CN106762080A - 内燃机活塞冷却喷嘴结构 - Google Patents

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李健
房盖
孙兰娟
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08—Cooling of piston exterior only, e.g. by jets

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Abstract

本发明公开了一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，包括喷嘴本体，该本体的内部形成为一上下贯通的空腔，所述空腔设置为一阶梯孔；所述空腔内从上自下依次设置有限位块、两根弹簧与柱塞；弹簧的上端与所述限位块固定连接，下端连接所述柱塞；本体的两侧分别设有一连通空腔的喷管a和喷管b，所述喷管b的高度高于所述喷管a的高度。本发明与现有技术不同的是，喷嘴本体侧部连接有两根喷管，喷管a和喷管b，并与所述贯穿空腔连通，相对于仅有一个喷管的活塞冷却喷嘴来说，在低转速时，喷嘴可以提前开启，介入活塞冷却，在高转速时，喷嘴流量增加，增大活塞冷却，极大地改善了活塞的冷却效果。

Description

内燃机活塞冷却喷嘴结构
技术领域
本发明具体涉及一种内燃机活塞冷却喷嘴结构。
背景技术.
近年来，随着对发动机性能的不断挂挖掘，活塞组件的热负荷随之提升。为避免发动机活塞组件因高温失效，越来越多的内燃机采用活塞冷却喷嘴，通过活塞冷却喷嘴向活塞内腔喷射冷却油，达到冷却活塞、润滑活塞销的目的。
众所周知，对于使用普通机油泵和活塞冷却喷嘴的发动机来说，随着发动机转速的升高，主油道的压力和活塞组件的机械负荷与热负荷也随之增加，这就要求活塞冷却喷嘴要尽可能的覆盖发动机整个转速范围，并且要求在低速时，少量喷油，以保证其他运动摩擦副的润滑，在高速时，大量喷油，以保证活塞的充分冷却。
现有活塞冷却喷嘴由于结构限制，喷嘴喷管末端管口直径一定，在喷嘴开启后，喷嘴喷射流量变化小，不能完全贴合实际需要。
发明内容
本发明目的在于提供一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，在满足内燃机各运动摩擦副的油道压力前提下，使其喷油量尽可能满足发动机各转速下的活塞冷却需求。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
在其中一个方案中，一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，包括喷嘴本体，该本体的内部形成为一上下贯通的空腔，所述空腔设置为一阶梯孔；所述空腔内从上自下依次设置有一限位块、一弹簧与一柱塞；所述弹簧的上端与所述限位块固定连接，下端连接所述柱塞；所述弹簧为压缩状态并使所述柱塞下表面贴紧所述阶梯孔的台阶面；所述本体的两侧分别设有一连通空腔的喷管a和喷管b，所述喷管b的高度高于所述喷管a的高度。
在另一个方案中，一种内燃机活塞冷却喷嘴结构包括喷嘴本体，该本体的内部形成为一上下贯通的空腔，所述空腔设置为一阶梯孔；所述空腔内从上自下依次设置有一限位块、两根平行设置的弹簧以及一柱塞；每根弹簧的上端均与所述限位块固定连接，其中一根弹簧的下端连接所述柱塞，另一根弹簧的下端与所述柱塞分离；连接所述柱塞的弹簧为压缩状态并使所述柱塞下表面贴紧所述阶梯孔的台阶面；所述本体的两侧分别设有一连通空腔的喷管a和喷管b，所述喷管b的高度高于所述喷管a的高度。
在上述方案中，所述空腔的下部与外界连通处形成本体的进油口。
在上述方案中，所述阶梯孔具有第一台阶面、第二台阶面以及第三台阶面；所述喷管a和喷管b与空腔的连通处均位于第一台阶面和第二台阶面之间；所述柱塞的下表面贴紧所述阶梯孔的第二台阶面；所述限位块下表面与所述第一台阶面过盈配合。优选的，所述限位块内设有一连通空腔和外部环境的通孔。
在上述方案中，所述本体的外部套设有一限位板，所述限位板的下方并同时位于所述本体外部设有一密封圈。优选的，所述限位板通过设置腰孔以供所述本体穿过。
在上述方案中，所述本体与所述柱塞接触的孔壁设置为导向面。
本发明提出了一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，与现有技术不同的是，喷嘴本体侧部连接有两根喷管，喷管a和喷管b，并与所述贯穿空腔连通，相对于仅有一个喷管的活塞冷却喷嘴来说，在低转速时，喷嘴可以提前开启，介入活塞冷却，在高转速时，喷嘴流量增加，增大活塞冷却，极大地改善了活塞的冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明中本体中去掉弹簧后的剖视图；
图2为本发明第一实施例的剖视图；
