CN106704020A - 内燃机活塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机活塞，包括活塞头部和活塞裙部，活塞头部内设有环形油腔，环形油腔于顶部区域设有用于提高冷却油充盈量的滞油腔。该活塞具有结构简单、冷却效果好的优点。

Description

内燃机活塞

技术领域

本发明主要涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种内燃机活塞。

背景技术

V型排列内燃机是高效、紧凑的动力引擎，其相邻气缸以一定夹角布置一起，与直列布局形式相比，V型内燃机缩短了机体的长度和高度，V型排列气缸对向布置，还可抵消一部分振动，使内燃机运转更为平顺，具有结构紧凑，功率密度大，运行平稳等显著特点。

为适应内燃机不断提升使用功率和排放升级的要求，内燃机活塞普遍采用内冷却油腔结构对活塞头部强制冷却，V型排列内燃机活塞部分采用单内冷却油腔结构活塞，对于大缸径及大功率内燃机活塞还采用双冷却油腔结构。

V型排列内燃机活塞在气缸内运行时，活塞的中心线与水平面不垂直，在特殊工作环境下受安装空间条件的限制，直列内燃机气缸的中心线与水平面也不垂直，以满足工作环境的要求。

当内燃机的气缸中心线与水平面不垂直，活塞及环形冷却油腔和盆形冷却油腔在气缸内呈倾斜状态，活塞工作时高压冷却油受水平方向和垂直方向力的作用更容易加速流向环形冷却油腔的底部，在活塞头部最上侧的那一段环形油腔冷却油更难以停留，这一段冷却油腔是活塞环形冷却油腔中冷却效用最为薄弱的位置，活塞在高负荷工作条件下此部位的活塞环槽易产生积炭等失效问题；同时，受进油压力的作用，冷却油难以均匀的流入到左右二侧的环形冷却油腔内，左右二侧环形冷却油腔进油量难以控制，而且活塞头部不同位置的冷却油腔因储油和进油情况差异冷却极不均衡，冷却效果差异也很大。

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、冷却效果好的内燃机活塞。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种内燃机活塞，包括活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部内设有环形油腔，所述环形油腔于顶部区域设有用于提高冷却油充盈量的滞油腔。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述活塞头部于环形油腔的顶部区域下部开设有沉油槽，所述顶部区域和沉油槽相通形成所述滞油腔。

所述环形油腔于顶部区域开设有第一排油孔，所述第一排油孔与活塞内腔连通。

所述活塞头部于环形油腔的顶部区域下部插设有两根单向进油管，两根所述单向进油管伸入至顶部区域，所述顶部区域与单向进油管围合形成所述滞油腔。

所述单向进油管的端面设有便于将冷却油送入滞油腔的导油斜面。

所述活塞头部还设有盆形油腔，所述环形油腔于顶部区域的内环开设有与盆形油腔连通的第二排油孔。

所述盆形油腔于靠近顶部区域处开设有第三排油孔，所述第三排油孔与活塞内腔连通的。

所述盆形油腔靠近活塞内腔的面设为平直面。

所述环形油腔于底部区域开设有第四排油孔，所述第四排油孔与活塞内腔连通。

所述环形油腔内设有多个呈上下相对设置的隔油板，上下隔油板之间设有过油间隙，各所述隔油板将环形油腔分隔为顶部分油区、侧部振荡冷却区和底部排油区，所述滞油腔设于顶部分油区内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的内燃机活塞，包括活塞头部和活塞裙部，活塞头部内设有环形油腔，环形油腔于顶部区域设有用于提高冷却油充盈量的滞油腔。本发明的内燃机活塞，滞油腔使得冷却油进入顶部分油区后先在顶部分油区充盈，再向侧部振荡冷却区进行分油，提高了顶部分油区冷却油的充盈量，大大提高了对活塞头部顶侧的冷却效果，防止活塞头部顶侧环槽因过热产生积炭。

