技术摘要：
本发明公开了一种内燃机及其活塞、连杆结构，用于解决现有的连接结构中活塞轻量化设计与活塞销、活塞裙部容易发生局部变形、损坏的技术问题。与活塞顶部相对的活塞内腔内有支撑部位，且该支撑部位设置有弧形凹槽，弧形凹槽处固定有保持架，以及被保持架进行限位的滚子  全部
背景技术：
内燃机中，活塞在内燃机中工作环境的分析： 高温环境，内燃机缸体内的高温导致热负荷大，活塞在气缸内动作时，活塞的顶面 (燃烧室一侧)承受瞬间高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000度～2500度，因而在活 塞顶端的温度也很高，温度场分布不均匀，使得活塞内部存在很大的热应力，这种热应力尤 其的体现在活塞上下之间、内外之间。 高压环境，高冲击性的连杆、曲轴机械负荷直接作用在活塞上，尤其突出的作用在 活塞与连杆连接部位，例如，活塞销部位，突出的表现在活塞销的变形或活塞销座的崩溃。 高压包括两方面，其一，活塞、连杆受周期性冲击的影响，一般在膨胀冲程开始的上止点后 10度到20度之间达到最大，而活塞都在气缸里做高速的、往复的、高频直线运动，会产生很 大的往复惯性力，这种力直接通过连杆传递到曲轴，这种大惯性往复力在传递的过程中，在 活塞和连杆的活动连接活塞销部位产生应力，因此活塞销部位是应力破坏的瓶颈。 高速滑动，如上所述，活塞在缸内高频、高速、往复直线运动，连杆在缸内高频、周 期性的做摇臂运动，因此连杆在工作中所产生的侧向力是比较大的，直接的作用在活塞，使 得活塞与活塞筒内壁之间的侧向力也比较大，特别的，会在连杆和活塞结合点位置产生侧 向力，这对于活塞和连杆机械稳定性是有害的影响。 变化的侧压力，如上所述，活塞上下行程过程中，受到连杆的摇臂运动，其侧向力 方向不断的、周期性的变化，造成活塞在工作是承受交变的侧向载荷。 因此，活塞与连杆的连接技术，尤其是连接强度与轻量化设计中的技术矛盾是对 立存在的。目前主流教科书中，主要是通过优化活塞的结构，例如，优化活塞的壁厚均一性， 活塞裙的形状和适配性等，来改进活塞的以上性能。 本发明从活塞和连杆的结合部位的结构入手，以优化活塞连杆的组合、装配和运 动关系为课题展开研究，通过该部分的研究、设计和实验验证，来解决活塞及其连杆在内燃 机中的配合使用性能。 以上技术供同行参阅。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种内燃机及其活塞、连杆结构，用于解决 现有的连接结构中活塞轻量化设计与活塞销、活塞裙部容易发生局部变形、损坏的技术问 题。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案为： 活塞、连杆结构，包括活塞和连杆，该连杆的小端与所述活塞进行活动连接，其特 征在于， 3 CN 111577479 A 说　明　书 2/7 页 与活塞顶部相对的活塞内腔内有支撑部位，且该支撑部位设置有弧形凹槽，弧形 凹槽处固定有保持架，以及被保持架进行限位的滚子，该滚子存在于弧形凹槽和连杆小端 之间，并在二者之间形成滚动接触；且该处承受连杆、活塞主要的力； 用于连接活塞和连杆的活塞销规格小于手册标准尺寸，且该处承受连杆、活塞次 要的力。 所述滚子为圆柱滚子或者鼓形圆柱滚子。 所述滚子为空心筒结构。 在所述连杆的小端外表面具有强化耐磨层。 所述连杆的小端外侧具有覆盖局部的滚子配合凹槽。 所述活塞的活塞销孔向活塞内腔内延伸至基本与支撑部位平齐。 所述活塞顶部具有轻量化设计的一次凹陷或者二次凹陷。 一种内燃机，该内燃机至少具有一套活塞、连杆结构，以及与该活塞、连杆结构配 套工作的、气缸体、气缸盖、曲轴、燃烧室、点火装置、气门和润滑系统，其特征在于，所述活 塞、连杆结构，包括活塞和连杆，该连杆的小端与所述活塞进行活动连接，且，与活塞顶部相 对的活塞内腔内有支撑部位，且该支撑部位设置有弧形凹槽，弧形凹槽处固定有保持架，以 及被保持架进行限位的滚子，该滚子存在于弧形凹槽和连杆小端之间，并在二者之间形成 滚动接触；且该处承受连杆、活塞主要的力； 用于连接活塞和连杆的活塞销规格小于手册标准尺寸，且该处承受连杆、活塞次 要的力。 本发明的有益效果是： 1、连杆和活塞的连接点，同时存在圆销连接和滚子连接，且滚子连接处承受大部 分的连杆与活塞之间的冲击力，这种冲击力主要表现为两者之间的压应力，这对于活塞销 的受力减轻作用明显，有利于活塞裙部和活塞销的轻量化设计，且可以避免由于轻量化设 计中带来的活塞销破损和裙部破损的情况。 2、滚子通过保持架被预先的安装在弧形凹槽内，有利于连杆和活塞的装配的实 施。 附图说明 图1现有活塞压缩做功过程示意图。 图2为活塞销的立体图。 图3为改进后的活塞立体图。 图4为改进后的活塞立体图。 图5为改进后的活塞立体图。 图6为B--B剖视图。 图7为C--C剖视图。 图8为A--A剖视图。 图9为保持架立体图。 图10为活塞连杆连接示意图。 图11为活塞连杆连接剖视图。 4 CN 111577479 A 说　明　书 3/7 页 图12为活塞连杆连接剖视图。 图13为D--D剖视图。 图14为E--E剖视图。 图15为圆柱滚子的立体图。 图16为鼓形圆柱滚子的立体图。 图17为保持架与滚子的端部配合图。 图18为实施例二中活塞的剖视图。 图19为实施例二中活塞的剖视图。 图20为实施例二中活塞的剖视图。 图21为实施例三中的连接机构局部示意图。 图22为实施例三中连杆小端的示意图。 图中： 100活塞， 110活塞头部，111活塞顶部，112环槽脊部。 120裙部，121凹凸结构， 130销毂部，131活塞销孔，132延伸部， 140支撑部位，141弧形凹槽，142卡槽， 150侧壁部， 160冷却通道，161a/161b换气孔， 170内腔部分， 200气缸盖，210气门，220燃料的喷射喷嘴，230燃烧室。 300连杆，310小端，311耐磨涂层，320大端， 400活塞销，410轴承。