CN109681632B - 用于内燃机的活塞及活塞销的减振器 - Google Patents

用于内燃机的活塞及活塞销的减振器 Download PDF

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Abstract

提供了一种活塞销组件，其包括具有中空内部的圆柱形销体。质量体设置于圆柱形销体的中空内部中，并且粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料设置于该质量体和圆柱形销体之间的中空内部中。该质量体和粘弹性材料、塑料材料和弹性体材料为活塞和活塞销提供减振器，以延缓活塞横向运动的加速，稳定活塞旋转，并降低噪音和摩擦。

Description

用于内燃机的活塞及活塞销的减振器
技术领域
本公开涉及一种用于内燃机的活塞及活塞销的减振器。
背景技术
本节提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
内燃机受到许多力的作用。当活塞在汽缸内往复运动时，活塞通过连杆将旋转力传递给曲轴，该连杆通过活塞销连接到活塞。在活塞往复运动的同时，汽缸壁阻止活塞的旋转运动和横向运动。旋转力和横向力越大，降低发动机效率并增加发动机噪音和振动的摩擦和能量耗散越多。因此，减少活塞沿汽缸体的旋转运动并延缓活塞横向运动的加速以便减少发动机噪音和摩擦是期望的。
发明内容
本节提供了本公开的概述，而不是其全部范围或所有特征的全面公开。
本公开提供了一种用于活塞及活塞销的减振器，以延缓活塞横向运动的加速度并稳定活塞旋转并减少噪音和摩擦。提供了一种活塞销组件，其包括具有中空内部的圆柱形销体。质量体设置于圆柱形销体的中空内部中，粘弹性材料设置于质量体和圆柱形销体之间的中空内部中。
根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅用于说明的目的，而旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明所选择的实施例，而不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开原理的活塞组件的横截面透视图；
图2是图1的活塞销组件的横截面视图；
图3是根据本公开原理的可替代的活塞销组件的横截面视图；
图4是图3的活塞销组件的端视平面图；并且
图5是根据本公开原理的另一可替代的活塞销组件的横截面视图。
贯穿附图的几个视图中，相应的附图标记指示相应的部件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
提供示例性实施例使得本公开将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多特定细节(诸如特定组件、设备和方法的示例)以提供对本公开实施例的全面理解。本领域的技术人员显而易见的是，不需要采用特定的细节，示例性实施例可以以许多不同的形式实现，并且两者都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的设备结构和众所周知的技术。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定的示例性实施例，而不意在限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括”、“包含”、“包含”和“具有”是包含性的，并且因此指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。除非被明确地标识为执行的顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序来执行。还应该理解的是，可以采用附加的或可替代的步骤。
当元件或层被称为“在……上”、“接合到……”、“连接到……”或“耦合到……”另一个元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、被接合、连接或耦合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层上”或“直接耦合到另一个元件或层上”时，可以不存在中间元件或中间层。用于描述元件之间关系的其他词语应该以类似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个的任何和所有组合。
虽然术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开来。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语在本文使用时并不暗示着序列或顺序，除非上下文清楚地指明。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述可以在本文使用空间相关术语(诸如“内部”、“外部”、“下方”、“以下”、“下部”、“以上”、“上部”等)以描述如图中所示的一个元件或特征与另一(多个)元件或(多个)特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相关术语可以意在涵盖使用中或操作中的设备的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元素或特征“以下”或“下方”的元素将被取向为在其他元素或特征“以上”。因此，示例性术语“以下”可以涵盖以上和以下的取向。该设备可以以其他方式取向(旋转90度或以其他方向)，并且相应地解释在本文使用的空间相关描述符。
首先参考附图的图1，活塞10的横截面视图，如本领域已知的那样，该活塞10适于沿着中心轴线12被往复地容纳在汽缸中。活塞10通常具有以轴线12为中心的圆柱形形状，并且包括冠部14、具有活塞环槽18的环形带16以及从环形带16轴向延伸的一个或多个裙部20。裙部20通常沿着活塞的推力侧延伸。冠部14具有从侧壁24向内延伸并大致限定活塞10顶部的大致平坦的上表面22(其可以可选择地包括阀套)。冠部14可包括从平坦表面22向下延伸的燃烧碗26。如本领域已知的那样，活塞10由活塞销组件30支撑，活塞销组件30将活塞10连接到连杆(未示出)。活塞销30具有可选地不与活塞纵向轴线12相交的活塞销轴线32。推力/反推力轴线34垂直于活塞销轴线32。
参考图2，现在将描述根据本公开原理的示例性活塞销组件30的横截面视图。活塞销组件30包括具有中空内部36的圆柱形销体34。质量体38设置于圆柱形销体34的中空内部36中。如图1和2的横截面视图所示，质量体38由粘弹性材料40支撑在中空内部36中，粘弹性材料40可以将质量体38封装在中空内部36中。粘弹性材料40可以设置于一对肩部42之间。质量体38可以是球形形状的，如图1和图2所示或者可代替地可以具有其它形状。质量体38可以由金属或其它高密度材料制成。示例性粘弹性材料40可以包括硬(具有高刚度的)粘弹性材料或软(具有高粘度)粘弹性材料。对于硬(具有高硬度的)粘弹性材料也可以包括塑料材料，如：聚醚醚酮(根据ASTM D6262的PEEK)：热塑性有机聚合物或聚芳醚酮(根据ASTMD6262的PAEK)类的其它聚合物。PAEK是一类具有高温稳定性和高机械强度的半结晶热塑性塑料。粘弹性材料40还可以包括可选择地具有碳纤维、石墨、聚四氟乙烯、玻璃纤维、金属夹杂物的PAEK。对于软(具有高粘度)粘弹性材料，粘弹性材料40还可以包括：弹性体材料，如：例如碳氟橡胶、硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的VMQ)、氟硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的FVMQ)、碳氟橡胶(根据ASTM D1418标准的FKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FPM)的橡胶，以及特别地全氟弹性体(根据ASTM1418标准的FFKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FFPM)和四氟乙烯/丙烯橡胶(根据ASTM1418标准的FEPM或TFE/P-根据ISO/DIN1629标准的FEPM)。
