置F处的材料更少的材料。所述方位角侧位置F可位于相对于柄方向E的45°处，或者甚至更接近柄方向E，例如，在相对于柄方向E的20°和45°之间的范围内的任何度数值。如本文所使用的柄方向E是指指向柄28的方向。
[0042]参照图4和图5，在剖视图(参见图4)和侧视图(参见图5)中示出了在小端32中设置有缩减部56、58的连杆14的另一个实施例。
[0043]在这里，由于缩减部56和58的存在，活塞销支撑结构36在柄侧段48处的孔34的边缘52和54下方的区域中弹性地形成。在柄方向E上，那些缩减部56、58分别布置在边缘52和54下方。
[0044]具体地，第一缩减部56和第二缩减部58分别布置在第一侧面40的第一外边缘57和第二侧面42的第二外边缘59处。
[0045]在一些实施例中，缩减部56、58可相对于在柄方向E上0°方位角位置G的-45°和+45°之间的范围内延伸，特别是在相对于方位角位置G的-20°和+20°之间的范围内。
[0046]如在图5中对于缩减部56示例性所示，缩