CN103982318B - 内燃机的活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机的活塞，具有活塞上部（10）和活塞下部（11）；具有活塞销栓（12），该活塞销栓支承在该活塞下部（11）中并且用于将该活塞连接到内燃机的连杆（13）上；具有构造在该活塞上部（10）与该活塞下部（11）之间的、尤其内部的、用于冷却油的第一冷却腔（15），该冷却油用于冷却该活塞，该第一冷却腔通过至少一个转引孔（17）与构造在该活塞上部（10）与该活塞下部（11）之间的、尤其外部的第二冷却腔连接；并且具有冷却油导引套管（19），该冷却油导引套管用于朝向该第一冷却腔（15）导引穿过该连杆（13）中的孔（18）进行导引的冷却油，其中该冷却油导引套管（19）构造为有缝隙的套管，其以第一导引面（22）弹簧弹性地压向该活塞下部（11）的支撑面（23）。

Description

内燃机的活塞

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的内燃机的活塞。

背景技术

由DE 35 18 721 C2已知一种内燃机的活塞，所述活塞包括活塞上部和活塞下部，它们优选相互旋拧在一起。在活塞下部支承有活塞销栓，其中所述活塞销栓用于将活塞连接到内燃机的连杆上。根据DE 35 18 721 C2的活塞是油冷却的，其中在活塞上部和活塞下部之间，一侧构造有用于冷却油的内部的冷却腔并且在另一侧构造有用于冷却油的外部的冷却腔，并且其中所述内部的冷却腔与所述外部的冷却腔通过至少一个转引孔连接。为了将冷却油导入到内部的冷却腔中，根据现有技术将用于冷却油的输送孔集成到连杆中，在此能够借助多部的冷却油导引套管将所述冷却油从连杆转引到内部的冷却腔中。根据DE35 18 721 C2，冷却油导引套管的颈状的第一部件不能移动地固定在活塞的活塞下部中。冷却油导引套管的漏斗状的可移动的部件与所述冷却油导引套管的颈状的位置固定的部件如此共同起作用，从而使得嵌合在冷却油导引套管的所述两个部件之间的弹簧元件在滑动接触中朝向连杆的连杆头以是其弹动的对方挤压连杆。将这种被弹簧加载的冷却油导引套管用于将冷却油从连杆中的孔转引到内部的冷却腔中具有缺点，因为这种冷却油导引套管的安装涉及到相对大的花费。这种单独的弹簧元件还会导致冷却油导引套管与连杆之间的大摩擦力。

发明内容

由此，本发明的任务在于，提出一种新型的内燃机活塞。该任务通过按权利要求1所述的活塞解决。根据本发明，所述冷却油导引套管构造为有缝隙的套管，其以第一导引面弹簧弹性地压向活塞下部的支撑面。

所述活塞的构造为有缝隙的套管的冷却油导引套管不仅是单部的而且还弹簧弹性地压向活塞下部，由此能够省去按照现有技术需要的单独的弹簧元件。据此，根据本发明的活塞在冷却油导引套管的区域内有更少数量的结构元件即可。因此能够省去用于将冷却油导引套管挤压到连杆上的单独的弹簧元件，此外还能够减小冷却油导引套管与连杆之间的摩擦力。

根据本发明的一种有利的改进方案，将所述冷却油导引套管的第一导引面和所述活塞下部的支撑面的轮廓设计为截锥状，其中所述冷却油导引套管的第一导引面弹簧弹性地压向所述活塞下部的支撑面，从而使得所述冷却油导引套管此外还以第二导引面弹簧弹性地压向所述连杆的连杆头的支撑面。这种设计方案具有以下优点，还将所述冷却油导引套管弹簧弹性地压向连杆的连杆头。由此能够确保所述冷却油导引套管与所述连杆之间的密封效果。

根据本发明的另一种有利的改进方案，所述冷却油导引套管在背离所述连杆的端部处具有凸起，所述凸起在拆卸了所述连杆的情况下将所述冷却油导引套管保持在所述活塞下部上。通过如此构造凸起能够省去单独的固定环。由此还能够减少活塞的结构组件的数量并且简化其安装。

