CN111622857A - 一种单油腔活塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单油腔活塞，包括活塞本体、销轴和连杆，活塞本体的头部设有环形油腔，活塞本体的裙部设有一对销孔，连杆的小头套装在销轴上，销轴的两端与相应端的销孔套接，连杆的小头上设置有集油孔，环形油腔与活塞本体内腔之间设有用于将油液导流至集油孔或导流至连杆的小头与销轴之间的导油腔，导油腔所在的竖直面与连杆摆动时集油孔所形成的竖直面相交。该活塞具有结构简单可靠、可提高连杆小头冷却效果、能实现对销孔的辅助冷却的优点。

Description

一种单油腔活塞

技术领域

本发明主要涉及内燃机活塞的冷却润滑，尤其涉及一种单油腔活塞。

背景技术

活塞连杆组是内燃机的重要零件，是动力转化和输出机构，承担着将热能转化为机械功的主要功能。活塞安装在缸套内，活塞销穿过销孔和连杆小头将活塞、连杆组合起来，内燃机工作时，活塞连杆组的工作环境相当恶劣，承受高温、高压以及高速运动产生的冲击力，内燃机运行时，活塞、连杆作往复运动，瞬时运动速度变化很大，润滑油在活塞连杆组的各润滑部位始终处于给油、润滑、润滑油逃逸、再给油的过程中，其部件的冷却和润滑至关重要。

现有技术活塞头部环槽内侧有环形冷却油腔，环形油腔铸造成型，钢结构活塞的环形油腔也可以焊接成型，润滑油通过进油孔和出油孔进入和排出环形冷却油腔，润滑油填充环形冷却油腔对活塞头部进行冷却。活塞通过润滑油冷却头部的同时，在内腔顶位于裙部方向设置二个喷油孔，喷油孔与连杆小头集油孔摆动轨迹在同一平面上，集油孔与喷油孔点位对应时，润滑油从喷油孔喷射进入到集油孔中，进入到连杆小头内，对连杆小头进行润滑冷却，喷油孔与环形冷却油腔或油环槽相通。

在当前排放升级的大背景下，内燃机爆发压力和活塞运行速度进一步提高，因高速、高爆压而产生的运动负荷大、润滑不良、高温等问题更加突出，而降低活塞压缩高是降低活塞重量的重要手段，但压缩高的进一步降低使得活塞喷油孔与连杆小头的集油孔形成了错位，增加了润滑油到达连杆小头集油孔的难度，连杆小头销、孔连接因润滑原因失效的风险更大；特别是，压缩高的降低使得钢结构活塞的销孔高温、活塞销高温抱死问题更为突出，活塞失效风险进一步增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单可靠、可提高连杆小头冷却效果、能实现对销孔的辅助冷却的单油腔活塞。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种单油腔活塞，包括活塞本体、销轴和连杆，所述活塞本体的头部设有环形油腔，活塞本体的裙部设有一对销孔，所述连杆的小头套装在销轴上，所述销轴的两端与相应端的销孔套接，所述连杆的小头上设置有集油孔，所述环形油腔与活塞本体内腔之间设有用于将油液导流至集油孔或导流至连杆的小头与销轴之间的导油腔，所述导油腔所在的竖直面与连杆摆动时集油孔所形成的竖直面相交。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导油腔包括竖向油孔、弯接头和横向油孔，所述竖向油孔开设在环形油腔底部并连通环形油腔与外界，所述横向油孔开设在销孔上方的活塞本体上并连通活塞本体内腔与外界，所述弯接头连接竖向油孔和横向油孔靠近外界的孔口。

所述横向油孔由下向上倾斜布置，其靠近外界的孔口处于低位，所述活塞本体内腔的顶部开设有用于接收横向油孔油液的条形注油槽，在连杆摆动时集油孔的中心始终位于条形注油槽长度尺寸的垂向映射范围内，条形注油槽的宽度在集油孔尺寸的垂向映射范围内。

