一種發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械技術領域，涉及一種發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構。
【背景技術】
[0002]活塞連桿組是發動機重要的傳動部件，它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉并輸出動力，活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿等零件組成；活塞與氣缸蓋構成燃燒室，承受燃氣膨脹壓力，通過活塞銷和連桿將動力傳給曲軸，受連桿帶動完成進氣、壓縮、排氣三個輔助行程；
[0003]活塞由頭部和裙部兩部分組成。活塞頭部切有若干環形槽，用以安裝活塞環。活塞裙部是活塞在氣缸內運動的導向部分，活塞裙部設有活塞銷孔用來安裝活塞銷。
[0004]活塞環分為氣環和油環兩種。氣環的作用是密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止氣缸內的氣體漏入曲軸箱，并將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁。油環的作用是將氣缸壁上多余的潤滑油刮下，減少潤滑油竄入燃燒室，延緩燃燒室內積炭層的生成。油環還可以使氣缸壁上潤滑油膜分布均勻，改善活塞潤滑條件。
[0005]活塞銷用來連接活塞與連桿，并傳遞兩者之間的作用力。活塞銷兩端支承在活塞裙部的銷孔中，為了防止銷的軸向竄動，常在活塞裙部銷孔兩端用鎖環嵌入環槽限位。
[0006]連桿的作用是連接活塞與曲軸，并傳遞兩者之間的作用力。使活塞的往復運動轉換為曲軸的旋轉運動。連桿由小端、桿身、連桿蓋三部分組成。連桿小端孔內壓有減磨襯套，襯套和活塞銷連接；連桿桿身的大端半圓孔與連桿蓋的半圓孔通過連桿螺栓相連，為了減少摩擦，延長連桿軸頸的壽命，桿身的大端半圓孔和連桿蓋的半圓孔內分別內嵌兩個半圓形的薄壁連桿軸瓦。
[0007]由于活塞承受機械負荷和熱負荷的雙重作用，工作條件非常惡劣，必須設計可靠的冷卻結構，以降低活塞表面的溫度，另一方面，連桿承受較大的機械負荷，連桿小端襯套和連桿軸瓦這兩對軸承之間的承載力較大，需要可靠的潤滑結構。現有許多發動機的活塞采用冷卻噴嘴供油冷卻，如專利《一種帶有導入式冷卻油腔的全鋼活塞》(CN202883148U)就采用該結構，冷卻噴嘴安裝在機體上，活塞在往復運動過程中，噴嘴與活塞進油孔的距離時大時小，噴入活塞冷卻腔的機油時多時少，活塞冷卻不充分；另一方面，為保證噴嘴的噴射距離，噴孔直徑非常小，一些極小的顆粒都可能造成噴孔堵塞，堵塞嚴重時會引起活塞拉缸。連桿小端襯套與活塞銷通常采用飛濺潤滑，潤滑油通常來自活塞環自氣缸套上刮下來的機油，機油壓力低、流速慢且容易夾帶活塞環從氣缸套上刮出的金屬肩，進而刮傷連桿小端襯套。如何采取有效措施改善活塞冷卻及連桿潤滑效果，是許多發動機廠家持續關注的問題。
【實用新型內容】
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提出一種發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構。
[0009]本實用新型為完成上述目的采用如下技術方案:
