CN114763808A - 苏格兰轭组件及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种苏格兰轭组件及其装配方法，本发明的苏格兰轭组件包括中部构造有滑动空间的呈一体式结构的连杆，位于所述滑动空间内的滑块，以及与所述滑块转动连接的曲轴，所述滑块被限定为可于所述滑动空间内往复直线滑动，且所述滑块为一体式结构。本发明所述的苏格兰轭组件，通过采用均为一体式结构的连杆及滑块，可利用两者一体式结构的特点，减少组件整体质量，减低组件所受惯性力，并能够便于整体组件的装配。

Description

苏格兰轭组件及其装配方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种苏格兰轭组件。同时，本发明涉及该苏格兰轭组件的装配方法。

背景技术

常用的直列四缸机受制于奥托循环的运动规律，必须采用平衡轴以抵消二阶往复惯性力的振动，这不仅会增加整机重量，也会增大摩擦损耗。奥托循环直列六缸机不存在二阶惯性力的振动问题，但其质量、体积较大，而且气缸数较多，油耗很难降低。因此，从发动机运行原理出发，采用苏格兰轭组件代替传统奥托循环结构，是一种较好的改进形式。

苏格兰轭组件运行规律简单，轨迹为单纯的正弦函数，无多阶往复惯性力，可实现完美平衡。同时，苏格兰轭组件可实现两缸完全对置，相同排量和缸数条件下，苏格兰轭发动机轴向长度小于奥托循环的直列发动机和水平对置发动机，而有着很好的应用潜力。

但是，目前的苏格兰轭组件装配零部件较多，存在装配工艺复杂，组件整体质量较大等不足，其会在一定程度上限制苏格兰轭组件的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种苏格兰轭组件，以能够降低苏格兰轭整体组件质量，并可便于其装配。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种苏格兰轭组件，包括中部构造有滑动空间的呈一体式结构的连杆，位于所述滑动空间内的滑块，以及与所述滑块转动连接的曲轴，所述连杆的两端分别设有活塞连接孔，所述滑块被限定为可于所述滑动空间内往复直线滑动，且所述滑块为一体式结构。

进一步的，于所述曲轴设置有连杆销，所述连杆销穿经所述滑块上的连杆销连接孔，并于所述连杆销连接孔中固设有套于所述连杆销外的衬套。

进一步的，所述滑块的两相对侧端面与所述滑动空间的两相对内壁滑动抵接，而限定所述滑块的往复直线滑动，且于所述滑块的该两相对侧端面上分别设有轴瓦。

进一步的，所述轴瓦可拆卸固定于所述滑块的端面上。

进一步的，所述曲轴包括同轴布置的多段主轴颈，所述曲轴的连杆销通过曲柄部连接于相邻的两所述主轴颈之间，且所述连杆销与所述曲柄部之间，以及所述曲柄部与所述主轴颈之间分别插装固连。

进一步的，所述曲柄部包括相对布置的两个曲柄，所述连杆销位于该两个所述曲柄之间，且被所述连杆销穿经的所述滑块被约束于两个所述曲柄之间，而可构成对所述滑块往复直线滑动的导向。

进一步的，所述曲柄上设有主轴颈插接孔和连杆销插接孔，各所述曲柄两侧的所述主轴颈和所述连杆销分别过盈插装于所述主轴颈插接孔与所述连杆销插接孔中，且所述主轴颈插接孔和所述连杆销插接孔部分重叠，并于所述主轴颈和所述连杆销两者至少其一上设有避让槽。

进一步的，所述主轴颈插接孔中心和所述连杆销插接孔中心之间的连线与所述曲柄的对称中心线重合或趋近于重合，且于所述曲柄的侧部设有呈平面状的定位面，所述主轴颈插接孔中心和所述连杆销插接孔中心之间的连线与所述定位面平行或趋近于平行。

进一步的，所述连杆销内构造有一端连通于所述连杆销中部外周面上的连杆油道，并于所述连杆销至少一侧的所述主轴颈中构造有可与外部供油油路相连的主体油道，且随所述连杆销和所述主轴颈于所述曲柄上的插装，所述主体油道与所述连杆油道相连。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的苏格兰轭组件，通过采用均为一体式结构的连杆及滑块，相较于现有的分体组合式的连杆及滑块结构，可利用两者一体式结构的特点，减少组件整体质量，减低组件所受惯性力，并且其也能够便于整体组件的装配，而有着很好的实用性。

