[发明专利]一种小型航空活塞发动机涨断式连杆

说明书

本发明公开了一种小型航空活塞发动机涨断式连杆，由连杆端盖和连杆组成；连杆结构简单，连杆一端为连杆大端头，另一端为连杆小端头，连杆小端头设有小圆孔，连杆大端头与连杆端盖通过螺栓连接成大圆孔。连杆端盖位于连杆大端头端部，连杆大端头的两侧对称有凸台，凸台上的涨断断面中间开有涨断孔，且位于涨断孔的对称位置设有引裂用的涨断槽，涨断槽相对于涨断断面对称设置，涨断槽在涨断加工时形成初始断裂源；涨断时无须对大圆孔施加机械力。连杆结构紧凑、工艺性好,优化的结构使连杆涨断后外表面缺损减少，实现调质合金钢连杆的涨断，连杆涨断合格率高、变形小且使用便捷，便于组织小型航空活塞发动机结构，拓宽使用范围。

技术领域

本发明涉及航空活塞发动机技术领域，具体地说，涉及一种小型航空活塞发动机涨断式连杆。

背景技术

连杆是小型活塞式航空发动机的关键运动部件之一，其承担着改变力的传递方向和方式的功能。相对普通活塞发动机，航空活塞发动机连杆的工作条件更为苛刻，在工作过程中承受着连续每秒高达90～120余次的高频率的周期性冲击力、惯性力和弯曲力，必须具有极高的可靠性、稳定性、耐疲劳性能和刚性、强度、韧性，以及重量轻、结构简单、工艺性良好的条件。二十纪九十年代，连杆涨断技术作为一项新工艺在汽车工业发达国家发展起来，从根本上改变了传统连杆加工方法。但是，该技术常规只能用于非调质钢材料，其原因在于难以控制调质合金钢涨断时断裂面的结构；同时，与普通发动机连杆大、小头孔采用滑动轴承即轴瓦结构不同，小型活塞式航空发动机一般采用滚动轴承，连杆大、小头孔还要作为滚动轴承的外圈滚道，因而对形状精度和强、硬度有着更高要求，即大、小头孔内壁要求高硬度高强度，大、小头孔外侧则与连杆杆身一样，要求低硬度高韧性和刚性。因此，传统上的小型活塞式航空发动机一直采用整体式连杆与分体式曲轴组合，但是，这种曲轴结构使曲轴承载能力、抗剪能力较差，使得发动机难以承载3g以上加速度的冲击，严重限制了各类无人飞行器的起降方式和使用范围。

发明专利CN103939454B公开了“一种发动机涨断连杆及其加工方法”；在专利CN205101383 U提出了“一种发动机涨断连杆”；在专利CN 203585055 U中公开了“一种涨断连杆”。上述专利所提出的涨断连杆都是通过在大头孔及其端面开设涨断槽的形式，并在大头孔中向外施加机械力，使连杆从应力集中且强度最低的涨断槽断裂，该结构适用于在连杆大头孔中设置轴瓦、衬套的结构形式，其连杆大头孔母线均为非完整连续的圆柱面，不能作为滚针轴承外滚道；而且连杆的材料也均为非调质合金钢材料。上述专利技术所提供的连杆结构在涨断时要通过对大头孔壁施以机械外力，使连杆孔易产生形状变形和机械应力，从而影响使用的可靠性和耐久性。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种小型航空活塞发动机涨断式连杆；该涨断式连杆结构简单、强度高，在连杆大端头设置有涨断孔，涨断孔内设置引裂用的涨断槽，涨断时无须对大圆孔施加机械力；连杆结构刚性强、重量轻且工艺性好、涨断合格率高、变形小且使用便捷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括连杆端盖、连杆、涨断孔、涨断槽、螺栓、油槽、加强筋、大端油孔、小端油孔，所述连杆一端为连杆大端头，另一端为连杆小端头，连杆小端头设置有小圆孔，连杆大端头与连杆端盖通过螺栓连接组成大圆孔，连杆端盖位于连杆大端头端部，所述连杆大端头的两侧对称有凸台，连杆大端头凸台上的涨断断面中间对称开有涨断孔，且位于涨断孔的对称位置设有若干涨断槽，涨断槽相对于涨断断面对称设置，涨断槽在涨断加工时形成初始断裂源；

所述连杆大端头的涨断孔均以连杆中心线对称设置，连杆大端头上的涨断孔为锥孔或直孔，涨断孔半径与涨断断面宽度相一致，所述连杆大端头的中心线与连杆大端头两侧的涨断孔、涨断槽的中心线及涨断断面的中心线重合；

所述连杆上靠近小圆孔和大圆孔相对的一侧分别设有大端油孔和小端油孔，小圆孔和大圆孔顶端分别设有与小端油孔和大端油孔贯通的油槽；所述连杆与连杆大端头连接部位设有加强筋。