小头连杆导引活塞 【技术领域】
本发明涉及活塞组件以及活塞组件的连杆。
背景技术
已知的活塞组件包括沿活塞冲程在汽缸内作往复运动的活塞头。一对销毂从活塞头下悬,而该销毂内则确定了销孔。一个连杆通过一销枢转地连接至销孔,使得该连杆当沿活塞冲程平移时会发生摆动。当活塞头沿活塞冲程平移时,以及当连杆摆动时,组件内引起边载荷。为了承受这些边载荷,设置了活塞裙以沿汽缸的侧壁滑动。已知的活塞裙从活塞头下悬,或者从销毂向外延伸。
【发明内容】
本发明提供一种用于活塞组件的连杆。该连杆包括在一个在第一头和第二头之间延伸的轴以及一个布置在该轴的第一头上的联接毂。在该联接毂内确定了一个联接孔以容纳活塞销。至少一个导引元件从轴延伸,并具有滑动面以与汽缸的侧壁接合。
本发明还提供一种活塞组件。该活塞组件包括一个活塞头以在一汽缸内沿第一轴线平移。一对销毂从活塞头沿该第一轴线的方向下悬。其内确定了销孔,销孔相互轴向对齐,从而确定第二轴线。连杆包括一个轴以及一个布置在该轴的第一头上的联接毂。在该联接毂内确定了一个与销孔轴向对齐的联接孔,从而将连杆围绕第二轴线枢转地连接至活塞头。该连杆包括布置在轴上的至少一个导引元件,以便当活塞头在汽缸内平移时导引该活塞头。
【附图说明】
结合下面的详细说明和附图,本发明的其他优点将得以更好地理解,其中:
图1是具有根据本发明的一个典型实施例的活塞组件和连杆的发动机的剖面图;
图2是根据该典型实施例的活塞组件的剖面图;
图3是根据该典型实施例的活塞组件的透视图;
图4是根据该典型实施例的孤立的连杆的透视图;
图5是根据本发明的一个替代实施例的连杆的剖面图;以及
图6是根据该替代实施例的沿图5中6-6线的剖面图。
【具体实施方式】
参考附图,其中,遍及这几个视图,相同的数字表示相应的部分,发动机总体示于20。参考图1,发动机20包括一个发动机汽缸体22,该发电机汽缸体22内形成有一个腔,从而确定一个沿第一轴线A延伸的汽缸24。活塞组件总体示于26,并布置于汽缸24内。活塞组件26包括一个活塞头28,该活塞头具有围绕第一轴线A周向延伸的一个顶部。活塞头28的该顶部的上表面布置有一个燃烧碗30(combustion bowl)。从该顶部沿第一轴线A的方向下悬一个活塞环带32。活塞环带32为圆柱形,从活塞头28的顶部的周线下悬,并且包括多个在其上周向延伸、支撑多个活塞环74的活塞环槽34。尽管示出了圆柱形的活塞环带32,但应理解,根据采用的发动机20的类型以及汽缸24的形状,可使用其他几何形状,比如椭圆形。正如可更清楚地在图2见到的,在活塞头28内确定了一个活塞油道35(piston gallery),该活塞油道35在径向上居于活塞环带32之内、在轴向上居于燃烧碗30之下。在发动机20工作时,活塞油道35贮存机油以冷却活塞,并可被一个盖板(图未示)闭合。
再次参考图1,连杆36围绕第二轴线B枢转地连接至活塞头28,并且包括一个轴38以及一个布置在该轴38的第一头(有时以小头指代)上的联接毂40。在该轴38的第二头上有一个曲轴毂42,该曲轴毂确定了一个曲轴孔44。曲轴毂42被枢转地连接至一个曲柄46,而该曲柄则转而被连接至一个曲轴48。活塞头28可在汽缸24内沿第一轴线A平移,在端点之间作被称为活塞冲程的往复运动。当活塞组件26沿活塞冲程平移时,连杆36的轴38围绕第二轴线B摆动,并使曲柄46转动。这就将活塞头28的往复运动转变为曲轴48的旋转运动,从而可被用来旋转一套汽车车轮(图未示)。
参考图1-3,活塞头28包括一对销毂50,该销毂从顶部下悬并从活塞环带32径向向内。一套支架52将销毂50固定至活塞头28。销毂50内确定了一对销孔54,该销孔沿第二轴线B相互轴向对齐。确定销孔54的尺寸以容纳一个活塞销56。连杆36的联接毂40确定一个联接孔58,并与销孔54沿第二轴线B轴向对齐。联接毂40被布置于销毂50之间。活塞销56沿第二轴线B延伸,并贯穿销孔54和联接毂40的联接孔58而被插入,以将连杆36围绕第二轴线B枢转地连接至活塞头28。
