阅读说明：本技术 内燃机连杆 (Connecting rod of internal combustion engine ) 是由 J·B·费希尔 R·J·黑尔姆施塔特 于 2019-05-06 设计创作，主要内容包括：一种适于在曲轴与活塞销之间延伸并与两者相连的连杆。所述连杆包括第一端部和第二端部及细长横梁。第一端部适合于连接曲轴。第二端部适合于连接活塞销。细长横梁在第一端部与第二端部之间纵向地延伸,并包括第一凸缘和第二凸缘及腹板。第一凸缘具有相对的第一外面和第一内面。第二凸缘具有相对的第二外面和第二内面。腹板具有相对的第一表面和第二表面,并且在第一内面与第二内面之间横向地跨越,并附接至第一内面和第二内面。第一内面和第二内面随着横梁从第一端部延伸至第二端部至少部分地朝向彼此汇聚。(A connecting rod adapted to extend between and connect to a crankshaft and a piston pin. The link includes first and second ends and an elongated cross member. The first end is adapted to be connected to a crankshaft. The second end is adapted for connection to a wrist pin. An elongated cross member extends longitudinally between first and second ends and includes first and second flanges and a web. The first flange has opposing first outer and inner faces. The second flange has opposing second outer and inner faces. The web has opposing first and second surfaces and spans laterally between and is attached to the first and second inner faces. The first and second inner faces converge toward each other at least partially as the cross beam extends from the first end to the second end.)

内燃机连杆

技术领域

本文涉及一种连杆，更具体地涉及连杆的逐渐缩小的横梁。

背景技术

内燃机连杆通常将内燃机的曲轴连接到活塞的一部分，如活塞销。在各种内燃机事件中，该连杆暴露在孤立的应力下。因此，整个连杆可能会被过度设计，不合需要地增加了重量和体积。

因此，期望提供一种连杆，该连杆被设计用于均匀地分布由各种内燃机事件所产生的应力，以减小连杆重量并使其稳健性最优化。

发明内容

在一个示例性实施方案中，连杆适合于在曲轴与活塞销之间延伸，并且适合于连接至曲轴和活塞销。该连杆包括第一端部、第二端部和细长横梁。第一端部适合于连接到曲轴，第二端部适合于连接到活塞销。细长横梁在第一端部与第二端部之间纵向地延伸，并且包括第一凸缘和第二凸缘及腹板。第一凸缘具有相对的第一外面和第一内面。第二凸缘具有相对的第二外面和第二内面，腹板具有相对的第一表面和第二表面。腹板在第一内面与第二内面之间横向地跨越，且附接到第一内面和第二内面。第一内面和第二内面随着横梁从第一端部延伸至第二端部而至少部分地朝向彼此汇聚。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述细长横梁包括从第一端部至第二端部所测量的纵向长度，并且第一内面和第二内面的汇聚开始于接近第二端部的位置并且在纵向长度的20％至50％的范围内跨越。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一凸缘、第二凸缘及第一表面限定朝向第二端部逐渐缩小的第一通道。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一凸缘、第二凸缘及第二表面限定朝向第二端部逐渐缩小的第二通道。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一通道和第二通道具有大致相同的形状和尺寸。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一外面与第二外面大致相互平行。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一外面与第二外面大致相互平行。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第二凸缘包括在第二外面与第二内面之间测量的厚度，所述厚度随着细长横梁从第一端部延伸至第二端部而增大。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一凸缘包括在第一外面与第一内面之间测量的厚度，所述厚度随着细长横梁从第一端部延伸至第二端部而增大。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一端部限定以第一轴线为中心的第一孔，所述第二端部限定以第二轴线为中心的第二孔，并且第一孔大于第二孔。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一轴线与第二轴线彼此平行，并且所述细长横梁垂直于第一轴线和第二轴线定向。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述腹板包括从第一表面和第二表面开始在第一表面与第二表面之间测量的一致的厚度。

在另一个示例性实施方案中，内燃机连杆包括第一端部和第二端部及细长横梁。第一端部限定以第一轴线为中心的第一孔。第二端部限定以第二轴线为中心的第二孔，并且第一孔大于第二孔。所述细长横梁沿一中心线而延伸，并且在第一端部与第二端部之间跨越并被连接到第一端部和第二端部。该中心线被设置成垂直于第一轴线和第二轴线，并且与第一轴线和第二轴线相交。所述细长横梁包括腹板、第一凸缘和第二凸缘。所述腹板沿中心线而居中，并且在细长横梁的第一凸缘与第二凸缘之间横向地跨越，并且被连接至细长横梁的第一凸缘和第二凸缘。第一凸缘和第二凸缘沿着直径相对，并且沿着径向向外地与中心线间隔开，并且各自均包括内面和外面。在内面与外面之间所测量的厚度随着细长横梁朝向第二端部延伸而增大。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述细长横梁包括从第一端部至第二端部测量的纵向长度，并且相应的第一凸缘和第二凸缘的相对的内面随着细长横梁朝向第二端部延伸而汇聚。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述细长横梁包括从第一端部与第二端部开始在第一端部与第二端部之间测量的纵向长度，并且该汇聚在终止于第二端部的纵向长度的30％上跨越。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述第一端部适合于连接到曲轴，第二端部适合于连接到活塞销。

