CN109236485A - 一种无连杆式对置活塞内燃机活塞 - Google Patents

一种无连杆式对置活塞内燃机活塞 Download PDF

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Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，且公开了一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，包括活塞头，活塞头的下端设有活塞裙部，所述活塞头的上表面设有挤气平面和燃烧室凹面，且挤气平面和燃烧室凹面的分界线为活塞头的径向中心线，所述挤气平面为平面结构。该无连杆式对置活塞内燃机活塞，通过设有的纵向管路，在活塞运动的作用下，将气缸套壁面的机油导入活塞裙部内部，通过设有的凸起管路和横向管路，根据流体流经管道截面变大，流体流速变慢，流体压力变大的原理，将进入纵向管路内部的油气有效地通过凸起管路，横向管路与纵向管路之间的连通结构，挤出活塞裙部，润滑活塞裙部导向面，减少活塞裙部导向面与气缸侧壁之间的摩擦。

Description

一种无连杆式对置活塞内燃机活塞
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，具体为一种无连杆式对置活塞内燃机活塞。
背景技术
对置活塞内燃机由于取消了气缸盖和配气机构，依靠气缸套上的进排气口完成缸内充量更换和流动组织，具有结构简单紧凑、功率密度高、成本低等优点，但是由于对置活塞对气缸套两侧的侧压力作用使得传统曲柄连杆机构式对置活塞二冲程内燃机在工作过程中绕着内止点中心产生振动，使得内燃机运行不平稳，专利申请号为CN201711313418.8的一种无连杆式对置活塞对置气缸二冲程内燃机和专利申请号为CN201711313754.2的一种无连杆式对置活塞二冲程内燃机同时公开了两种不同结构形式的无连杆式对置活塞内燃机，均采用偏心滑块—曲柄机构将对置活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，有效消除了由传统曲柄连杆机构所产生的活塞与气缸套之间的侧压力，实现了对置活塞内燃机的完全平衡，但是对活塞的结构均未进行详细的设计。
现有的对置活塞内燃机的活塞，在工作运行中，由于活塞长期与气缸缸体侧壁摩擦，容易使得活塞侧壁磨损，且活塞裙部和活塞头连接结构复杂笨重，连接强度不足，安全性可靠性不够，此外现有的活塞头长期运行过程中受热变形，活塞裙部受到气缸侧壁挤压产生变形，使得活塞运行过程中活塞和气缸侧壁之间出现间隙，活塞拉缸等现象，影响活塞运行效率。
发明内容
本发明提供了一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，具备可以润滑活塞与气缸侧壁之间摩擦的表面，增大活塞头和活塞裙部之间连接结构得强度，且可以有效的减少活塞受热受力变形的幅度的优点，解决了活塞侧壁容易磨损，活塞头和活塞裙部连接强度不足，活塞容易受热受力变形的问题。
本发明提供如下技术方案：一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，包括活塞头，所述活塞头的下端设有活塞裙部，所述活塞头的上表面设有挤气平面和燃烧室凹面，且挤气平面和燃烧室凹面的分界线为活塞头的径向中心线，所述挤气平面为平面结构，且挤气平面的形状为半圆形，所述活塞头的外侧开设有第一气环环槽，第二气环环槽和油环环槽，所述第一气环环槽，第二气环环槽和油环环槽沿着活塞头的轴线方向从上到下依次排列，所述活塞头的下端设有头部焊接面，所述活塞裙部的外侧设有活塞裙部导向面，所述活塞裙部包括裙部主体和安装座，且裙部主体的内表面和安装座的外表面固定连接，所述安装座的中心处开设有安装孔，所述裙部主体两侧的内部开设有纵向管路，且纵向管路的内部开设有凸起管路，所述凸起管路的外侧开设有横向管路，且横向管路的外端贯穿裙部主体并与外界连通，所述裙部主体的上端设有裙部焊接面，所述活塞头和活塞裙部通过头部焊接面和裙部焊接面焊接固定。
优选的，所述活塞头的形状为圆锥形结构，且活塞头上端的直径值大于下端的直径值。
优选的，所述燃烧室凹面的形状为柱面形状。
优选的，所述纵向管路的数量为若干组，且若干组纵向管路沿着裙部主体的轴向方向均匀的排布在裙部主体的两侧。
优选的，所述凸起管路为球形结构，且凸起管路的上下两端均与纵向管路连通。
优选的，所述头部焊接面为弧形凹面，所述裙部焊接面为弧形凸面，所述头部焊接面和裙部焊接面相适配。
优选的，所述活塞头的下端开设有内槽，且内槽的形状为球形结构。
