[发明专利]内燃机的活塞连杆结构

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种内燃机的活塞连杆结构。

背景技术

小型通用内燃机的活塞通过活塞销与连杆小头连接，连杆大头与曲轴通过曲柄销连接，内燃机工作时活塞通过连杆带动曲轴转动。由于连杆在活塞往复运动的驱动下随其进行周期性变化的往复运动和自身摆动，因此连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等极为复杂的交叉变载荷，这就要求连杆必须有足够的强度和刚度来保证正常工作和使用寿命，因此现有的活塞连杆小头两侧面通常是对称平行的，见图2，连杆小头5两对称侧端面3a是平行的，并且对应的活塞1的装配槽两边也是平行边，虽然装配槽的槽口两边设有一小段为了便于装配的斜边2a，但是该斜边2a没有超过活塞销的销孔中心线4。采用这种平行对称面小头使连杆小头的厚度能够满足强度和刚度的需要。然而，由于目前以通过保证连杆厚度的方式来满足连杆的强度和刚度，势必使连杆的质量增大，质量越大就使连杆在进行往复运动时的惯性力越大，而往复惯性力越大，对活塞连杆运动性能的影响越大，由此会导致内燃机的寿命和性能遭受不利影响。针对活塞连杆存在的质量和惯性力相矛盾的问题，如何解决在保证连杆强度和刚度的前提下，减小活塞连杆往复惯性力的问题，长期以来一直为内燃机制造业的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种内燃机的活塞连杆结构，它使连杆小头采用楔形结构，通过减去连杆的富余质量来实现连杆往复惯性力的减小，同时又能满足活塞连杆的强度和刚度。

本发明的目的是这样实现的：活塞通过活塞销与连杆小头铰接，所述连杆小头的左右对称侧设置为斜面，使连杆小头形成楔形头部，楔形头部的对称侧斜面中心设置用于装配活塞销的通孔，所述活塞的用于装配连杆的部位设置为楔形槽，活塞的活塞销座上设置的销孔从楔形槽穿过。

所述连杆小头斜面与连杆的中轴线的夹角为5°～20°。

所述活塞上的楔形槽的斜边高度大于活塞销孔中心的高度。

由于采用上述技术方案，将连杆小头的左右对称侧设置为斜面，使连杆小头形成楔形头部，可以在满足连杆的强度和刚度的前提下，最大限度的减少连杆的富余质量，该“富余质量”是指以满足工件整体强度，但由于结构上的限制，使得零件的某部位的安全系数过高(一般大于5)而造成这部分质量过剩；所述活塞的用于装配连杆的部位设置为楔形槽，同样最大限度的减少活塞的富余质量。由此实现活塞连杆的整体质量减轻，实现活塞连杆往复惯性力的减小，以保证活塞连杆的机械性能和使用寿命，同时提高内燃机的工作性能。

所述连杆小头斜面与连杆的中轴线的夹角为5°～20°，通过此夹角参数，可以保证连杆小头的强度和刚性不会减弱，而减去的是富余质量。

所述活塞上的楔形槽的斜边高度大于活塞销孔中心的高度，由此实现活塞富余质量的减少，而不会影响活塞自身强度。

本发明的结构简单，制作容易，它通过将连杆小头制作成楔形小头，将活塞的连杆装配槽制作成楔形槽，最大限度的减少了活塞连杆的富余质量，使活塞连杆的往复运动惯性力减小，解决了现有活塞连杆无法克服质量与惯性力之间的矛盾，从而提高内燃机的性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有连杆的结构示意图。

附图中，1为活塞，2、2a为斜边，3为斜面，3a为侧端面，4为销孔中心，5为连杆小头，6为连杆大头，7为通孔。

具体实施方式

参照图1，内燃机的活塞1通过活塞销与连杆小头5连接，连杆大头6与曲轴通过曲柄销连接，内燃机工作时活塞通过连杆带动曲轴转动。所述连杆小头5的左右对称侧设置为斜面3，使连杆小头5形成楔形头部，可以在满足连杆的强度和刚度的前提下，最大限度的减少连杆的富余质量。连杆小头斜面3与连杆的中轴线的夹角为5°～20°，通过此夹角参数，可以保证连杆小头的强度和刚性不会减弱，而减去的是富余质量，本实施例连杆小头斜面与连杆的中轴线的夹角为10°。楔形头部的对称侧斜面3中心设置用于装配活塞销的通孔7。所述活塞1的用于装配连杆的部位设置为楔形槽，活塞的活塞销座上设置的销孔从楔形槽穿过。所述活塞1上的楔形槽的斜边2高度大于活塞销孔中心的高度，由此实现活塞富余质量的减少，而不会影响活塞自身强度。

连杆装配过程：将连杆的连杆小头5插入活塞的楔形槽，连杆小头5的通孔与活塞销孔相对，从活塞销孔一侧装入活塞销固定。通过改变连杆小头的结构，在保证连杆小头的强度和刚性不会减弱，而减去的是富余质量。