根据本发明的另一种有利的改进方案，将所述活塞下部在邻接到所述活塞下部的支撑面并且据此邻接到所述冷却油导引套管处的轮廓设计为漏斗状，其中所述冷却油导引套管的第一导引面弹簧弹性地压向所述活塞下部的支撑面，从而将由所述冷却油导引套管导引的冷却油引导到第一冷却腔中。通过将活塞下部与所述冷却油导引套管相邻处的轮廓设计为漏斗状能够改善冷却油到第一冷却腔的转引。

附图说明

本发明的优选的改进方案由从属权利要求以及随后的说明给出。借助附图对本发明的实施例进行详细阐述，但本发明并不局限于所述实施例。在此：

图1示出了沿第一剖切方向剖切根据本发明的第一活塞的横截面；

图2示出了图1中的细节部分II；

图3示出了沿第二剖切方向剖切图1中的根据本发明的活塞的横截面；

图4示出了图1中的活塞的改进方案；

图5示出了沿第一剖切方向剖切根据本发明的第二活塞的横截面；

图6示出了沿第二剖切方向剖切根据本发明的第三活塞的横截面；

图7示出了图6中的细节部分VII。

附图标记说明

10 活塞上部

11 活塞下部

12 活塞销栓

13 连杆

14 连杆头

15 冷却腔

16 活塞凹腔

17 转引孔

18 孔

19 冷却油导引套管

20 冷却油流动

21 缝隙

22 导引面

23 支撑面

24 导引面

25 支撑面

26 端部

27 端部

28 凸起

29 颈状部段

30 冷却油导引套管。

具体实施方式

本发明涉及一种内燃机、尤其设计为柴油发动机或者燃气发动机或者柴油-燃气发动机的内燃机、如例如船用柴油内燃机的油冷却的活塞。这种活塞也被称为柱塞。

图1到3分别示出了沿不同的剖切方向剖切内燃机的根据本发明的第一活塞的横截面，其中所述活塞包括活塞上部10和活塞下部11。具有活塞凹腔16的活塞上部10和活塞下部11优选由轻金属、钢或者球墨铸铁制成。活塞上部10和活塞下部11相互支撑在彼此上并且优选通过设计为膨胀螺丝的固定器具相互固定。

在活塞下部11的孔中支承有活塞销栓12，其中所述活塞销栓12用于将活塞连接到内燃机的连杆13上。在图2中示出所述连杆13的所谓的连杆头14。

在活塞上部10和活塞下部11之间，一侧构造有内部的第一冷却腔15并且在另一侧构造有在该示图中未示出的、外部的、用于冷却油的第二冷却腔，其中所述内部的冷却腔15与根据图2的外部的冷却腔通过转引孔17连接。

用于冷却活塞的冷却油能够通过孔18输送给所述活塞，所述孔18穿过连杆13和连杆头14延伸。冷却油导引套管19与所述连杆13或者说所述连杆13的连杆头14共同起作用。冷却油的流动通过箭头20显示。

根据本发明的活塞10的冷却油导引套管19就本发明而言构造为有缝隙的套管。所述冷却油导引套管19的缝隙21沿活塞或者说冷却油导引套管19的轴向延伸。

在拆卸状态中，冷却油导引套管19具有外直径，该外直径大于活塞下部11中的凹部的内直径，将所述冷却油导引套管19插入到所述凹部中。为了将所述冷却油导引套管19插入到所述活塞下部11 的凹部中，要据此对冷却油导引套管19在减小缝隙21的所谓的开口宽度的情况下进行压紧，其中在将冷却油导引套管19插入到活塞下部11中之后将冷却油导引套管19的第一导引面22弹簧弹性地压向活塞下部11相对应的支撑面23。

冷却油导引套管19据此一体地或者说单部地构造并且在无需单独的弹簧元件的情况下安装在活塞下部11中。

根据本发明的一种优选的改进方案，将冷却油导引套管19的第一导引面22和活塞下部11的支撑面23的轮廓设计为截锥状，其中所述冷却油导引套管19的第一导引面22弹簧弹性地压向所述活塞下部11的支撑面23。