所述导油腔包括横向油孔，所述横向油孔连通环形油腔与活塞本体内腔。

所述集油孔设置在活塞本体中心线A的侧部，所述横向油孔的喷油路径与集油孔位置对应。

所述横向油孔由上向下倾斜布置，其靠近环形油腔的孔口处于高位，横向油孔的喷油路径对应至连杆的小头和销轴之间。

所述连杆的小头与销轴的套接位侧部开设有与横向油孔的喷油路径位置对应的集油槽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的单油腔活塞，该结构运行时，冷却润滑油进入环形油腔，连杆在活塞活塞本体的内腔沿销轴摆动，冷却润滑油从导油腔有节奏的进入集油孔或导流至连杆的小头与销轴之间，从而对连杆小头或连杆的小头与销轴之间进行冷却润滑。较传统结构而言，该结构中的导油腔所在的竖直面与连杆摆动时集油孔所形成的竖直面相交，即导油腔在销孔上部的活塞本体壁上，这样使得导油腔能够带走从活塞本体头部传送到销孔的部分热量，实现对销孔的辅助冷却，降低销孔抱死风险；导油腔将润滑油送入到内腔顶部，实现对顶部的冷却；导油腔还将润滑油送至集油孔或导流至连杆小头与销轴之间，使连杆小头能够获得充足的润滑冷却，防止润滑失效，其结构简单可靠。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1的仰视结构示意图。

图3是本发明实施例1的主视结构示意图(弯接头未视出)。

图4是本发明实施例1中弯接头的结构示意图。

图5是本发明实施例2的主视结构示意图。

图6是本发明实施例3的主视结构示意图。

图7是本发明图6的B处放大结构示意图。

图中各标号表示：

1、活塞本体；11、环形油腔；12、销孔；13、导油腔；131、竖向油孔；132、弯接头；133、横向油孔；14、条形注油槽；2、销轴；3、连杆；31、集油孔；32、集油槽。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

图1至图4示出了本发明单油腔活塞的第一种实施例，包括活塞本体1、销轴2和连杆3，活塞本体1的头部设有环形油腔11，活塞本体1的裙部设有一对销孔12，连杆3的小头套装在销轴2上，销轴2的两端与相应端的销孔12套接，连杆3的小头上设置有集油孔31，环形油腔11与活塞本体1内腔之间设有用于将油液导流至集油孔31或导流至连杆3的小头与销轴2之间的导油腔13，导油腔13所在的竖直面与连杆3摆动时集油孔31所形成的竖直面相交。该结构运行时，冷却润滑油进入环形油腔11，连杆3在活塞本体1的内腔沿销轴2摆动，冷却润滑油从导油腔13有节奏的进入集油孔31或导流至连杆3的小头与销轴2之间，从而对连杆3小头或连杆3小头与销轴2之间进行冷却润滑。较传统结构而言，该结构中的导油腔13所在的竖直面与连杆3摆动时集油孔31所形成的竖直面相交，即导油腔13在销孔12上部的活塞本体1壁上，这样使得导油腔13能够带走从活塞本体1头部传送到销孔12的部分热量，实现对销孔12的辅助冷却，降低销孔12抱死风险；导油腔13将润滑油送入到内腔顶部，实现对顶部的冷却；导油腔13还将润滑油送至集油孔31或导流至连杆3的小头与销轴2之间，使连杆小头能够获得充足的润滑冷却，防止润滑失效，为降低压缩高和活塞重量创造了条件，其结构简单可靠。

本实施例中，导油腔13包括竖向油孔131、弯接头132和横向油孔133，竖向油孔131开设在环形油腔11底部并连通环形油腔11与外界，横向油孔133开设在销孔12上方的活塞本体1上并连通活塞本体1内腔与外界，弯接头132连接竖向油孔131和横向油孔133靠近外界的孔口。该结构中，环形油腔11从底部的竖向油孔131排油，由弯接头132和横向油孔133排至活塞本体1内腔，对顶部实现冷却，同时还将润滑油送至集油孔31使连杆小头能够获得充足的润滑冷却。

本实施例中，横向油孔133由下向上倾斜布置，其靠近外界的孔口处于低位，活塞本体1内腔的顶部开设有用于接收横向油孔133油液的条形注油槽14，在连杆3摆动时集油孔31的中心始终位于条形注油槽14长度尺寸的垂向映射范围内，条形注油槽14的宽度在集油孔31尺寸的垂向映射范围内。该结构中，横向油孔133由下向上倾斜布置，能够将润滑油导流到活塞本体1内腔顶部的条形注油槽14，该过程实现了对顶部的冷却，润滑油从条形注油槽14有节奏的进入连杆3小头上的集油孔31，从而对连杆3小头进行冷却润滑。较传统结构而言，该集油孔31的中心始终位于条形注油槽14长度尺寸的垂向映射范围内，即在连杆3的摆行程内，集油孔31始终与上部的条形注油槽14存在对应关系，形成了一种映射式面对应集油结构，有效增加了集油时间，提高了进油量和进油效率，对连杆小头持续补充润滑油，从而提高了冷却润滑效果；进一步条形注油槽14的宽度在集油孔31尺寸的垂向映射范围内，这使得条形注油槽14出来的冷却润滑油充分满足下方的集油孔31的集油量要求，彻底解决了润滑油逃逸快，润滑失效的问题；该条形注油槽14和集油孔31均设置在活塞本体1内部，有利于节约并充分利用内腔的结构空间，缩小活塞压缩高的高度，为降低活塞高度、降低活塞重量，减少功率消耗创造条件；冷却润滑油被送入到集油孔31，在对连杆3小头冷却润滑的同时，在连杆3摆动的作用下对销轴2和销孔12进行辅助冷却，降低销轴2和销孔12的温度，提高了可靠性。

