[發明專利]一種具備高效集油孔的連桿

在審

• 申請號: 202211328458.0
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115681302A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張昊;亞歷山大·斯杰里馬赫;李向榮;杜巍;牛鵬豪;劉彥淞
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F16C7/02
• 分類號: F16C7/02;F01M9/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

本發明公開了一種具備高效集油孔的連桿。使用本發明能夠有效增加進入連桿小頭?活塞銷擺動摩擦副的潤滑油油量，提高該摩擦副的使用壽命。本發明在集油孔的外圍、沿飛濺潤滑油來流方向設有凸臺；所述凸臺與集油孔之間設有導油結構。本發明在不添加活動部件、不影響連桿機械強度的基礎上，僅需在現有連桿設計上進行小幅度調整，就可以有效增加進入連桿小頭?活塞銷擺動摩擦副的潤滑油油量，改善連桿小頭?活塞銷擺動摩擦副的潤滑油供給條件，解決現有摩擦副潤滑油供給不足，摩擦損失高，使用壽命較低，出現黏著、燒蝕、咬合等問題。

技術領域

本發明涉及內燃機技術領域，具體涉及一種具備高效集油孔的連桿。

背景技術

在車用動力發動機的動力系統中，發動機的連桿是用于傳動和承載的重要零部件之一，其中，連桿大頭通過曲柄銷連接于曲軸，連桿小頭通過活塞銷連接于活塞，共同構成曲柄連桿機構，將活塞的循環往復運動轉化為曲軸的旋轉運動，完成發動機的動力傳遞過程。

在動力傳遞過程中，連桿小頭與活塞銷共同構成擺轉摩擦副，通過該摩擦副，活塞銷將氣缸對活塞的推力傳遞到連桿小頭上，并且摩擦副承受活塞的往復慣性力以及摩擦副擺動過程的擺動力矩，工作環境十分惡劣。由于該摩擦副位置的特殊性，連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副通常無法通過發動機潤滑油道直接供給潤滑油，而是通過在連桿小頭設計集油孔和儲油槽，采用活塞冷卻噴嘴噴出的潤滑油或曲軸、連桿等結構撞擊油底殼潤滑油間接飛濺至集油孔中實現潤滑供油，但這種供油方式與其他壓力供油相比，很難滿足連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副充足的潤滑油供給。雖然連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副的使用壽命基本能夠滿足大部分發動機機型的需要，但是隨著工程實踐對發動機功率密度、輕量化、緊湊化等指標要求的不斷提升，例如高功率密度柴油機等，這使得連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副所受到的交變載荷遠高于普通發動機的工作載荷，在現有的摩擦副潤滑條件下，工作環境變得更加惡劣，使得連桿小頭和活塞銷之間出現嚴重的燒蝕、磨損、咬合等現象，大大降低了摩擦副的使用壽命和發動機的可靠性。

在現有的技術當中，主要通過改善潤滑條件和材料特性兩方面來提高連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副的使用壽命。在改善潤滑條件方面，主要存在三種方案，第一種方案是在連桿中心設置供油油路，將連桿大端的潤滑油直接引入到連桿小端實現壓力供油，但這種方法能夠提供的供油壓力有限，且由于連桿的中空設計，使得該結構無法承受較大載荷，大大限制了該設計在高功率密度機型中的使用；第二種方案是在連桿小頭設置集油油孔，通過收集由活塞冷卻噴嘴噴出的機油或主軸撞擊油底殼飛濺的機油而實現連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副的潤滑油供給，但該方案由于缺乏供油壓力和儲油能力且對潤滑油的收集效率較低，故只有極少數潤滑油能夠進入到摩擦副的接觸面，不能實現有效潤滑，對摩擦副的使用壽命提升不大；第三種方案是在連桿小頭設置集油油孔的基礎上，在連桿小頭襯套上設置儲油槽，這一定程度上提高了該摩擦副的儲油能力，但由于油孔集油能力較差，因而該方案也無法為連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副提供充足有效的潤滑條件。在改善材料特性方面，由于無法形成有效的潤滑油膜，連桿小頭-活塞銷擺轉摩擦副不可避免的會出現干摩擦的現象，這是造成摩擦副出現磨損、燒蝕及黏著等問題的主要原因，為了降低這種現象帶來的損害，現有技術主要從襯套和活塞銷的彈性模量、表面粗糙度、摩擦系數等力學或摩擦學特性上進行改善，但由于對材料特性的改善一般不會對摩擦副干摩擦問題帶來本質改變，因此，這種方案對摩擦副使用壽命的提高效果不佳。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種具備高效集油孔的連桿，能夠有效增加進入連桿小頭-活塞銷擺動摩擦副的潤滑油油量，提高該摩擦副的使用壽命。

本發明的具備高效集油孔的連桿，集油孔設置在連桿的小頭，在集油孔的外圍、沿飛濺潤滑油來流方向設有凸臺；凸臺與集油孔之間設有導油結構。

較優的，凸臺與活塞穹頂之間留有一定的空間。

較優的，所述凸臺形狀為：正方形、長方形、梯形、或其他任意在飛濺潤滑油來流方向有攔截面積的形狀；凸臺厚度為單板或具有一定厚度。

較優的，所述凸臺為：在集油孔沿著油孔向外延伸形成。