[发明专利]活塞式发动机曲柄连杆机构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种活塞式发动机曲柄连杆机构。

背景技术

活塞式发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。曲柄连杆机构是活塞式发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能，对外输出动力。曲柄连杆机构主要包括气缸、活塞、连杆和曲轴等几部分，其中活塞顶面与发动机汽缸盖和气缸体共同构成燃烧室，所以活塞顶面结构对燃烧室内混合燃气的充分燃烧有着很大的影响。

现有技术中，在活塞顶面设计中，往往将重点集中在活塞顶面燃烧坑的设计上，而忽略活塞顶面与活塞圆周侧面连接处的结构设计。现有的活塞顶面与活塞圆周侧面多通过平滑的倒角过渡，这往往会造成活塞顶面的加工面与发动机气缸盖下端燃烧室面的加工面不相匹配，两者的圆周边缘会保持间隙，从而影响燃烧室内燃气的混合和燃烧，进而影响到发动机的输出功率；并且倒角结构的设计还会使增加活塞顶面与燃烧室的接触面积，使活塞顶面应力分布不匀，从而影响到曲柄连杆机构整体结构的运动稳定性。

因此，需要对活塞式发动机的活塞顶面进行改进，气缸盖的燃烧室加工面与活塞顶面加工面相匹配，保证量产品质的稳定性，同时减少活塞顶面与燃烧室的接触面积，使活塞顶面应力分布均匀，保证曲柄连杆机构整体结构的运动稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种活塞式发动机曲柄连杆机构，气缸盖的燃烧室加工面与活塞顶面加工面相匹配，保证量产品质的稳定性，同时减少活塞顶面与燃烧室的接触面积，使活塞顶面应力分布均匀，保证曲柄连杆机构整体结构的运动稳定性。

本发明的活塞式发动机曲柄连杆机构，包括气缸、活塞、连杆和曲轴，所述活塞顶面向内凹陷设置有碗型燃烧坑，所述活塞的顶面与活塞圆周侧面为平顶结构过渡。

进一步，所述活塞的销孔为异形销孔。

进一步，所述曲轴包括主轴颈、连杆颈、曲柄和平衡块，所述平衡块的外侧端面为与主轴颈同轴线的圆弧结构，所述圆弧结构半径R范围与汽油发动机排量V之间为以下对应关系，其中圆弧结构半径R尺寸单位为毫米，发动机排量V单位为升：

1.0≤V＜1.1,45≤R＜50;1.1≤V＜1.2,50≤R＜55;1.2≤V＜1.3,55≤R＜60;1.3≤V＜1.4,60≤R＜64;1.4≤V＜1.5,64≤R＜69;1.5≤V＜1.6,69≤R＜73；1.6≤V＜1.7，73≤R＜78；1.7≤V＜1.8，78≤R＜83；1.8≤V＜1.9，83≤R＜87；1.9≤V＜2.0，87≤R＜92；V=2.0，92≤R＜97。

进一步，所述曲轴为四缸发动机曲轴，所述曲柄数量设置为八个，包括曲柄Ⅰ—曲柄Ⅷ，所述平衡块设置为四个，所述四个平衡块一一对应并一体设置于曲柄Ⅰ、曲柄Ⅳ、曲柄Ⅴ和曲柄Ⅷ。

进一步，所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ均为椭圆形结构，且所述曲柄Ⅱ、曲柄Ⅲ、曲柄Ⅵ和曲柄Ⅶ的最大宽度与所述主轴颈的直径比例值范围为1.05-1.2。

进一步，所述曲轴的角度过渡处均为圆角滚压工艺形成的圆角结构。

进一步，所述连杆包括连杆小头、连杆大头和连杆体，在所述连杆大头与所述连杆体的连接过渡处设置至少一个径向甩油通孔。

进一步，在所述连杆大头与所述连杆体的连接过渡处两侧均设置有所述径向甩油通孔。

进一步，所述活塞压缩高度为25-28mm。

进一步，所述活塞为三环槽结构，所述活塞的火力岸高度为4.9-5.2mm。

本发明的有益效果：本发明的活塞式发动机曲柄连杆机构，活塞的顶面与活塞圆周侧面为平顶结构过渡，不加工倒角，可避免因倒角结构造成的对可燃气体或高温高压燃气产生向活塞与活塞缸之间的间隙的导向，可降低活塞与活塞缸之间的间隙内的可燃气体和高温高压燃气的浓度，减小气环的径向载荷，降低高温高压燃气对气环的腐蚀，延长气环的使用寿命，降低内燃机的维护成本，使气缸盖的燃烧室加工面与活塞顶面加工面相匹配，保证量产品质的稳定性，同时平顶结构的活塞顶面可与缸盖配合形成压缩余隙，有利于活塞减少与高温气体的接触面积，使应力分布均匀，保证曲柄连杆机构整体结构的运动稳定性；并且，平顶结构的活塞顶面作为燃烧室的一部分，可产生挤流效果，使缸内燃气混合均匀，有助于缸内燃烧。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为活塞结构示意图；