此外，本发明的另一目的在于提出一种苏格兰轭组件的装配方法，所述装配方法为在装配时，先压装位于连杆销其中一侧的曲轴中的曲柄，并使连杆销的一端与该侧的所述曲柄的端面平齐，然后将滑块套设于所述连杆销上，再装配连杆，接着压装位于所述连杆销另一侧的曲柄；

或者，所述装配方法为在装配时，先将位于连杆销其中一侧的曲轴中的曲柄放于支撑台上，再装配滑块和连杆，并把装配好的连杆及滑块放置于该侧的所述曲柄的端面上，接着，再将另一侧的曲柄放置于连杆及滑块上面后，压入连杆销。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的苏格兰轭组件的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的连杆的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的滑块的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的曲轴的结构示意图；

图5为图4所示曲轴的爆炸图；

图6为图4所示的曲轴的正视图；

图7为本发明实施例所述的曲柄的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的连杆销的结构示意图；

图9为本发明实施例所述的第二主轴颈的结构示意图；

图10为本发明实施例所述的曲轴的润滑结构的示意图；

图11为本发明实施例所述的曲轴的另一润滑结构的示意图；

附图标记说明：

1、气缸；2、活塞；3、连杆；4、曲轴；5、滑块；6、衬套；7、轴瓦；8、螺钉；

301、滑动空间；302、导轨面；303、活塞连接孔；

401、第一主轴颈；402、第二主轴颈；4021、第二主轴颈避让槽；4022、斜油道；4023、纵向油道；4024、横向油道；4025、油槽；4026、连通油道；403、第三主轴颈；4031、第三主轴颈避让槽；404、连杆销；4041、连杆油道；4042、连杆油道进油口；4043、连杆油道出油口；4044、第一减重孔；4045、第二减重孔；4046、定位孔；405、曲柄；4051、连杆销插接孔；4052、主轴颈插接孔；4053、定位面；

501、连杆销连接孔；502、连杆接触面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种苏格兰轭组件，整体构成上，如图1中所示的，其包括中部构造有滑动空间301的呈一体式结构的连杆3，位于滑动空间301内的滑块5，以及自身中的连杆销404可转动地穿经滑块5设置的曲轴4。其中，滑块5具体被限定为可于滑动空间301内往复直线滑动，而且该滑块5也为一体式结构。

如图2中所示的，本实施例在连杆3的两端也分别设有活塞连接孔303，各端的活塞连接孔303分别用于经由活塞销转动连接与之对应的活塞2，活塞2位于气缸1中，且本实施例的用于该苏格兰轭组件的发动机的气缸1也为水平対置式的。

本实施例连杆3两端的活塞连接孔303也关于整体连杆3呈对称布置，位于连杆3中部的滑动空间3基本呈一长方形，其两端贯穿连杆3，并且滑动空间301内的两个相对的内壁也分别构成导轨面302，以用于和滑块5滑动抵接，而使得滑块5在滑动空间301内直线滑动。

如图3所示的，本实施例的曲轴4中的连杆销404具体为穿经滑块5上的连杆销连接孔501，而为降低滑块5与连杆销404之间的摩擦，在连杆销连接孔501中也固设有套于连杆销404外的衬套6。同时，本实施例的滑块5也通过其两相对侧端面，也即两个连杆接触面502与滑动空间301内的两个相对的导轨面302滑动抵接，以具体限定滑块5的往复直线滑动。此时，同样出于降低连杆接触面502和导轨面302之间摩擦系数的考虑，在滑块5的该两个连杆接触面502上亦分别设有轴瓦7。

轴瓦7优选地为通过可拆卸方式固定于滑块5的端面上，且该可拆卸固定方式例如为使用螺钉8进行轴瓦7的固定。此外，本实施例的轴瓦7以及衬套6均采用现有技术中普遍采用的用于减小摩擦的相关部件便可。

本实施例中，一体式结构的滑块5和连杆3可通过铸造成型，或者也可通过机加工等其它方式一体成型。而使得两者采用一体式结构，相较于现有普遍应用的由螺栓紧固连接的分体组装式的连杆结构及滑块结构，本实施例通过舍弃螺栓结构，便可有效避免因螺栓承受剪切力，而容易发生断裂松脱的问题。与此同时，一体式结构的连杆3与滑块5也使得两者的重量降低，并有利于其在苏格兰轭组件中的装配。