附图说明

图1是本发明实施例1的主剖视结构示意图。

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中环形油腔的展开结构示意图。

图4是本发明实施例2的主剖视结构示意图。

图5是本发明实施例2的仰视结构示意图。

图6是本发明实施例2中环形油腔的展开结构示意图。

图7是本发明实施例2中环形油腔型芯的结构示意图。

图8是本发明实施例2中环形油腔型芯的展开结构示意图。

图9是本发明实施例3的主剖视结构示意图。

图10是本发明实施例3的仰视结构示意图。

图11是本发明实施例3中环形油腔的展开结构示意图。

图12是本发明实施例3中环形油腔型芯的结构示意图。

图13是本发明实施例3中环形油腔型芯的展开结构示意图。

图14是本发明实施例4的主剖视结构示意图。

图15是本发明实施例4的俯视结构示意图。

图16是本发明实施例4中环形油腔的结构示意图。

图17是本发明实施例4中单向进油管的结构示意图。

图18是本发明实施例5的主剖视结构示意图。

图19是本发明实施例5的俯视结构示意图。

图20是本发明实施例5中环形油腔的结构示意图。

图中各标号表示：

1、活塞头部；11、环形油腔；111、顶部分油区；112、侧部振荡冷却区；113、底部排油区；114、滞油腔；115、沉油槽；116、第一排油孔；117、第二排油孔；118、第四排油孔；12、盆形油腔；121、第三排油孔；122、平直面；2、活塞裙部；3、隔油板；4、单向进油管；41、导油斜面。

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3示出了本发明内燃机活塞的第一种实施例，该内燃机活塞包括活塞头部1和活塞裙部2，活塞头部1内设有环形油腔11，环形油腔11于顶部区域设有用于提高冷却油充盈量的滞油腔114。本发明的内燃机活塞，滞油腔114使得冷却油进入顶部分油区111后先在顶部分油区111充盈，再向侧部振荡冷却区112进行分油，提高了顶部分油区111冷却油的充盈量，大大提高了对活塞头部1顶侧的冷却效果，可防止在活塞头部1顶侧环槽因过热产生的积炭。

本实施例中，环形油腔11于顶部区域开设有第一排油孔116，第一排油孔116与活塞内腔连通。该结构的活塞为单油腔活塞，该第一排油孔116利于冷却油从顶部分油区111流入活塞内腔，并对连杆小头进行冷却润滑，提高了连杆小头与活塞销的润滑效果。

本实施例中，环形油腔11于底部区域开设有第四排油孔118，第四排油孔118与活塞内腔连通。该结构中，环形油腔11内的冷却油从侧部振荡冷却区112进入底部排油区113后由第四排油孔118进入活塞内腔。

本实施例中，活塞头部1于环形油腔11的顶部区域下部插设有两根单向进油管4，两根单向进油管4伸入至顶部区域，顶部区域与单向进油管4围合形成滞油腔114。该结构中，两根单向进油管4使得顶部区域两侧的过油间隙减小，有效果控制了冷却油向两侧分流的流量，提高了冷却油的充盈量，两根单向进油管4形成双进油方式，利于顶部滞油腔114冷却油的充盈，也利于冷却油进行二次分配及流量均衡；并且，单向进油管4可防止冷却油回流逃逸，保证了进油效率。

本实施例中，单向进油管4的端面设有便于将冷却油送入滞油腔114的导油斜面41。该导油斜面41利于将冷却油送入滞油腔114，促进了顶部滞油腔114冷却油的聚集，同时也可防止润滑油的逃逸。

实施例 2 ：

图4至图8示出了本发明内燃机活塞的第二种实施例，该内燃机活塞与实施例1基本相同，区别仅在于：环形油腔11内设有多个呈上下相对设置的隔油板3，上下隔油板3之间设有过油间隙，各隔油板3将环形油腔11分隔为顶部分油区111、侧部振荡冷却区112和底部排油区113，滞油腔114设于顶部分油区111内。本发明的内燃机活塞，通过多个上下相对设置的隔油板3将环形油腔11分隔为顶部分油区111、侧部振荡冷却区112和底部排油区113，可延长冷却油在环形油腔11的停留时间，增强活塞头部1的振荡冷却效果，分区振荡冷却提高了环形油腔11的均衡冷却；而滞油腔114使得冷却油进入顶部分油区111后先在顶部分油区111充盈，再向侧部振荡冷却区112进行分油，提高了顶部分油区111冷却油的充盈量，大大提高了对活塞头部1顶侧的冷却效果，可防止在活塞头部1顶侧环槽因过热产生的积炭。

本实施例中，活塞头部1于顶部分油区111内两侧的下部插设有两根单向进油管4，两根单向进油管4伸入至顶部分油区111部分的高度大于下部隔油板3的高度，顶部分油区111与单向进油管4围合形成滞油腔114。该结构中，两根单向进油管4使得顶部分油区111两侧的过油间隙减小，有效果控制了冷却油向两侧分流的流量，提高了冷却油的充盈量，两根单向进油管4形成双进油方式，利于顶部滞油腔114冷却油的充盈，也利于冷却油进行二次分配及流量均衡；并且，单向进油管4可防止冷却油回流逃逸，保证了进油效率。

