CN103423015A - 一种内燃机及其活塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的顶部设置有用于避让排气门的排气门避阀坑。本发明实施例还提供了一种内燃机，包括气缸和设置于气缸内的活塞，所述活塞为上述的活塞。本发明提供的内燃机及其活塞，当发动机缸内制动时，强制打开排气门排出缸内压缩气，活塞仍处于上行状态，由于活塞本体顶部设置有排气门避阀坑，使排气门和活塞相互不发生干涉，有效的避免了排气门与活塞发生“撞顶现象”。

Description

一种内燃机及其活塞

技术领域

本发明涉及内燃机设备技术领域，特别涉及一种内燃机及其活塞。

背景技术

活塞是在往复活塞式内燃机、压缩机和泵等机械装置内沿其缸体轴线往复运动的机械零件。活塞有圆盘形、圆柱形和圆筒形3种形式。内燃机包括柴油机和汽油机，其内部活塞在高温高压燃气的推动下做功。

活塞是活塞式内燃机中工作最严酷的零件，随着发动机强化程度的日益提高，活塞和气缸盖的余隙也趋于变小，为保证气缸内空气的品质，尽可能多的排出废气，目前的发动机一般都存在气门重叠，在进气门提前打开的过程中，有可能出现进气门和活塞的干涉情况，导致进气门折断，也就是进气门与活塞的“撞顶现象”，为避免该情况出现，目前，大多数发动机的活塞顶上都相应设计了进气门坑。

在内燃机应用过程中，经常出现发动机缸内制动的情况，由于需要强制打开排气门，使缸内压缩气在不燃烧的情况下直接排出，而此时活塞仍处于上行状态，同样会发生排气门和活塞的干涉，导致排气门受损弯曲甚至折断，发生排气门与活塞的“撞顶现象”。

因此，如何避免排气门与活塞发生“撞顶现象”，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种活塞，该活塞不易与排气门发生“撞顶现象”。本发明还提供了一种具有上述活塞的内燃机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的顶部设置有用于避让排气门的排气门避阀坑。

优选地，所述活塞本体上设置有用于冷却所述活塞本体的内冷油道。

优选地，所述内冷油道包括环向设置于所述活塞本体上的环形油道和分别与所述环形油道连通的进油油道和出油油道。

优选地，还包括连通所述内冷油道与所述活塞的连杆腔的辅助油道。

优选地，所述辅助油道的一端连接于所述环形油道上。

优选地，所述辅助油道与所述连杆腔的顶部连通。

优选地，所述活塞本体的顶部直径小于底部直径。

优选地，所述活塞本体的顶部设置有用于避让进气门的进气门避阀坑。

优选地，所述活塞本体为铝合金活塞本体。

一种内燃机，包括气缸和设置于所述气缸内的活塞，所述活塞为上述方案任一项所述的活塞。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的内燃机及其活塞，当发动机缸内制动时，强制打开排气门排出缸内压缩气，活塞仍处于上行状态，由于活塞本体顶部设置有排气门避阀坑，使排气门和活塞相互不发生干涉，有效的避免了排气门与活塞发生“撞顶现象”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的活塞的俯视图；

图2为本发明实施例提供的活塞的内冷油道示意图；

图3为本发明实施例提供的活塞的辅助油道示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种内燃机及其活塞，以避免排气门与活塞的“撞顶现象”。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的活塞的俯视图。

本发明实施例提供了一种活塞，包括活塞本体，活塞本体的顶部设置有用于避让排气门的排气门避阀坑1。

本发明提供的活塞，当发动机缸内制动时，强制打开气缸的排气门排出缸内压缩气，活塞仍处于上行状态，由于活塞本体顶部设置有排气门避阀坑1，使排气门和活塞相互不发生干涉，有效的避免了排气门与活塞的“撞顶现象”的发生。

请参考图2，图2为本发明实施例提供的活塞的内冷油道示意图。

为了冷却活塞，降低其在运行时产生的高温，本发明实施例提供的活塞中，活塞本体上设置有用于冷却活塞本体的内冷油道2。

如图2所示，本发明实施例采用的内冷油道2包括环向设置于活塞本体上的环形油道21和分别与所述环形油道21连通的进油油道22和出油油道23。考虑到活塞在运行过程中，活塞本体的顶部温度高于底部温度，所以环形油道21设置于靠近活塞本体的顶部的位置。活塞在运行过程中，冷却油进入进油油道22后到达环形油道21，对活塞本体进行冷却，带走活塞的热量，再通过出油油道23流入油底壳，达到吸收环形油道21附近热量的作用，进而降低活塞本体的温度。