而基于连杆3及滑块5所采用的一体式结构，本实施例的曲轴4则相应地为采用组合式结构，此时，曲轴4整体构成上包括同轴布置的多段主轴颈，以及通过曲柄部连接于相邻的两主轴颈之间的连杆销404。其中，曲柄部包括相对布置的两个曲柄405，连杆销404即位于该两个曲柄405之间，并且各曲柄405分别与自身两侧的主轴颈及连杆销404插装固连于一起。

根据以上对曲轴4的整体介绍，作为本实施例的组合式结构的曲轴4的一种示例性结构，如图4至图6中所示的，以该曲轴4应用于四缸发动机，也即本实施例的苏格兰轭组件用于四缸发动机时为例，以上各段主轴颈具体包括第二主轴颈402，以及分别通过两个曲柄部连接于第二主轴颈402两端的第一主轴颈401和第三主轴颈403。连杆销404也具体为分别于各曲柄部处设置的两个，且连杆销404的位于两个曲柄405之间的部分构成外露的以与滑块5相连的连接段，同时，各曲柄405也与自身另一侧对应的主轴颈相连。

本实施例的各曲柄405有着相同的结构，且再参见图6中所示的，在具体实施时，滑块5的厚度也应大致与两相邻曲柄405之间的距离D一致，以由此使得被连杆销404穿经的滑块5被约束于该两个曲柄405之间，进而能够由两侧的曲柄405构成对滑块5往复直线滑动的导向。利用两侧的曲柄405对滑块5的导向，便可避免因滑动空间301内壁上无法加工导向槽，而可能导致滑块5出现的滑动不稳定。

如图7中所示的，本实施例在各曲柄405上分别设有连杆销插接孔4051和主轴颈插接孔4052，两侧的主轴颈和连杆销404即分别过盈插装于对应的主轴颈插接孔4052与所连杆销插接孔4051中。

此外，作为一种实施形式，当曲柄的半径较小时，也可使得主轴颈插接孔4052和连杆销插接孔4051如图7示出的为部分重叠，并且相应地，在主轴颈和连杆销404两者至少其一上亦设置底面为弧形的避让槽。鉴于主轴颈的直径大于连杆销404，本实施例该避让槽也为设置于主轴颈上，且其具体为设于第三主轴颈403一端的第三主轴颈避让槽4031，于第二主轴颈402的两端分别设置的第二主轴颈避让槽4021，以及同样于第一主轴颈401一端设置的和第二主轴颈避让槽4021及第三主轴颈避让槽4031类似的第一主轴颈避让槽。

仍参见图7所示的，作为优选实施形式，主轴颈插接孔4052中心和连杆销插接孔4051中心之间的连线也应与曲柄405的对称中心线P重合或趋近于重合。同时，为便于曲轴4的装配作业，本实施例也于曲柄405的侧部设置有呈平面状的定位面4053，该定位面4053可在曲轴4装配时与工装配合，以实现对曲柄405的可靠定位，并且为保证定位效果，主轴颈插接孔4052中心和连杆销插接孔4051中心之间的连线亦应与该定位面4053平行或趋近于平行。

本实施例中，由三个主轴颈、各曲柄405以及两个连杆销4便组装成本实施例的适用于水平対置的四缸发动机的组合式曲轴。而且以上各部件在组装时，一般为利用过盈压装的方式形成彼此之间的固连，进而保证组装后的曲轴4的结构稳定性。另外，当发动机为非四缸，而例如是两缸、六缸或八缸时，该用于苏格兰轭机构的组合式结构的曲轴4的结构依据本实施例的四缸情形进行相应的变形即可。

如图8所示的，本实施例在连杆销404内构造有一端连通于其中部外周面上的连杆油道4041，并于连杆销404至少一侧的主轴颈中也构造有可与外部供油油路相连的主体油道。以上连杆销404中部外周面所处位置也即前述的连杆销404用以与滑块5相连的连接段，而随着连杆销404和主轴颈于曲柄405上的插装，本实施例的主体油道即可与连杆油道401相连，以能够以压力润滑的方式向所述的连接段处供油，实现对连杆销404和滑块5之间的润滑。

在本实施例的四缸发动机形式下的曲轴4中，作为优选实施方式，上述主轴颈中的主体油道具体为构造于第二主轴颈402中，且其也分别与两个连杆销404中的连杆油道4041分别连通。此时，如图9和图10中所示的，位于第二主轴颈402中的主体油道具体包括两个斜油道4022，两个斜油道4022的一端与外部供油油路相连，其另一端则处于第二主轴颈避让槽4021处。