[0010]一種發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構，活塞連桿組包括有活塞、活塞銷和連桿；所述連桿的連桿小端通過活塞銷與所述的活塞連接；所述的活塞銷與所述的連桿小端之間設置有連桿小端襯套；所述連桿桿身的大端半圓孔和連桿蓋的半圓孔內分別內嵌兩個半圓形的上連桿軸瓦和下連桿軸瓦，上、下連桿軸瓦安裝在曲軸的連桿軸頸上，并與連桿軸頸間隙配合，連桿桿身和連桿蓋通過螺栓連接；所述的連桿桿身和連桿蓋上均具有與所述的螺栓配合的螺栓孔，且所述的螺栓與所述的螺栓孔間隙配合；所述的潤滑冷卻組合式結構包括有連桿潤滑結構和活塞冷卻結構；所述的連桿潤滑結構具有位于所述曲軸連桿軸頸上的連桿軸頸油孔；所述的連桿軸頸油孔為位于曲軸連桿軸頸上的徑向通孔，并與柴油機主油道相通；所述下連桿軸瓦的內孔壁面上具有與連桿軸頸油孔相通的油槽II ;所述下連桿軸瓦的外壁面上具有沿圓周分布的多個徑向通油孔I ;多個所述的徑向通油孔連通所述的油槽II與油槽III ;所述油槽III為位于連桿蓋內壁面上的半圓形油槽，所述的油槽III連通螺栓與所述的螺栓孔之間的環形間隙，且螺栓與螺栓孔之間的所述環形間隙形成油腔；所述的油腔通過連桿桿身上的斜油孔與連桿桿身上直油孔的一端相連通；所述斜油孔的中心線與連桿桿身的中心線成30°夾角；所述直油孔的中心線與連桿桿身中心線重合；所述直油孔的另一端與連桿小端上的油槽I相連通；所述的油槽I為位于連桿小端內孔中心的環形槽；所述的連桿小端襯套上具有多個沿連桿小端襯套的270°圓周均布的徑向通油孔II ;多個所述的徑向通油孔II與油槽I相通；所述連桿小端襯套的內壁面上具有弧形槽，且所述弧形槽的弧度為270° ;所述的弧形槽通過多個徑向通油孔II與油槽I相通；所述連桿小端的頂部具有出油孔，所述出油孔的中心線與連桿桿
[0011]身中心線重合；所述的出油孔與所述的油槽I相通；
[0012]所述連桿小端的上端設置有用以與活塞冷卻結構相連通的導油套；所述的導油套為中心具有進油通道的階梯狀回轉體，階梯狀回轉體的外圓為三個階梯軸，上端軸頸最小，中間軸頸較大，下端軸頸最大，中間軸頸與下端軸頸采用圓弧過渡；所述階梯狀回轉體的下端面為與連桿小端頂部外圓面相切的圓錐面；導油套中心所具有的進油通道為上小下大、且連接處為錐面過渡的階梯孔；導油套的所述上端軸頸上套置有彈簧；所述彈簧的下端通過支撐墊圈支撐在導油套的上階梯面上，所述彈簧的上端與活塞冷卻結構的彈簧座接觸，并在所述的彈簧座與所述的彈簧之間設置壓緊墊圈，由所述的導油套將活塞冷卻結構與連桿潤滑結構連通；所述的彈簧座為設置在活塞裙部上方的柱狀凸臺；柱狀凸臺具有上小下大的階梯孔，階梯孔的小孔與導油套上端軸頸間隙配合，大孔與導油套中間軸頸的外圓間隙配合，大孔下端具有用以安裝彈性擋圈的環形槽；所述彈性擋圈為環狀結構，彈性擋圈的內孔直徑小于導油套中間軸頸外圓的直徑，用以在安裝連桿之前，防止導油套從活塞上滑落；
[0013]所述的活塞冷卻結構具有環圍所述的彈簧座設置的內冷卻腔；所述的內冷卻腔為頂面為球形的環形結構；所述的導油套的上端出口位于所述的內冷卻腔內；所述內冷卻腔的外圍設置有外冷卻腔；所述的外冷卻腔為上大下小的環形結構，并通過沿活塞軸線周向均布的多個導油孔與內冷卻腔相連通；所述外冷卻腔的下方具有回油孔；所述回油孔位于活塞裙部上，回油孔的一端與外冷卻腔相通，另一端與外界相通。
[0014]本實用新型提出的發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構，采用上述技術方案，具有如下有益效果:
[0015]1)活塞冷卻和連桿潤滑共享同一個機油通道，設計更簡便，可靠性更高；