除了本文中所描述的一个或多个特征之外，所述细长横梁具有“I”形截面。

当结合附图时，基于以下的详细描述，可容易地理解本文的以上特征和优点及其它特征和优点。

附图说明

在以下的详细描述中，其它的特征、优点和细节以仅作为例子的方式出现，现参考附图进行详细说明，其中：

图1是内燃机的连杆的正视图；

图2是在图1中的箭头2-2的方向上所看见的连杆的横截面；以及

图3是在图1中的箭头3-3的方向上所看见的连杆的细长横梁的横截面。

具体实施方式

以下的描述在本质上只是示例性的而不旨在限制本发明及其应用或使用。应当理解的是，在所有附图中相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

根据一个示例性实施方案，图1示出了连杆20。在一个实施方案中，连杆20用于内燃机并且可适合于在曲轴(未图示)与活塞销(未图示)之间延伸，并且将曲轴(未图示)连接到活塞销(未图示)，如内燃机领域的普通技术人员所知悉的那样。连杆20包括端部22(例如，曲轴的端部)、相对的端部24(例如，活塞销的端部)、及在端部22与24之间延伸并连接至端部22和24的细长横梁26。在一个实施例中，端部24、细长横梁26和至少一部分的端部22构成为由金属制成的一个整体的均质件。此整体件的成形工艺的示例可包括铸造、粉末金属成形和锻造。

参照图1和图2，端部22、24包括各自的孔28、30，各孔均具有由相应端部22、24所限定的边界。孔28、30围绕给自的轴线32、34居中。在一个实施方案中，轴线32与轴线34彼此平行。细长横梁26沿中心线36纵向地延伸。在一个实施方案中，中心线36与轴线32、34相交，并且垂直于轴线32、34。

参见图2和图3，在一个实施方案中，细长横梁26具有“I”形截面(参见图3)，并且包括腹板38和两个凸缘40、42。该腹板包括大体上彼此相对的表面44、46。凸缘40包括内面48和外面50，并且凸缘42包括内面52和外面54。腹板38在相应凸缘40、42的内面48、52之间横向地跨越，并且被连接到各自凸缘40、42的内面48、52上。在一个实施方案中，腹板38以中心线36为中心，并且沿中心线36纵向地延伸。凸缘40、42沿着直径彼此相对，并且沿着径向与中心线36间隔。

参照图3，并且为了易于铸造连杆20，连杆20可包括在凸缘40、42外角处的冠状辐条56(即，图示了四个)和圆角58(即，图示了四个)，其中腹板38连接到凸缘40、42。为了说明的简单性，相应凸缘40、42的内面48、52的部分及表面44、46的部分可被看作是在圆角58的“下方”。在一个实施方案中，冠状辐条56可一致地具有相同的形状，并且圆角58沿细长横梁26的整个纵向长度可一致地具有相同的尺寸(参见图1和图2中的箭头60)。在另一个实施方案中，圆角58的尺寸可随着细长横梁26朝向端部24延伸而增大(即，增大半径)。

如在图1和图3中最佳地示出的那样，并且在一个实施方案中，相应凸缘40、42的外面50、54可大致呈平面状，并且沿整个纵向长度60相互平行。相反，内面48、52随着细长横梁26朝向端部24纵向地延伸可朝向彼此汇聚。此汇聚具有随着细长横梁26朝向端部24延伸而增大各凸缘40、42的厚度(参见图3中的箭头62)的效果。此增大的厚度增加端部24附近的细长横梁26的强度，用于原本被局部化、集中的应力的重新分布。另外，在此实施方案中，腹板38可包括从腹板表面44开始在腹板表面44之间测量的厚度(参见箭头64)，所述厚度可以是沿整个纵向长度60的相同厚度。

在一个实施方案中，凸缘的内面48、52的汇聚(即，变得沿着径向更靠近中心线36)可沿接近端部24且沿着轴向朝向端部22所测量的距离(参见图1中的箭头66)而发生。在一个实施例中，距离66可在整个纵向长度60的约百分之三十至百分之五十(30％至50％)的范围内。

如在图2和图3中最佳地示出的那样，细长横梁26可限定两条通道68、70的边界。在一个实施方案中，通道68、70随着细长横梁26朝向端部24延伸而逐渐缩小。通道68至少部分地是由腹板表面44及相应凸缘40、42的内面48、52的一部分所限定。通道70至少部分地由腹板表面46和各自凸缘40、42的内面48、52的一部分所限定。应当理解的是，圆角58也有助于限定通道68、70。

在一个实施方案中，连杆20是锻造的粉末金属连杆，并且设计连杆20的分析过程包括使柱、或横梁、对过载状态的响应最小化的一系列计算。

本文的优点和益处包括提高连杆的稳健性同时使质量最小化的连杆设计。

虽然已参考示例性实施方案描述了以上公开，但本领域技术人员将理解，在不背离其范围的前提下可做出各种变更并且等效物可替代其元件。另外，在不背离其实质范围下可做出许多修改以便使特定的情况或材料适应于本文的教导。因此，旨在于本发明并不局限于所公开的特定的实施方案，但将包括落在本发明范围内的所有实施方案。