实施例2：

如图5所示，本发明单油腔活塞的第二种实施例，该活塞与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，导油腔13包括横向油孔133，横向油孔133连通环形油腔11与活塞本体1内腔。横向油孔133相当于直通孔，能够将润滑油持续通达连杆3小头两侧，对连杆3小头或连杆3的小头与销轴2之间进行冷却润滑。

本实施例中，集油孔31设置在活塞本体1中心线A的侧部，横向油孔133的喷油路径与集油孔31位置对应。通过设置在连杆3小头两侧的集油孔31集油实现对连杆3小头冷却润滑，防止润滑失效。

实施例3：

如图6和图7所示，本发明单油腔活塞的第三种实施例，该活塞与实施例2基本相同，区别仅在于：本实施例中，横向油孔133由上向下倾斜布置，其靠近环形油腔11的孔口处于高位，横向油孔133的喷油路径对应至连杆3的小头和销轴2之间。通过由上向下倾斜布置横向油孔133将润滑油持续通达至连杆3的小头和销轴2之间，实现该处的冷却润滑。

本实施例中，连杆3的小头与销轴2的套接位侧部开设有与横向油孔133的喷油路径位置对应的集油槽32。该集油槽32能更好的将润滑油送至连杆3的小头与销轴2的套接位，提高了冷却润滑效果。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种单油腔活塞，包括活塞本体(1)、销轴(2)和连杆(3)，所述活塞本体(1)的头部设有环形油腔(11)，活塞本体(1)的裙部设有一对销孔(12)，所述连杆(3)的小头套装在销轴(2)上，所述销轴(2)的两端与相应端的销孔(12)套接，其特征在于：所述连杆(3)的小头上设置有集油孔(31)，所述环形油腔(11)与活塞本体(1)内腔之间设有用于将油液导流至集油孔(31)或导流至连杆(3)的小头与销轴(2)之间的导油腔(13)，所述导油腔(13)所在的竖直面与连杆(3)摆动时集油孔(31)所形成的竖直面相交。

2.根据权利要求1所述的单油腔活塞，其特征在于：所述导油腔(13)包括竖向油孔(131)、弯接头(132)和横向油孔(133)，所述竖向油孔(131)开设在环形油腔(11)底部并连通环形油腔(11)与外界，所述横向油孔(133)开设在销孔(12)上方的活塞本体(1)上并连通活塞本体(1)内腔与外界，所述弯接头(132)连接竖向油孔(131)和横向油孔(133)靠近外界的孔口。

3.根据权利要求2所述的单油腔活塞，其特征在于：所述横向油孔(133)由下向上倾斜布置，其靠近外界的孔口处于低位，所述活塞本体(1)内腔的顶部开设有用于接收横向油孔(133)油液的条形注油槽(14)，在连杆(3)摆动时集油孔(31)的中心始终位于条形注油槽(14)长度尺寸的垂向映射范围内，条形注油槽(14)的宽度在集油孔(31)尺寸的垂向映射范围内。

4.根据权利要求1所述的单油腔活塞，其特征在于：所述导油腔(13)包括横向油孔(133)，所述横向油孔(133)连通环形油腔(11)与活塞本体(1)内腔。

5.根据权利要求4所述的单油腔活塞，其特征在于：所述集油孔(31)设置在活塞本体(1)中心线A的侧部，所述横向油孔(133)的喷油路径与集油孔(31)位置对应。

6.根据权利要求4所述的单油腔活塞，其特征在于：所述横向油孔(133)由上向下倾斜布置，其靠近环形油腔(11)的孔口处于高位，横向油孔(133)的喷油路径对应至连杆(3)的小头和销轴(2)之间。

7.根据权利要求6所述的单油腔活塞，其特征在于：所述连杆(3)的小头与销轴(2)的套接位侧部开设有与横向油孔(133)的喷油路径位置对应的集油槽(32)。

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