在本实施例中，斜油道4022的直径可在2-4mm之间，且斜油道4022的一端可利用油孔及周向布置的供油槽等结构，以保持斜油道4022能够始终与外部供油油路连通，以实现不间断的供油。

此外，本实施例斜油道4022具体也在第二主轴颈避让槽4021位置和连杆销404中的连杆油道4041相连。此时，为防止因安装误差影响斜油道4022和连杆油道4041之间的连通效果，作为优选的实施方式，在第二主轴颈避让槽4021位置于第二主轴颈402上也设置有油槽4025，并使得斜油道4022经由该油槽4025与连杆油道4041相连，且连杆油道4041的与斜油道4022相连的连通口即位于油槽4025的槽口范围内，以确保实现完全连通。

本实施例中，优选地，油槽4025也为沿第二主轴颈402周向延展的长条形，并且在具体实施时，油槽4025长度方向的两端之间的垂线距离可设置在6-20mm之间，并优选可为15mm。

作为一种优选实施形式，本实施例的位于连杆销404中的连杆油道4041具体也为倾斜设置的，且其一端的连杆油道进油口4042用于和上述的油槽4025连通，另一端的连杆油道出油口4043即用于向连接段处喷油实现压力润滑。另外，为降低连杆销404的重量，以利于轻量化设计，本实施例在连杆销404的两端还可分别设置减重孔。

为便于描述，两端的减重孔可分别称之为第一减重孔4044与第二减重孔4045，该两端的减重孔位于连杆销404端部的中心，并沿连杆轴向404的轴向向连杆销404内延展便可。而为避免减重孔与连杆油道4041贯穿，一般地各减重孔与连杆油道4041之间的最小距离应在5-10mm之间。

除了在两端分别设置第一减重孔4044和第二减重孔4045，当然，本实施例仅在一端设置减重孔也是可以的，且仅于一端设置减重孔时，使得连杆销404两侧的主轴颈中均设置有主体油道也是可行的。而在具体实施时，本实施例的连杆油道4041的直径可设置在2-4mm之间，并且在组装时，为便于查看连杆销404的安装方向及安装角度是否合适，在连杆销404的一端也可设置以示意连杆销404组装方位的定位孔4046。

另外，除了使得曲轴4中的第二主轴颈402内采用以上所述的斜油道4022，作为其它可行的实施形式，如图11中所示的，本实施例也可使得位于第二主轴颈402中的主体油道具体包括位于第二主轴颈402中部的以与外部供油油路相连的纵向油道4023，与该纵向油道4023相连的横向油道4024，以及分别连接横向油道4024与两个连杆销404中的连杆油道4041的连通油道4026。

在本实施例中，优选地，纵向油道4023为两端分别径向贯穿至第二主轴颈402的外周面，且其同样与外部油路、也即发动机缸体油路相连，并实现不间断的供油。同时，除了使其两端均贯穿第二主轴颈402，当然仅使纵向油道4023的一端贯穿设置也是可以的，但此时上述的周向布置的供油槽则应设计为整圈形式，以保证不间断供油。

此外，本实施例的横向油道4024沿第二主轴颈402轴向布置于其中部，而优选地，两个连通油道4026也可设置为径向布置于第二主轴颈402上，且各连通油道4024亦在第二主轴颈避让槽4021位置和连杆销404中的连杆油道4041相连。

在具体实施时，本实施例的横向油道4024可为先轴向贯穿地加工成型，而后再利用滚珠分别封堵其两端。同时，为实现压力润滑，同时也考虑降低对第二主轴颈402结构强度的影响，本实施例的纵向油道4023和横向油道4024的直径可在3-5mm之间，并优选采用4mm，连通油道4026的直径则可在2-3mm之间进行选择。

本实施例的苏格兰轭组件在装配时，作为一种装配方法，可先在连杆销404一侧压装一个曲柄405，并使得连杆销404一端与该曲柄405端面平齐，然后将滑块5套设于连杆销404上，再装配连杆3。接着，再压装连杆销404另一侧的曲柄405，以实现其中一个单元的装配。最后，再将主轴颈与各预装配的单元压装相连，而完成组件装配。

或者，作为另一种装配方法，也可先将一侧的曲柄405放于支撑台上，再装配滑块5和连杆3，并把装配好的连杆3及滑块5放置于上述曲柄405端面上，接着，再将另一侧的曲柄405放置于连杆3及滑块5上面后，压入连杆销404实现其中一个单元的装配。最后，再将主轴颈与各预装配的单元压装相连，从而完成组件的装配。