[0016]2)潤滑連桿小端襯套和活塞銷配合面、連桿軸瓦和連桿軸頸配合面的機油，冷卻活塞的機油，都來自發動機機體內的壓力油腔，機油流速高、流量大、供油充分，潤滑及冷卻效率高。
[0017]3)機油進行連桿潤滑的同時，仍有持續不斷的機油進入活塞的冷卻腔進行活塞冷卻，一路潤滑油同時完成了連桿潤滑和活塞冷卻，與安裝活塞冷卻噴嘴的結構相比，結構更簡單，可靠性更高，同時節省了成本。
[0018]4)活塞采用內、外兩層冷卻腔，由內到外逐層冷卻，內冷卻腔，對發動機燃燒室底部進行冷卻，外冷卻腔對活塞頭部外圓、燃燒室側壁進行冷卻，大幅降低了活塞因承受較高的熱負荷而產生的熱應力和熱應變，提高了活塞的疲勞壽命。
[0019]5)活塞冷卻和連桿潤滑連接裝置起到了很好的媒介作用，發動機工作時，彈簧通過壓緊墊圈和支撐墊圈，在活塞的彈簧座中處于壓縮狀態，隨著連桿的左右擺動，導油套在彈簧的壓縮作用下，下端孔口倒角面始終緊貼在連桿小頭球面上，有效預防機油上行到活塞過程中出現泄漏等問題，充分保證了進入活塞的冷卻油量，活塞冷卻更加可靠。另外，安裝在活塞的彈簧座上的彈性擋圈內孔略小于導油套的中間軸頸，可以防止在安裝連桿前連接裝置掉落，保證連接裝置安裝可靠性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型中連桿桿身和連桿蓋的潤滑結構剖視圖。
[0021]圖2為本實用新型中連桿小端潤滑結構和活塞冷卻結構剖視圖。
[0022]圖中:1、連桿桿身；2、連桿軸頸；3、下連桿軸瓦；4、油槽II ;5、連桿蓋；6、油槽III ;7、徑向通油孔I ;8、連桿軸頸油孔；9、油腔；10、螺栓；11、斜油孔；12、直油孔；13、連桿小端；14、連桿小端襯套；15、活塞銷；16、徑向通油孔II ;17、油槽I ;18、弧形槽；19、出油孔；20、回油孔；21、活塞頭部；22、彈性擋圈；23、外冷卻腔；24、導油孔；25、內冷卻腔；26、彈簧座；27、導油套；28、壓緊墊圈；29、彈簧；30、支撐墊圈；31、活塞裙部；32、上連桿軸瓦。
【具體實施方式】
[0023]結合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明:
[0024]如圖1、圖2所示，一種發動機活塞連桿組的潤滑冷卻組合式結構，活塞連桿組包括有活塞、活塞銷15和連桿；所述連桿的連桿小端13通過活塞銷15與所述的活塞連接；所述的活塞銷15與所述的連桿小端13之間設置有連桿小端襯套14 ;所述連桿桿身1的大端半圓孔和連桿蓋的半圓孔內分別內嵌兩個半圓形的上連桿軸瓦32和下連桿軸瓦3，上、下連桿軸瓦安裝在曲軸的連桿軸頸2上，并與連桿軸頸2間隙配合，連桿桿身1和連桿蓋5通過螺栓10連接；所述的連桿桿身1和連桿蓋5上均具有與所述的螺栓10配合的螺栓孔，且所述的螺栓10與所述的螺栓孔間隙配合；所述的潤滑冷卻組合式結構包括有連桿潤滑結構和活塞冷卻結構；所述的連桿潤滑結構具有位于曲軸所述連桿軸頸上的連桿軸頸油孔8 ;所述的連桿軸頸油孔8為位于曲軸連桿軸頸上的徑向通孔，并與柴油機主油道相通；所述的下連桿軸瓦3的內孔壁面上具有與連桿軸頸油孔相通的油槽II 4 ;所述下連桿軸瓦3的外壁面上具有沿圓周分布的十一個徑向通油孔I 7;十一個所述的徑向通油孔7連通所述的油槽II 4與油槽III6 ;所述油槽III 6為位于連桿蓋內壁面上的半圓形槽，所述的油槽III 6連通螺栓10與所述的螺栓孔之間的環形間隙，且螺栓10螺栓孔之間的所述環形間隙形成油腔9 ;所述的油腔