CN204961098U - 一种活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种活塞，包括活塞头部和与活塞头部连接的活塞裙部；所述活塞头部上具有活塞环槽；所述活塞裙部表面设置有储油凹槽。在活塞裙部表面设置储油凹槽，储油凹槽可存储部分润滑油并提高活塞裙部的润滑效果、降低与缸套壁的接触面积，进而降低摩擦损耗功，提高有效功率，在爆燃压力进一步提高情况下，减少了摩擦面积进一步减少摩擦损耗，进一步提高发动机的有效功率。

Description

一种活塞

技术领域

本实用新型涉及发动机部件技术领域，特别涉及一种活塞。

背景技术

活塞是在气缸体中做往复运动、实现燃烧热能转换为转动机械能的重要机件。其主要由活塞顶部、活塞头部和活塞裙部组成，其中活塞顶部与发动机缸套壁形成燃油燃烧膨胀的燃烧室，活塞头部与活塞环配合形成密封并将活塞头部热量传导至缸套壁；活塞裙部为活塞在气缸内往复运动导向并承受侧压力。在活塞往复运动过程中，润滑油被甩到了缸套壁上，并被活塞头部上的活塞油环刮下，起到了润滑和一定的降温作用。为满足活塞在往复运行过程中的润滑导向以及承受侧压力，活塞裙部均制作成了平整光滑的圆柱面。在气缸爆燃压力不高、活塞整体温度不高的情况下，这种裙部设计能够满足使用要求，通过润滑油的快速润滑降低活塞与缸套的摩擦；但是随着尾气排放要求的提高和发动机燃油效率要求的进一步提高，气缸内爆燃压力需要进一部增大，特别针对一些增压发动机，采用了平整光滑的圆柱面使得活塞裙部与缸套壁的摩擦面积大，使得发动机的摩擦损耗功率增大，降低了发动机的有效功率。

实用新型内容

为解决现有发动机进一步提高气缸爆燃压力情况下减少活塞裙部与缸套壁的摩擦面积，降低发动机的摩擦损耗功率，从而提高发动机的有效功率，本实用新型提供一种新的活塞。

本实用新型提供一种活塞，包括活塞头部和与活塞头部连接的活塞裙部；所述活塞头部上具有活塞环槽；所述活塞裙部表面设置有储油凹槽；所述储油凹槽平行于所述活塞环槽；所述储油凹槽为平滑过渡的曲线凹槽；具有多个所述储油凹槽；多个所述储油凹槽沿所述活塞的轴向上形成平滑过渡的正弦波结构。

在活塞裙部表面设置储油凹槽，储油凹槽可存储部分润滑油并提高活塞裙部的润滑效果、降低与缸套壁的接触面积，进而降低摩擦损耗功，提高有效功率，在爆燃压力进一步提高情况下，减少了摩擦面积进一步减少摩擦损耗，进一步提高发动机的有效功率。

可选的，所述正弦波结构的波长s≥3.00mm；所述储油凹槽的最大深度t≥0.50mm。

设置成平行于活塞环槽的储油凹槽，活塞裙部贴合缸套壁时润滑油被挤压至反侧，可通过这一挤压过程减少活塞和缸套壁的冲击；设置多个储油凹槽并设置成曲线结构，可在活塞在缸套壁切换时从靠近活塞头部区域依次挤压润滑油而将润滑油挤压排除，防止对油环造成过大压力而使得油环脱离活塞环槽。

可选的，所述活塞裙部的端部具有倒角。

可选的，所述活塞裙部的截面呈椭圆鼓形。

可选的，所述活塞裙部最大外圆点在波峰上。

附图说明

图1为本实用新型实施例活塞的截面示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例活塞的截面示意图，从图中可看出本实施例中活塞具有活塞顶部1、活塞头部2和活塞裙部4。其中活塞顶部1和发动机缸套壁形成了封闭的活塞燃烧室，承受周期性燃油空气混合气体爆燃产生的巨大推力和高温能量并传递至活塞头部2。本实施例中活塞顶部1采用了凹顶设置，可以改善燃油混合气体形成和混合气体的燃烧；在其他实施例中也可其他类型的顶部结构，如平顶、凸顶等；此外，为减轻顶部热负荷，活塞顶部1可喷镀陶瓷，起到更好的耐高温、耐腐蚀和减少吸热的作用。活塞头部上具有沿轴向设置的活塞环槽3，活塞环槽3分为气环槽和油环槽，气环和油环安装在活塞上后分别和缸套壁形成密封，气环主要作用是阻碍高温燃气进入到曲轴箱，油环主要起到刮油作用，阻碍润滑油进入到燃烧室内而使得发动机烧润滑油。同时，气环、油环还具有导热作用，将活塞顶部1热量传导至缸套壁上，通过缸套壁上的水冷通道冷却热吸收带出，防止活塞的高温变形。