冷却油导引套管19的第一导引面22以及活塞下部11相对应的支撑面23在此从冷却油导引套管19的面向连杆13的端部沿活塞或者说冷却油导引套管19的轴向看去朝向冷却油导引套管19的背离连杆13的端部27逐渐变细。

如已经实施的那样，在将冷却油导引套管19安装在活塞下部11中相应的凹部中之后，将所述冷却油导引套管19弹簧弹性地借助第一导引面22压向活塞下部的支撑面23。

在接下来安装连杆13时，则将冷却油导引套管19继续压紧，从而由于第一导引面22以及支撑面23的截锥状的轮廓使得冷却油导引套管19以第二导引面24弹簧弹性地压向连杆13的连杆头14的相应的支撑面25。由此阻止了将冷却油导引套管19从连杆13的连杆头14取下并且总是确保连杆13的连杆头14与冷却油导引套管19之间良好的密封。

如最好从图2的细节图能够获知的那样，冷却油导引套管19在背离连杆13的端部27处具有凸起28，所述凸起在将冷却油导引套管19插入到活塞下部11中时并且在拆卸了连杆13时将冷却油导引套管19保持在活塞下部11中。为此，凸起28在冷却油导引套管19的端部27处具有外直径，该外直径大于活塞下部11在其逐渐变细的端部的区域中的支撑面23的内直径。

在图1到3的实施例中，将活塞下部11邻接到活塞下部11的支撑面23并且进而邻接到冷却油导引套管19处的轮廓设计为漏斗状，其中冷却油导引套管19的第一导引面22弹簧弹性地压向所述活塞下部11的支撑面23。由此，能够将由冷却油导引套管19导引的冷却油以规定的方式导引到第一冷却腔15中。

在图1到3中的活塞的图4所示的改进方案中，将另一冷却油导引套管30插入到活塞下部11在其漏斗状轮廓的区域中的颈状的部段29中，借助所述冷却油导引套管30能够影响，由冷却油导引套管19和活塞下部11的漏斗状的部段导引的冷却油在什么位置进入到第一冷却腔15。由此能够限定地设定冷却油在第一冷却腔15中的流动。

图5示出根据本发明的活塞的变体，在所述变体中，将活塞下部11邻接到活塞下部11的支撑面23并且进而邻接到冷却油导引套管19的轮廓设计为柱状，其中有缝隙的冷却油导引套管19的第一导引面22弹簧弹性地压向所述活塞下部11的支撑面23。通过这样构造活塞下部11能够实现结构空间方面的优点。此外，制造这种活塞下部11更为简单。然而活塞下部11与冷却油导引套管19相邻部分的漏斗状轮廓设计就实施例1到4而言却具有以下缺点，即会减少冷却油从第一冷却腔15非期望地回流出来。

在图1到5的实施例中，将冷却油导引套管19的第一导引面22的轮廓相应地设计为截锥状，冷却油导引套管19以所述第一导引面22弹簧弹性地压向活塞下部相对应的支撑面23。与此相对，图6和7示出活塞的一种实施例，其中将冷却油导引套管19的第一导引面22以及活塞下部11的相对应的支撑面23的轮廓分别设计为柱状。在该实施例中还将插入到活塞下部11中的冷却油导引套管19弹簧弹性地压向活塞下部11的支撑面23，其中在冷却油导引套管19的背离活塞杆13的端部27处的凸起28在拆卸了连杆14时将冷却油导引套管19保持在活塞下部11上。当如在图6和7的实施例中那样将冷却油导引套管19的第一导引面22和活塞下部11相对应的支撑面23的轮廓设计为柱状时，则在安装连杆14的情况下不再更强烈地压缩冷却油导引套管19，从而使得冷却油导引套管19不弹簧弹性地以其导引面24压向连杆13的连杆头14的相对应的支撑面25。尽管如此在这种情况下仍然确保了冷却油导引套管19与连杆13之间充分的密封效果，因为冷却油导引套管19以其导引面24紧贴在连杆13相对应的支撑面25上。