作为可代替的实施例，如图3和图4所示，活塞销组件130包括圆柱形销体134，该圆柱形销体134具有中空内部136，该中空内部136可选择地是锥形的。质量体138设置于圆柱形销体134的中空内部136中。质量体138可以可选择地是中空的圆柱形的、可以设置于相对的内肩部144之间并且由相对软的粘弹性材料142(诸如弹性体材料，如：例如碳氟橡胶、硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的VMQ)、氟硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的FVMQ)、碳氟橡胶(根据ASTM D1418标准的FKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FPM)的橡胶，以及特别地全氟弹性体(根据ASTM1418标准的FFKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FFPM)和四氟乙烯/丙烯橡胶(根据ASTM1418标准的FEPM或TFE/P-根据ISO/DIN1629标准的FEPM))的圆柱形层支撑。相对软的粘弹性材料142由相对硬的粘弹性材料140(诸如塑料材料，如：聚醚醚酮(根据ASTM D6262的PEEK)：热塑性有机聚合物或聚芳醚酮(根据ASTM D6262的PAEK)类的其它聚合物)的圆柱形层支撑。PAEK是一类具有高温稳定性和高机械强度的半结晶热塑性塑料。粘弹性材料40还可以包括可选择地具有碳纤维、石墨、聚四氟乙烯、玻璃纤维、金属夹杂物的PAEK。该相对硬的粘弹性材料的圆柱形层140可以设置于圆柱形销体134内的槽/腔中。软粘弹性材料层142和锥形中空内部136可有助于活塞销减振器的制造和组装，并使得在减振器粘塑性材料层140、142和减振器质量体138的销内压入配合。
作为另一可代替的实施例，如图5所示，活塞销组件230包括具有中空内部236的圆柱形销体234。质量体238设置于圆柱形销体234的中空内部236中。质量体238由相对硬的粘弹性(或粘塑性)材料240(诸如塑料材料，如：聚醚醚酮(根据ASTM D6262的PEEK)：热塑性有机聚合物或聚芳醚酮(根据ASTM D6262的PAEK)类的其它聚合物)的圆柱形层支撑。PAEK是一类具有高温稳定性和高机械强度的半结晶热塑性塑料。粘弹性材料40还可以包括可选择地具有碳纤维、石墨、聚四氟乙烯、玻璃纤维、金属夹杂物的PAEK。相对硬的粘弹性材料240由相对软的粘弹性材料242(诸如弹性体材料，如：例如碳氟橡胶、硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的VMQ)、氟硅橡胶(根据ASTM D1418标准和ISO/DIN1629标准的FVMQ)、碳氟橡胶(根据ASTM D1418标准的FKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FPM)的橡胶，以及特别地全氟弹性体(根据ASTM1418标准的FFKM-相当于根据ISO/DIN1629标准的FFPM)和四氟乙烯/丙烯橡胶(根据ASTM1418标准的FEPM或TFE/P-根据ISO/DIN1629标准的FEPM))的圆柱形层支撑。相对软的粘弹性材料242的圆柱形层可以进一步由相对硬的粘弹性材料244的附加圆柱形层支撑，该相对硬的粘弹性材料244的附加的圆柱形层设置于圆柱形主体234内的相对内肩部246之间。
在以上实施例的每一个中，质量体和粘弹性材料充当弹簧和减振器系统，以延缓活塞横向运动的加速，稳定活塞旋转并减少噪音和摩擦。
出于说明和描述的目的，提供了实施例的前述描述。这并不旨在穷举或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下，是可互换的，并且即使没有具体地示出或描述也可以用于选定的实施例中。同样的情况也可以多种方式变化。这种变化不应被视为偏离本公开，并且所有这种修改都包括在本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种活塞组件，包括:
活塞体，具有冠部和从所述冠部延伸的裙部；以及
活塞销组件，包括具有中空内部的圆柱形销体、设置于所述圆柱形销体的所述中空内部中的质量体，以及设置于所述质量体和所述圆柱形销体之间的所述中空内部中的粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料之一；
其中所述圆柱形销体包括在粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的相对侧上的一对内肩部，所述粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料之一设置于所述一对内肩部之间以支撑所述质量体并且将其封装在所述中空内部中。
2.根据权利要求1所述的活塞组件，其中所述质量体是球形形状。
3.根据权利要求1所述的活塞组件，其中所述质量体是圆柱形形状。
4.根据权利要求1所述的活塞组件，其中所述质量体是由金属制成的。
5.根据权利要求1所述的活塞组件，其中粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个包括粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的第一层和粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的第二层，其中粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第一层比粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第二层更软。
6.根据权利要求5所述的活塞组件，其中粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第二层设置于所述质量体和粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第一层之间。
7.根据权利要求5所述的活塞组件，其中粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第二层设置于所述圆柱形销体和粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第一层之间。
8.根据权利要求1所述的活塞组件，其中所述弹性体材料包括粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的第一层，粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的第二层，以及粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的第三层，其中粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第二层设置于粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第一层和所述第二层之间，并且粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第二层比粘弹性材料、塑料材料或弹性体材料中的一个的所述第一层和所述第三层更柔软。
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