参考图4,示出了孤立的连杆36,它包括布置在轴38上的第一导引元件60,以便在活塞冲程期间导引活塞头28。该第一导引元件60包括与汽缸24地侧壁接合的第一滑动面62。第二导引元件64布置在轴38上并包括第二滑动面66。第一和第二滑动面62、66均具有弧形形状。当从活塞组件26的透视外侧看时,第一和第二滑动面62、66形成一个凸起的弧。在滑动面62、66的顶部和在顶部与底部之间的中间点之间向下延伸时,第一和第二滑动面62、66离开第一轴线A弯曲。在该中间点和底部之间向下延伸时,第一和第二滑动面62、66向着第一轴线A弯曲。
第一支撑肋68从轴38垂直于第二轴线B而延伸,以将轴38连接至第一导引元件60。第二支撑肋70从轴38垂直于第一轴线A而延伸,以将轴38连接至第二导引元件64。第一和第二滑动面62、66由第一和第二支撑肋68、70支撑,并垂直地与第一轴线A以及轴38的中线相隔,以在活塞冲程期间接触汽缸24的侧壁。
根据该实施例,第一和第二支撑肋68、70从联接毂40径向向外延伸,且第二导引元件64与第一导引元件60关于第二轴线B以约180度径向相隔。在第一和第二滑动面62、66上确定了凸起的弧的最外点的中间点与第一和第二轴线A、B的交点,以及轴38的中线和联接孔58的中心的交点,成一直线,使得滑动面62、66之间的距离在联接孔58的中心为最大。
参考图1和4,滑动面62、66的凸起的外表面在一个接触点与汽缸24的侧壁接触,而且,连杆36的摆动运动将该接触点沿第一和第二滑动面62、66移至各不同的点。维持一个接触点防止了滑动面62、66与汽缸24的侧壁之间的过量接触在汽缸24内将活塞组件26锁止或卡滞。
第一与第二导引元件60、64导引元件沿发动机20的汽缸24的侧壁滑动,正如一个活塞裙(图未示)会做的那样。然而,本典型实施例中的活塞组件26没有活塞裙。因此,第一和第二支撑肋68、70被设计为承受活塞冲程期间引起的、通常是被活塞裙所吸收的边载荷。为实现这一目的,第一和第二滑动面62、66被基本布置在活塞环带32的外侧之下。参考图2,导引元件半径R1被定义为第一轴线A与滑动面62、66之一的最外点之间在垂直于第一轴线A的方向上的距离。活塞头半径R2被定义为第一轴线A与活塞环带32的最外点之间在垂直于第一轴线A的方向上的距离。导引元件半径R1和活塞头半径R2基本相同。根据本实施例,导引元件半径R1在活塞头半径R2约±5%的偏差之内,因而,比如,若活塞头半径R2为500毫米,导引元件半径R1则在约475毫米和525毫米之间。
为了调节施加于第一与第二导引元件60、64上的载荷,第一和第二滑动面62、66可包括一个减摩敷层(friction reducing coating)或一个轴承面(诸如滚动或滑动轴承)。此外,正如活塞环带32的形状可不同,取决于所采用的发动机20的类型,会需要将第一和第二滑动面62、66的几何形状适应于汽缸24的特定形状。
而且,活塞头28构造为不具有裙,从活塞头28的周线下悬的活塞环带32的尺寸仅需足够支撑所需数量的活塞环74即可。参考图2和3,活塞环带32包括一个在第一轴线A的方向上被布置于最下活塞环74之下的下部末边72。下部末边72不必在第一轴线A的方向上延伸过销孔54的中心。根据本实施例,下部末边72在第一轴线A的方向上未延伸过销孔54的顶部。或者,下部末边72可延伸至销孔54的顶部与销孔54的中心之间的某点。
作为替代,如图5-6所示,连杆36可包括一个包围第一与第二导引元件60、64的环74。所述第一与第二导引元件60、64之上可具有一相对于所述环74径向向内的敷层表面,使得当连杆36在活塞冲程期间摆动时,连杆36可相对该环滑动。在这个替代实施例中,第一和第二滑动面62、66被布置于环74的外表面之上,以沿活塞冲程与汽缸24接合。可选地,为制造和安装目的,环74可包括裂缝78。
显然,在上述教导下,可能对本发明进行多种修正和变型,并在所附权利要求的范围内,本发明可实施为不同于具体描述的方式。这些前述的列举应当被解释为涵盖本创新产品在其中发挥效用的任何组合。