如图3所示，还包括连通内冷油道2与活塞本体的活塞腔的辅助油道3，有效的加速了内冷油道的回油。

上述方案中说到的连杆腔指的是活塞底部用于容纳连杆并与其连接的空腔，该连杆腔与油底壳连通。将连杆放入活塞的连杆腔内，活塞上用于安装活塞销的销孔贯穿连杆腔，通过将活塞销穿过连杆的连杆小头上的销孔和活塞上的销孔，实现连杆和活塞的相连，连杆小头靠近连杆腔的顶部。

本发明优选辅助油道3连接于环形油道21上。通过辅助油道3与环形油道21连通，进一步提高了回油效果。

也可以将辅助油道3与进油油道22连通，以提高经辅助油道3流入连杆腔的油量。

在本发明实施例提供的活塞中，辅助油道3的轴线与活塞本体的轴线成夹角设置，即将辅助油道3与环形油道21斜向设计。由于活塞在往复运动过程中冷却油通过与环形油道21竖直设置的进油油道22流入，并通过与其竖直设置的出油油道23流出，通过将辅助油道3与环形油道21斜向设计，确保了油液以不同角度流出环形油道21，加速了冷却油的回油，提高了其内部流动性，进而加速了热量的流出。

如图3所示，辅助油道3连接于连杆腔的顶部。由于活塞与连杆一起运动的过程中，相互摩擦作用产生一定热量，使得连杆小头的销孔与活塞销之间的衬套的温度偏高，使得衬套的磨损程度较高。为了降低这一温度，辅助油道3与连杆腔的顶部连通，从而在对活塞本体冷却的同时，也可以对连杆小头与活塞销接触位置进行辅助散热，从而有效改善了连杆顶部与活塞销的工作环境，进而改善衬套的工作环境，降低其磨损程度。

在活塞往复运动过程中，会受热膨胀，考虑到活塞的顶部温度较高，所以将活塞本体顶部直径小于底部直径。

考虑到活塞销孔处材料堆积，受热后变形量较大，为了进一步适应活塞的受热变形量，以保证合适的配缸间隙，可以把活塞本体的径向截面设计成椭圆形，沿活塞上的活塞销孔的轴线方向略短，径向方向略长。

活塞本体的顶部设置有用于避让进气门的进气门避阀坑4。为了避免进气门的“撞顶现象”，可以在活塞本体顶部设计进气门避阀坑4。

由于进气门与排气门的开启度不同，需要避让排气门的空间较大。为了更好的适应活塞上同时设置有进气门避阀坑4与排气门避阀坑1，本实施例中的排气门避阀坑1深于进气门避阀坑4。

现有技术中，活塞一般采用钢材料，其重量大，影响其运动效果的同时增加了驱动其往复运动所需的燃料用量，使得应用该种活塞的内燃机工作效率较低。本发明实施例中的活塞本体优选为铝合金活塞本体。铝合金材料相对于钢材料较轻，更有利于驱动其运动，进而节省了燃料用量，提高了内燃机的工作效率。

本发明实施例还提供了一种内燃机，包括气缸和设置于气缸内的活塞，活塞为上述任一方案中的活塞。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种活塞，包括活塞本体，其特征在于，所述活塞本体的顶部设置有用于避让排气门的排气门避阀坑（1）。

2.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体上设置有用于冷却所述活塞本体的内冷油道（2）。

3.如权利要求2所述的活塞，其特征在于，所述内冷油道（2）包括环向设置于所述活塞本体上的环形油道（21）和分别与所述环形油道（21）连通的进油油道（22）和出油油道（23）。

4.如权利要求3所述的活塞，其特征在于，还包括连通所述内冷油道（2）与所述活塞的连杆腔的辅助油道（3）。

5.如权利要求4所述的活塞，其特征在于，所述辅助油道（3）连接于所述环形油道（21）上。

6.如权利要求5所述的活塞，其特征在于，所述辅助油道（3）与所述连杆腔的顶部连通。

7.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体的顶部直径小于底部直径。

8.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体的顶部设置有用于避让进气门的进气门避阀坑（4）。

9.如权利要求1-8任一项所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体为铝合金活塞本体。

10.一种内燃机，包括气缸和设置于所述气缸内的活塞，其特征在于，所述活塞为如权利要求1-9任一项所述的活塞。

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