由于使用了有缝隙的冷却油导引套管19，所述冷却油导引套管至少以第一导引面22弹簧弹性地压向活塞下部11相对应的支撑面23，因此能够显著简化带有冷却油的活塞的构造和安装。需要更少数量的结构组件从而需要更少数量的安装步骤。此外能够减小冷却油导引套管19与连杆13的连杆头14之间的摩擦。由此能够提高构件的使用寿命。

本发明尤其应用在所有领域中的大型发动机如柴油发动机或者燃气发动机或者柴油-燃气发动机的活塞中，其外直径处于100mm到600mm的范围内。在冷却油导引套管19的区域内连杆13的连杆头14与活塞下部11之间的间距为0.5mm到10mm之间。冷却油导引套管19覆盖了该间距并且确保了用于连杆13的连杆头14的良好的密封。

Claims (10)

1.内燃机的活塞，具有活塞上部（10）和活塞下部（11）；具有活塞销栓（12），所述活塞销栓支承在所述活塞下部（11）中并且用于将所述活塞连接到内燃机的连杆（13）上；具有构造在所述活塞上部（10）与所述活塞下部（11）之间的用于冷却油的第一冷却腔（15），所述冷却油用于冷却所述活塞，所述第一冷却腔通过至少一个转引孔（17）与构造在所述活塞上部（10）与所述活塞下部（11）之间的第二冷却腔连接；并且具有冷却油导引套管（19），所述冷却油导引套管用于朝向所述第一冷却腔（15）导引穿过所述连杆（13）中的孔（18）进行导引的冷却油，其特征在于，所述冷却油导引套管（19）构造为有缝隙的套管，其以第一导引面（22）弹簧弹性地压向所述活塞下部（11）的支撑面（23），其中，所述冷却油导引套管（19）在背离所述连杆（13）的端部（27）处具有凸起（28），所述凸起在拆卸了所述连杆（13）的情况下将所述冷却油导引套管（19）保持在所述活塞下部（11）上。

2.按权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冷却油导引套管（19）中的缝隙（21）沿所述活塞或者所述冷却油导引套管（19）的轴向延伸。

3.按权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，将所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）和所述活塞下部（11）的支撑面（23）的轮廓设计为截锥状，其中所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）弹簧弹性地压向所述活塞下部（11）的支撑面（23），从而使得所述冷却油导引套管（19）此外还以第二导引面（24）弹簧弹性地压向所述连杆（13）的连杆头（14）的支撑面（25）。

4.按权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）和所述活塞下部（11）的支撑面（23）从面向所述连杆（13）的端部（26）沿所述活塞或者所述冷却油导引套管（19）的轴向朝向背离所述连杆（13）的端部（27）逐渐变细。

5.按权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，将所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）和所述活塞下部（11）的支撑面（23）的轮廓设计为柱状，其中所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）弹簧弹性地压向所述活塞下部（11）的支撑面（23）。

6.按权利要求1所述的活塞，其特征在于，将所述活塞下部（11）在邻接到所述活塞下部（11）的支撑面（23）并且据此邻接到所述冷却油导引套管（19）处的轮廓设计为漏斗状，其中所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）弹簧弹性地压向所述活塞下部（11）的支撑面（23）。

7.按权利要求6所述的活塞，其特征在于，将另一冷却油导引套管（30）插入到所述活塞下部（11）的漏斗颈状的部段（29）中。

8.按权利要求1所述的活塞，其特征在于，将所述活塞下部（11）在邻接到所述活塞下部（11）的支撑面（23）并且据此邻接到所述冷却油导引套管（19）处的轮廓设计为柱状，其中所述冷却油导引套管（19）的第一导引面（22）弹簧弹性地压向所述活塞下部（11）的支撑面（23）。

9.按权利要求3所述的活塞，其特征在于，所述活塞具有100mm到600mm之间的外直径，其中在所述冷却油导引套管（19）的区域内所述连杆（13）的连杆头（14）与所述活塞下部（11）之间的间距为0.5mm到10mm。

10.按权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述第一冷却腔（15）是内部的冷却腔，并且所述第二冷却腔是外部的冷却腔。