在活塞头部的下侧为活塞裙部4，活塞裙部4起到了导向和承受侧压力的作用，此外活塞裙部4上还开设了活塞销座6安装活塞销，通过活塞销和活塞连杆将燃烧室气体爆燃产生的机械能转移至曲轴上，带动曲轴转动。本实施例中的活塞裙部4表面与缸套壁配合的部分还设置了储油凹槽5。由于活塞和气缸壁配合过程中需要通过润滑油润滑减少摩擦并导出活塞热量，设置储油凹槽5后，可保证因爆燃压力的增加产生的活塞上的更多热量存储在储油凹槽5中的足量润滑油吸收带出至油底壳排除，进而保持活塞温度、润滑油特性满足正常工作要求，减少了因润滑失效造成拉缸失效等问题。此外，还可从结构本身想到，设置储油凹槽5还可增加活塞裙部4的散热面积，进而提高散热效果；另外设置储油凹槽5减少了活塞和缸套壁的机械摩擦面积，也就减少了功率消耗，增加了有效功率。

可选的，在本实施例中，储油凹槽5平行于活塞环槽3设置，也就是储油凹槽5垂直于活塞整体的轴向设置。当然，可以想到，储油凹槽5采用其他方向设置也可起到储油作用，在其他实施例中也可设置成其他类型。但应当想到，储油凹槽5设置不能破坏活塞的动平衡特性、造成运动过程中的敲缸等问题。

从图1中可看出，本实施例中的储油凹槽5为平滑过渡的曲线凹槽，其沿活塞轴向方向的内凹曲线可设置成各种具有光滑特性的曲线。优选的，本实施例中将曲线设置为正弦波结构。当然，在其他实施例中也可将凹槽设置成其他类型的截面形状，诸如矩形等形状。

在本实施例中的活塞裙部4具有多个曲线型的储油凹槽5，多个储油凹槽5在活塞的轴向方向上形成了平滑过渡的正弦波结构，波浪型结构的波峰为活塞裙部4的外圆尺寸，且各个储油凹槽5与波浪型结构的波峰间平滑过渡。波浪型结构的波峰处尺寸可保证正常工作时活塞裙部4抵靠在缸套壁上，起到导向作用和承受压力作用。当然可以想到，为实现相应的导向和承受压力作用，波峰处应保证具有一定的宽度，防止应力集中造成活塞或缸套壁损坏。

可选的，本实施例中正选波结构的波长s≥3.00mm，储油凹槽5的最大深度t≥0.50mm。其中波长指波浪型结构中一个储油凹槽的周期长度。经过实际检验，设置这一波长长度的波浪型结构可实现不同储油凹槽5之间润滑油的导通，设置储油凹槽5最大深度大于等于0.50mm能够保证足够量的润滑油存储在凹槽内，起到润滑、吸热降温作用。当然，在其他类型的尺寸结构中，也可采用类似的尺寸结构，如设置成矩形的储油凹槽5的宽度w≥1.50mm、深度t≥0.50mm相邻储油凹槽5的间距h≥1.50mm。当然，以上尺寸应当考虑实际活塞裙部4的尺寸、并保证不影响活塞裙部4的导向作用和机械性能。如活塞尺寸较小，也可相应地改小尺寸。

本实施例中，在活塞裙部4的端部设置倒角，整个活塞裙部4均设置储油凹槽5。通过设置倒角可将位于端部靠近油环槽和活塞下部的储油凹槽5端部的尖点切削下去，防止活塞和缸套壁切换碰撞时造成损坏或刮伤。

因活塞裙部4设置活塞销座6，在高温高压作用下活塞在活塞销轴向方向被加压而变形、直径量变大；为克服这一变形对整个结构的影响，本实施例中活塞裙部4截面涉及为椭圆形，活塞销座6方向为椭圆的短轴方向。此外，由于活塞销座6两侧并没有起到导向作用，实际很多活塞裙部4的活塞销座6两侧均为内凹结构或切削平面，可较为方便的储存通过润滑油，因此在这样的位置可不设置储油凹槽5。则可以看出本实施例中的储油凹槽5可能并不是环形凹槽，而是呈两端开口的部分弧形凹槽，弧形端部可用于排除润滑油。

以上本实用新型实施例中的活塞进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，在不脱离本实用新型原理的情况下，还可对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种活塞，包括活塞头部(2)和与活塞头部(2)连接的活塞裙部(4)；所述活塞头部上具有活塞环槽(3)；其特征在于：所述活塞裙部(4)表面设置有储油凹槽(5)；

所述储油凹槽(5)平行于所述活塞环槽(3)；

所述储油凹槽(5)为平滑过渡的曲线凹槽；

具有多个所述储油凹槽(5)；多个所述储油凹槽(5)沿所述活塞的轴向上形成平滑过渡的正弦波结构。

2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于：所述正弦波结构的波长s≥3.00mm；所述储油凹槽(5)的最大深度t≥0.50mm。

3.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于：所述活塞裙部(4)的端部具有倒角。

4.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于：所述活塞裙部(4)为截面呈椭圆鼓形。

5.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于：所述活塞裙部(4)的最大外圆点在波峰上。