优选的，所述裙部主体截面的形状为椭圆形，且椭圆形长轴的方向与安装孔轴线的方向垂直。
优选的，所述凸起管路的数量为若干组，且若干组凸起管路沿着纵向管路的轴向方向均匀排列。
本发明具备以下有益效果：
1、该无连杆式对置活塞内燃机活塞，通过设有的纵向管路，在活塞运动的作用下，将气缸套壁面的机油导入活塞裙部内部，通过设有的凸起管路和横向管路，根据流体流经管道截面变大，流体流速变慢，流体压力变大的原理，将进入纵向管路内部的机油有效地通过凸起管路，横向管路与纵向管路之间的连通结构，挤出活塞裙部，润滑活塞裙部导向面，减少活塞裙部导向面与气缸侧壁之间的摩擦。
2、该无连杆式对置活塞内燃机活塞，通过设有的头部焊接面和裙部焊接面，由于头部焊接面和裙部焊接面均为弧面设计，使得活塞头和活塞裙部之间的焊接面积增大，增加了活塞头和活塞裙部连接的连接强度，提高了活塞的安全性和可靠性。
3、该无连杆式对置活塞内燃机活塞，通过活塞头圆锥形结构设计，由于内燃机运行过程中，活塞头上部热量大，导致活塞变形量从上到下递减，利用活塞头圆锥形结构设计，使得活塞工作时上下直径趋于相等，通过活塞裙部椭圆形截面结构的设计，由于活塞裙部受到的侧向压力较大，使得活塞裙部沿着安装孔轴向变形较大，利用活塞裙部上端为椭圆形结构，使得活塞裙部工作时外表面形状趋于圆形，保证活塞裙部的运行正常。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1的结构剖视图；
图3为本发明A处的结构放大图；
图4为本发明活塞头的结构示意图；
图5为本发明活塞裙部的结构示意图；
图6为本发明图5的结构俯视图。
图中：1、活塞头；2、活塞裙部；3、挤气平面；4、燃烧室凹面；5、活塞裙部导向面；6、第一气环环槽；7、第二气环环槽；8、油环环槽；9、头部焊接面；10、纵向管路；11、凸起管路；12、横向管路；13、裙部主体；14、安装座；15、安装孔；16、裙部焊接面。
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，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。
请参阅图1-6，一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，包括活塞头1，活塞头1的形状为圆锥形结构，且活塞头1上端的直径值大于下端的直径值，通过活塞头1圆锥形结构的设计，由于内燃机运行过程中，活塞头1上部热量大，导致活塞变形量从上到下递减，利用活塞头1圆锥形结构设计，使得活塞工作时上下直径趋于相等，，活塞头1的下端设有活塞裙部2，活塞头1的上表面设有挤气平面3和燃烧室凹面4，且挤气平面3和燃烧室凹面4的分界线位于活塞头1的直径方向，挤气平面3为平面结构，且挤气平面3的形状为半圆形，燃烧室凹面4的形状为柱面形状，活塞头1的外侧开设有第一气环环槽6，第二气环环槽7和油环环槽8，第一气环环槽6，第二气环环槽7和油环环槽8沿着活塞头1的轴线方向从上到下依次排列，活塞头1的下端设有头部焊接面9，活塞头1的下端开设有内槽，且内槽的形状为球形结构，活塞裙部2的外侧设有活塞裙部导向面5，活塞裙部2包括裙部主体13和安装座14，且裙部主体13的内表面和安装座14的外表面固定连接，安装座14的中心处开设有安装孔15，裙部主体13截面的形状为椭圆形，且椭圆形长轴的方向与安装孔15轴线的方向垂直，通过活塞裙部2椭圆形截面结构的设计，由于活塞裙部2受到的侧向压力较大，使得活塞裙部2沿着安装孔15轴向变形较大，利用活塞裙部2上端为椭圆形结构，使得活塞裙部2工作时外表面形状趋于圆形，保证活塞裙部2的运行正常，裙部主体13两侧的内部开设有纵向管路10，纵向管路10的数量为若干组，且若干组纵向管路10沿着裙部主体13的轴向方向均匀的排布在裙部主体13的两侧，纵向管路10的内部开设有凸起管路11，凸起管路11为球形结构，且凸起管路11的上下两端均与纵向管路10连通，凸起管路11的数量为若干组，且若干组凸起管路11沿着纵向管路10的轴向方向均匀排列，凸起管路11的外侧开设有横向管路12，且横向管路12的外端贯穿裙部主体13并与外界连通，通过设有的纵向管路10，在活塞运动的作用下，将气缸套壁面的机油导入活塞裙部2内部，通过设有的凸起管路11和横向管路12，根据流体流经管道截面变大，流体流速变慢，流体压力变大的原理，将进入纵向管路10内部的机油有效地通过凸起管路11，横向管路12与纵向管路10之间的连通结构，挤出活塞裙部2，润滑活塞裙部导向面5，减少活塞裙部导向面5与气缸侧壁之间的摩擦，裙部主体13的上端设有裙部焊接面16，头部焊接面9为弧形凹面，裙部焊接面16为弧形凸面，头部焊接面9和裙部焊接面16相适配，活塞头1和活塞裙部2通过头部焊接面9和裙部焊接面16焊接固定，通过设有的头部焊接面9和裙部焊接面16，由于头部焊接面9和裙部焊接面16均为弧面设计，使得活塞头1和活塞裙部2之间的焊接面积增大，增加了活塞头1和活塞裙部2连接的连接强度，提高了活塞的安全性和可靠性。