图3为本发明第二实施例的剖视图。
图中数字表示：
1、本体 2、限位块 3、弹簧 4、柱塞 5、第一台阶面
6、第二台阶面 7、第三台阶面 8、进油口 9、喷管a
10、喷管b 11、弹簧a 12、弹簧b 13、限位板
14、密封圈 15、通孔 16、空腔 17、导向面。
具体实施方式
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。
实施例一：
图1和2所示，一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，包括喷嘴本体1，该本体1的内部形成为一上下贯通的空腔16，所述空腔16设置为一阶梯孔；所述空腔16内从上自下依次设置有一限位块2、一弹簧3与一柱塞4；所述弹簧3的上端与所述限位块2固定连接，下端连接所述柱塞4；所述弹簧3为压缩状态并使所述柱塞4下表面贴紧所述阶梯孔的台阶面；所述本体1的两侧分别设有一连通空腔16的喷管a9和喷管b10，所述喷管b10的高度高于所述喷管a9的高度。所述空腔16的下部与外界连通处形成本体1的进油口8。
所述阶梯孔具有第一台阶面5、第二台阶面6以及第三台阶面7；所述喷管a9和喷管b10与空腔16的连通处均位于第一台阶面5和第二台阶面6之间；所述柱塞4的下表面贴紧所述阶梯孔的第二台阶面6，第二台阶面6起到限位作用，使得柱塞4与第二台阶面6相抵接时，弹簧3处于压缩状态，以提升柱塞4的初始堵塞力；所述限位块2下表面与所述第一台阶面5过盈配合。
所述限位块2内设有一连通空腔16和外部环境的通孔15，通过此设置，柱塞4就无需压缩贯穿空腔16内的空气，以此全程降低冷却油挤压柱塞4所需的压力。
所述本体1的外部套设有一限位板13，所述限位板13的下方并同时位于所述本体1外部设有一密封圈14，密封圈14可以设置于喷嘴本体1外壁上的台阶处，也可在喷嘴本体1的外壁上开设专用槽，密封圈14套接于该专用槽中，密封圈14提升喷嘴本体13与发动机连接的密封性能。
所述限位板13通过设置腰孔(图中未标出)以供所述本体1穿过。实施时通过螺钉将限位板13与本体1一体连接，固定螺钉可以设置于腰形孔中的不同位置，腰孔使得喷嘴本体1的固定位置能够微调。通限位板13与喷嘴本体1可以为一体式结构，也可以为非一体式结构，本方案优选一体结构，一体式结构连接强度更强，在保证与发动机的连接和固定强度的前提下使得限位板13能够做的更薄和更小。
所述本体1与所述柱塞4接触的孔壁设置为导向面17。导向面17与柱塞4外圆面配合工作，一方面起到导向作用，另一方面在冷却油的润滑作用下起到密封润滑油的作用。在发动机运行过程中，柱塞4在其行程内反复的来回移动。
实施原理：喷嘴本体1呈柱状或筒状结构，限位板13用于封闭贯穿空腔16的一端，弹簧3一端固定于限位板13上，另一端固定连接有柱塞4，柱塞4远离弹簧3的一端堵于进油口中，喷管a9与喷管b10与空腔16的中部连通，进油口8、空腔16以及喷管a9与喷管b10连成冷却油的喷射通道，保持轻微压缩状态，柱塞4封闭了进油口8，冷却油无法由进油口8通过贯穿空腔16并由喷管a9与喷管b10喷射而出，此时活塞冷却喷嘴无法喷射冷却油冷却活塞，随发动机转速由低到高，油道中冷却油压力逐渐增大，冷却油加压后挤压柱塞4以持续压缩弹簧3。当发动机转速升至一定范围时，柱塞4向限位块2方向移动到喷管a9与喷管b10之间，此时冷却油进入贯穿空腔16，并由喷管a9喷出；当发动机转速继续升高，弹簧3继续受到压缩，当柱塞4运行到喷管b10与限位块2之间时，此时冷却油同时从喷管a9与喷管b10喷出。
实施例二：
图1和3所示，实施例二与实施例一不同在于，本实施例中，本体1内的空腔16内设有两个弹簧。弹簧a11和弹簧b12，弹簧a11和弹簧b12的上端均与所述限位块2固定连接，其中弹簧a11的下端连接所述柱塞4，弹簧b12的下端与所述柱塞4分离。
实施原理：弹簧a11与弹簧b12的一端固定于限位板13上，弹簧a11的另一端固定连接柱塞4，柱塞4远离弹簧a11的一端堵于进油口8中，弹簧a11处于轻微压缩状态，柱9封闭了进油口8，冷却油无法由进油口8通过空腔16并由喷管a9与喷管b10喷射而出，此时活塞冷却喷嘴无法喷射冷却油冷却活塞，随发动机转速由低到高，油道中冷却油压力逐渐增大，冷却油加压后挤压柱塞4以持续压缩弹簧a11。当发动机转速升至一定范围时，柱塞4向限位块2方向移动到喷管a9与喷管b10之间，此时冷却油进入贯穿空腔16，并由喷管a9喷出；当发动机转速继续升高，弹簧a11和弹簧b12同时受到压缩，当柱塞4运行到喷管b10与限位块2之间，此时冷却油同时从喷管a9与喷管b10喷出。
在实施例一和实施例二中，弹簧的设置使油道内冷却油在压力变化下，导致柱塞4的行程不同，进一步，确保喷管a9与喷管b10的开启冷却油压力差。
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。