需要注意的是，在装配各单元时，连杆销404两侧的曲柄405之间应放置限位工装，以保证滑块5和连杆3具有一定的轴向间隙，避免影响连杆3及滑块5和曲轴4之间的相对运动。

本实施例的苏格兰轭组件通过采用均为一体式结构的连杆3及滑块5，相较于现有的分体组合式的连杆及滑块结构，可利用两者一体式结构的特点，减少组件整体质量，减低组件所受惯性力，并且其也能够便于整体组件的装配，而有着很好的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种苏格兰轭组件，其特征在于：包括中部构造有滑动空间(301)的呈一体式结构的连杆(3)，位于所述滑动空间(301)内的滑块(5)，以及与所述滑块(5)转动连接的曲轴(4)，所述连杆(3)的两端分别设有活塞连接孔(303)，所述滑块(5)被限定为可于所述滑动空间(301)内往复直线滑动，且所述滑块(5)为一体式结构。

2.根据权利要求1所述的苏格兰轭组件，其特征在于：于所述曲轴(4)设置有连杆销(404)，所述连杆销(404)穿经所述滑块(5)上的连杆销连接孔(501)，并于所述连杆销连接孔(501)中固设有套于所述连杆销(404)外的衬套(6)。

3.根据权利要求1所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述滑块(5)的两相对侧端面与所述滑动空间(301)的两相对内壁滑动抵接，而限定所述滑块(5)的往复直线滑动，且于所述滑块(5)的该两相对侧端面上分别设有轴瓦(7)。

4.根据权利要求3所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述轴瓦(7)可拆卸固定于所述滑块(5)的端面上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述曲轴(4)包括同轴布置的多段主轴颈，所述曲轴(4)的连杆销(404)通过曲柄部连接于相邻的两所述主轴颈之间，且所述连杆销(404)与所述曲柄部之间，以及所述曲柄部与所述主轴颈之间分别插装固连。

6.根据权利要求5所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述曲柄部包括相对布置的两个曲柄(405)，所述连杆销(404)位于该两个所述曲柄(405)之间，且被所述连杆销(404)穿经的所述滑块(5)被约束于两个所述曲柄(405)之间，而可构成对所述滑块(5)往复直线滑动的导向。

7.根据权利要求5所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述曲柄(405)上设有连杆销插接孔(4051)和主轴颈插接孔(4052)，各所述曲柄两侧的所述主轴颈和所述连杆销(404)分别过盈插装于所述主轴颈插接孔(4052)与所述连杆销插接孔(4051)中，且所述主轴颈插接孔(4052)和所述连杆销插接孔(4051)部分重叠，并于所述主轴颈和所述连杆销(404)两者至少其一上设有避让槽。

8.根据权利要求5所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述连杆销插接孔(4051)中心和所述主轴颈插接孔(4052)中心之间的连线与所述曲柄(405)的对称中心线P重合或趋近于重合，且于所述曲柄(405)的侧部设有呈平面状的定位面(4053)，所述主轴颈插接孔(4052)中心和所述连杆销插接孔(4051)中心之间的连线与所述定位面(4053)平行或趋近于平行。

9.根据权利要求5所述的苏格兰轭组件，其特征在于：所述连杆销(404)内构造有一端连通于所述连杆销(404)中部外周面上的连杆油道(4041)，并于所述连杆销(404)至少一侧的所述主轴颈中构造有可与外部供油油路相连的主体油道，且随所述连杆销(404)和所述主轴颈于所述曲柄(405)上的插装，所述主体油道与所述连杆油道(404)相连。

10.一种苏格兰轭组件的装配方法，其特征在于：所述装配方法为在装配时，先压装位于连杆销(404)其中一侧的曲轴(4)中的曲柄(405)，并使连杆销(404)的一端与该侧的所述曲柄(405)的端面平齐，然后将滑块(5)套设于所述连杆销(404)上，再装配连杆(3)，接着压装位于所述连杆销(404)另一侧的曲柄(405)；

或者，所述装配方法为在装配时，先将位于连杆销(404)其中一侧的曲轴(4)中的曲柄(405)放于支撑台上，再装配滑块(5)和连杆(3)，并把装配好的所述连杆(3)及所述滑块(5)放置于该侧的所述曲柄(405)的端面上，接着，再将另一侧的曲柄(405)放置于所述连杆(3)及所述滑块(5)上面后，压入所述连杆销(404)。

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