工作原理，活塞集成加工时，由于活塞头1上端头部焊接面9的弧形凹面和活塞裙部2下端裙部焊接面16的弧形凸面设计，增大了活塞头1和活塞裙部2之间的焊接面积，使得活塞集成结构连接强度加强，内燃机工作时，活塞沿着气缸内部往复运动，将气缸套壁面的机油通过纵向管路10导入活塞裙部2内部，根据流体流经管道截面变大，流体流速变慢，流体压力变大的原理，流入活塞裙部2内部的机油流体经过凸起管路11和横向管路12挤出活塞裙部2，润滑活塞裙部导向面5，活塞运行时，由于活塞头1与气缸内壁之间的摩擦，活塞头1上部产生的热量大，导致活塞变形量从上到下递减，利用活塞头1的圆锥形结构，使得活塞头1工作时上下直径趋于相等，活塞裙部2受到的侧向压力较大，使得活塞裙部2沿着安装孔15轴向变形较大，利用活塞裙部2的椭圆形结构设计，使得活塞裙部2工作时外表面形状趋于圆形。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，包括活塞头(1)，其特征在于：所述活塞头(1)的下端设有活塞裙部(2)，所述活塞头(1)的上表面设有挤气平面(3)和燃烧室凹面(4)，且挤气平面(3)和燃烧室凹面(4)的分界线为活塞头(1)的径向中心线，所述挤气平面(3)为平面结构，且挤气平面(3)的形状为半圆形，所述燃烧室凹面(4)为柱面结构，所述活塞头(1)的外侧开设有第一气环环槽(6)，第二气环环槽(7)和油环环槽(8)，所述第一气环环槽(6)，第二气环环槽(7)和油环环槽(8)沿着活塞头(1)的轴线方向从上到下依次排列，所述活塞头(1)的下端设有头部焊接面(9)，所述活塞裙部(2)的外侧设有活塞裙部导向面(5)，所述活塞裙部(2)包括裙部主体(13)和安装座(14)，且裙部主体(13)的内表面和安装座(14)的外表面固定连接，所述安装座(14)的中心处开设有安装孔(15)，所述裙部主体(13)两侧的内部开设有纵向管路(10)，且纵向管路(10)的内部开设有凸起管路(11)，所述凸起管路(11)的外侧开设有横向管路(12)，且横向管路(12)的外端贯穿裙部主体(13)并与外界连通，所述裙部主体(13)的上端设有裙部焊接面(16)，所述活塞头(1)和活塞裙部(2)通过头部焊接面(9)和裙部焊接面(16)焊接固定。
2.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述活塞头(1)的形状为圆锥形结构，且活塞头(1)上端的直径值大于下端的直径值。
3.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述燃烧室凹面(4)的形状为柱面形状。
4.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述纵向管路(10)的数量为若干组，且若干组纵向管路(10)沿着裙部主体(13)的轴向方向均匀的排布在裙部主体(13)的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述凸起管路(11)为球形结构，且凸起管路(11)的上下两端均与纵向管路(10)连通。
6.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述头部焊接面(9)为弧形凹面，所述裙部焊接面(16)为弧形凸面，所述头部焊接面(9)和裙部焊接面(16)相适配。
7.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述活塞头(1)的下端开设有内槽，且内槽的形状为球形结构。
8.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述裙部主体(13)截面的形状为椭圆形，且椭圆形长轴的方向与安装孔(15)轴线的方向垂直。
9.根据权利要求1所述的一种无连杆式对置活塞内燃机活塞，其特征在于：所述凸起管路(11)的数量为若干组，且若干组凸起管路(11)沿着纵向管路(10)的轴向方向均匀排列。
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