Claims (8)

1.一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，其特征在于，包括喷嘴本体，该本体的内部形成为一上下贯通的空腔，所述空腔设置为一阶梯孔；所述空腔内从上自下依次设置有一限位块、一弹簧与一柱塞；所述弹簧的上端与所述限位块固定连接，下端连接所述柱塞；所述弹簧为压缩状态并使所述柱塞下表面贴紧所述阶梯孔的台阶面；所述本体的两侧分别设有一连通空腔的喷管a和喷管b，所述喷管b的高度高于所述喷管a的高度。
2.一种内燃机活塞冷却喷嘴结构，其特征在于，包括喷嘴本体，该本体的内部形成为一上下贯通的空腔，所述空腔设置为一阶梯孔；所述空腔内从上自下依次设置有一限位块、两根平行设置的弹簧以及一柱塞；每根弹簧的上端均与所述限位块固定连接，其中一根弹簧的下端连接所述柱塞，另一根弹簧的下端与所述柱塞分离；连接所述柱塞的弹簧为压缩状态并使所述柱塞下表面贴紧所述阶梯孔的台阶面；所述本体的两侧分别设有一连通空腔的喷管a和喷管b，所述喷管b的高度高于所述喷管a的高度。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴结构，其特征在于，所述空腔的下部与外界连通处形成本体的进油口。
4.根据权利要求1或2所述的喷嘴结构，其特征在于，所述阶梯孔具有第一台阶面、第二台阶面以及第三台阶面；所述喷管a和喷管b与空腔的连通处均位于第一台阶面和第二台阶面之间；所述柱塞的下表面贴紧所述阶梯孔的第二台阶面；所述限位块下表面与所述第一台阶面过盈配合。
5.根据权利要求4所述的喷嘴结构，其特征在于，所述限位块内设有一连通空腔和外部环境的通孔。
6.根据权利要求1或2所述的喷嘴结构，其特征在于，所述本体的外部套设有一限位板，所述限位板的下方并同时位于所述本体外部设有一密封圈。
7.根据权利要求1或2所述的喷嘴结构，其特征在于，所述本体与所述柱塞接触的孔壁设置为导向面。
8.根据权利要6所述的喷嘴结构，其特征在于，所述限位板通过设置腰孔以供所述本体穿过。
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