实施例 3 ：

图9至图13示出了本发明内燃机活塞的第三种实施例，该内燃机活塞与实施例2基本相同，区别仅在于：活塞头部1于顶部分油区111的下部开设有沉油槽115，顶部分油区111和沉油槽115相通形成滞油腔114。该沉油槽115使得顶部分油区111向下延伸拓展了容积，从而形成滞油腔114，在活塞的排油行程，冷却油从顶部分油区111先流入沉油槽115，减少冷却油从进油孔4逆向逃逸，提高冷却油在滞油腔114的充盈量，同样提高了冷却油在顶部分油区111的充盈量。

实施例 4 ：

图14至图17示出了本发明内燃机活塞的第四种实施例，该内燃机活塞与实施例2基本相同，区别仅在于：活塞头部1还设有盆形油腔12，环形油腔11于顶部分油区111的内环开设有与盆形油腔12连通的第二排油孔117。该结构的活塞为双油腔活塞，活塞头部1直接采用焊接连接，该第二排油孔117使得冷却油可从顶部分油区111直接进入盆形油腔12，冷却油从盆形油腔12顶部下落，进一步提高了活塞头部1顶侧的冷却效果。

本实施例中，盆形油腔12于靠近顶部分油区111处开设有第三排油孔121，第三排油孔121与活塞内腔连通的。该第三排油孔121与第四排油孔118形成了分置式排油方式，环形油腔11和盆形油腔12的冷却油能分类排出，环形油腔11和盆形油腔12排出的冷却油不会产生不干扰，确保了冷却效果。

本实施例中，盆形油腔12靠近活塞内腔的面设为平直面122。平直面122结构的盆形油腔12利于冷却油冲击盆形油腔12的顶端，消除传统中间凸起结构盆形冷却油腔对冷却油的流动阻碍和干涉，利于盆形油腔12下部的冷却油对燃烧室底部的全面冷却。

实施例 5 ：

图18至图20示出了本发明内燃机活塞的第五种实施例，该内燃机活塞与实施例4基本相同，区别仅在于：活塞头部1采用螺栓连接，其结构简单实用。

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 (10)

1.一种内燃机活塞，包括活塞头部（1）和活塞裙部（2），所述活塞头部（1）内设有环形油腔（11），其特征在于：所述环形油腔（11）于顶部区域设有用于提高冷却油充盈量的滞油腔（114）。

2.根据权利要求1所述的内燃机活塞，其特征在于：所述活塞头部（1）于环形油腔（11）的顶部区域下部开设有沉油槽（115），所述顶部区域和沉油槽（115）相通形成所述滞油腔（114）。

3.根据权利要求2所述的内燃机活塞，其特征在于：所述环形油腔（11）于顶部区域开设有第一排油孔（116），所述第一排油孔（116）与活塞内腔连通。

4.根据权利要求1所述的内燃机活塞，其特征在于：所述活塞头部（1）于环形油腔（11）的顶部区域下部插设有两根单向进油管（4），两根所述单向进油管（4）伸入至顶部区域，所述顶部区域与单向进油管（4）围合形成所述滞油腔（114）。

5.根据权利要求4所述的内燃机活塞，其特征在于：所述单向进油管（4）的端面设有便于将冷却油送入滞油腔（114）的导油斜面（41）。

6.根据权利要求5所述的内燃机活塞，其特征在于：所述活塞头部（1）还设有盆形油腔（12），所述环形油腔（11）于顶部区域的内环开设有与盆形油腔（12）连通的第二排油孔（117）。

7.根据权利要求6所述的内燃机活塞，其特征在于：所述盆形油腔（12）于靠近顶部区域处开设有第三排油孔（121），所述第三排油孔（121）与活塞内腔连通的。

8.根据权利要求7所述的内燃机活塞，其特征在于：所述盆形油腔（12）靠近活塞内腔的面设为平直面（122）。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的内燃机活塞，其特征在于：所述环形油腔（11）于底部区域开设有第四排油孔（118），所述第四排油孔（118）与活塞内腔连通。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的内燃机活塞，其特征在于：所述环形油腔（11）内设有多个呈上下相对设置的隔油板（3），上下隔油板（3）之间设有过油间隙，各所述隔油板（3）将环形油腔（11）分隔为顶部分油区（111）、侧部振荡冷却区（112）和底部排油区（113），所述滞油腔（114）设于顶部分油区（111）内。