CN111255591A - 用于内燃发动机的活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于内燃发动机的活塞，该活塞包括：冠部；裙部，从冠部延伸；油道，在冠部内环形延伸并且具有入口和出口；以及结构体，安装在油道的出口处以引起油摇动。

Description

用于内燃发动机的活塞
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月3日提交的申请号为10-2018-0153850的韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种能够提高冷却效率的用于内燃发动机的活塞。
背景技术
该部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
用于内燃发动机的活塞是利用来自缸体中的膨胀燃烧气体的爆炸力在缸体中往复运动以通过连杆将旋转力传递到曲轴的部件。用于内燃发动机的活塞在其内部形成有油道(oil gallery)。当油通过油道循环时，可以适当地冷却活塞，从而可以防止活塞过热。可以通过喷油嘴(oil jet)将油供应到缸体的内壁表面和活塞的油道。
油道可以具有用于接收由喷油嘴喷射的油的入口和用于排出油的出口。然而，在发动机运转期间在油道中循环的油可能在产生足够的冷却效果之前通过油道的出口排出。由于油道的出口是离油道的入口最远的部分，因此油道的出口在油冷却效果方面可能是最弱的。
同时，当活塞在发动机运转期间上下往复移动时，在油道中循环的油可能在油道内沿活塞的轴向方向摇动(shake)。也就是说，可能发生油摇动(oil shaking)。
然而，已经发现，油道的出口向外打开，因此在油道的出口处不会发生油摇动。这可能导致面对油道的出口的油道的顶表面上的温度最高，导致耐久性降低。因此，面对油道的出口的顶表面中发生裂纹的可能性很高，并且活塞的这种裂纹可能导致活塞的裙部(skirt)上磨损(scuffing)。
提供在该背景技术部分中描述的上述信息是为了帮助理解本发明构思的背景，并且可以包括不被认为是本领域技术人员已知的现有技术的任何技术构思。
发明内容
本发明的一方面提供一种用于内燃发动机的活塞，能够在发动机运转期间在油道的出口侧引起油摇动的发生，从而提高油道的出口处的冷却效率。
根据本公开的一方面，一种用于内燃发动机的活塞可以包括：冠部(crown)；裙部，从冠部延伸；油道，在冠部内环形延伸并且具有入口和出口；以及结构体，安装在油道的出口处以引起油摇动。
结构体可以具有安装在油道的出口处的主体和形成在主体的侧壁中的一个或多个连通孔，并且连通孔可以允许油通过其排出。
主体可以具有形成在其顶端的端壁，并且端壁可以直接面对油道的顶壁，使得可以在主体的端壁和油道的顶壁之间形成引起油摇动的摇动空间(shaking space)。
端壁可以具有至少一个凹槽。
连通孔可以具有在主体的长度方向上延伸的狭缝形状(slot shape)。
连通孔可以具有圆形形状。
主体的下部可以装配或联接到油道的出口，并且主体的上部可以位于油道内，使得连通孔可以在油道的径向方向上与油道直接连通。
结构体可以包括：主体；引导部，从主体延伸；以及盖构件，沿引导部移动，并且引导部可以具有与油道直接连通的一个或多个连通孔。
引导部可以具有形成在其顶端的端壁，并且端壁可以直接面对油道的顶壁，使得在引导部的端壁和油道的顶壁之间可以形成引起油摇动的摇动空间。
当活塞在向上方向和向下方向上移动时，盖构件可以在与活塞的移动方向相反的方向上移动，使得可以通过盖构件打开和关闭连通孔。
当活塞移动到下止点(BDC)时，盖构件可以移动以打开连通孔。
当活塞移动到上止点(TDC)时，盖构件可以移动以关闭连通孔。
当活塞移动到上止点(TDC)时，盖构件可以移动以部分地关闭连通孔。
根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本公开，现在将参照附图通过示例的方式描述本公开的各种形式，其中：
图1是示出根据本公开的示例性形式的用于内燃发动机的活塞的截面图；
图2是放大示出图1的箭头A所指示的部分的视图；
图3是示出图2所示的结构体的立体图；
图4是放大示出根据图2的修改形式的视图；
图5是示出图4所示的结构体的立体图；
图6是示出根据本公开的另一示例性形式的结构体的分解立体图；
图7是示出根据本公开的另一示例性形式的结构体的立体图；
图8是示出根据本公开的另一示例性形式的用于内燃发动机的活塞的截面图，是示出活塞移动到下止点(BDC)的状态的视图；
图9是放大示出图8的箭头B所指示的部分的视图；
图10是示出根据本公开的另一示例性形式的用于内燃发动机的活塞的截面图，是示出活塞移动到上止点(TDC)的状态的视图；以及
图11是放大示出图10的箭头C所指示的部分的视图。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
另外，将省略与本公开相关联的公知技术的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主旨。
诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可以用于描述本公开的示例性形式中的组件。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开，并且相应组件的固有特征、序列或顺序等不受这些术语限制。除非另外定义，否则本文使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在通常使用的字典中定义的那些术语的术语将被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，并且将不被解释为具有理想或过度正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。
参照图1至图5，根据本公开的示例性形式的用于内燃发动机的活塞10可以包括：油道14，油通过该油道14循环；以及结构体20，安装在油道14的出口16处。
活塞10可以包括冠部11和裙部12。冠部11可以具有形成在其顶表面中的燃烧碗(combustion bowl)13以及形成在其外周表面中的多个环形槽19。活塞环可以装配到各环形槽19中。
裙部12可以从冠部11延伸并且具有活塞孔18，其中连杆通过活塞销连接。
油道14可以形成为在冠部11内部在活塞10的圆周方向上具有环形形状，并且油道14可以具有接收由喷油嘴5(参见图8和图10)喷射的油的入口15和排出油的出口16。
油可以通过入口15流入，流过油道14，并通过出口16排出。当活塞10在发动机运转期间上下往复移动时，油可能在油道14中沿活塞10的轴向方向上下摇动。也就是说，可能发生油摇动。
结构体20可以具有主体21和形成在主体21的侧壁中的多个连通孔23。
主体21可以具有与油道14的出口16的形状对应的圆柱形状。主体21可以具有形成在其内部的中空部21a、形成在其顶端的端壁22以及形成在其底端的开口26。
例如，主体21的下侧壁可以压配合到油道14的出口16中。可选地，可以在主体21的下侧壁上形成丝锥，并且主体21的丝锥可以螺纹结合到油道14的出口16，使得主体21可以安装在油道14的出口16处。
多个连通孔23可以在主体21的侧壁中规则地或不规则地形成，并且多个连通孔23可以与主体21的中空部21a连通。因此，油可以从油道14沿着活塞10的半径流过多个连通孔23，并通过主体21的中空部21a和主体21的开口26排出。也就是说，每个连通孔23可以允许油通过其排出。
当主体21的下部装配或联接到油道14的出口16的内表面时，主体21的上部可以插入到油道14中，因此主体21的一部分可以位于油道14内，并且主体21的连通孔23可以在油道14的径向方向上与油道14直接连通。
由于主体21的一部分位于油道14内，主体21的端壁22可以直接面对油道14的顶壁17。特别是，主体21的端壁22和油道14的顶壁17可以在活塞10的轴向方向上彼此面对。因此，可以在主体21的端壁22和油道的顶壁17之间形成摇动空间50。当在发动机运转期间通过油道14循环的油通过油道14的出口16排出时，流入到摇动空间50中的油可能被主体21的端壁22和油道14的顶壁17阻挡，使得油可能上下摇动。也就是说，当油通过油道14的出口16排出时，可以通过摇动空间50引起油摇动。
凹槽24可以形成在主体21的端壁22中。由于凹槽24增加摇动空间50的体积，因此可以更有效地引起油摇动。
根据示例性形式，如图1至图3所示，每个连通孔23可以具有在主体21的长度方向上延伸的狭缝形状。由于连通孔23形成为具有狭缝形状，因此油的排出流量、速度等可以相对增加。
根据另一示例性形式，如图4和图5所示，每个连通孔25可以具有圆形形状。由于连通孔25形成为具有圆形形状，因此油的排出流量、速度等可以相对减小。
可以根据活塞的规格确定连通孔23和25的形状和尺寸，以改善油的流速、速度等。
在上述构造中，在活塞10的圆周方向上流过环形油道14的油的至少一部分可以在形成在油道14的出口16上方的摇动空间50中上下摇动，使得可以在油道14的出口16处有效地引起油摇动。然后，油可以通过结构体20的连通孔23和25、主体21的中空部21a和开口26从油道14排出到外部。
参照图6至图11，根据本公开的另一示例性形式的结构体30可以包括主体31、从主体31延伸的引导部32以及沿引导部32移动的盖构件35。
主体31可以具有与油道14的出口16的形状对应的圆柱形状。主体31可以具有形成在其内部的中空部31a和形成在其底端的开口36。主体31可以安装在油道14的出口16处。例如，主体31的侧壁可以压配合到油道14的出口16中。可选地，可以在主体31的侧壁上形成丝锥，并且主体31的丝锥可以螺纹结合到油道14的出口16，使得主体31可以安装在油道14的出口16处。
引导部32可以具有形成在其内部的中空部32a和形成在其顶端的端壁34。主体31的中空部31a和引导部32的中空部32a可以彼此连通。
引导部32可以具有小于主体31的外径的外径，并且多个连通孔33可以形成在引导部32的侧壁中。
多个连通孔33可以在引导部32的侧壁中规则地或不规则地形成，并且多个连通孔33可以与引导部32的中空部32a和主体31的中空部31a连通。因此，油可以从油道14沿活塞10的半径流过多个连通孔33，并通过引导部32的中空部32a、主体31的中空部31a和主体31的开口36排出。也就是说，每个连通孔33可以允许油通过其排出。
多个连通孔33可以形成在引导部32的与主体31相邻的部分中。例如，多个连通孔33可以形成在引导部32的下侧壁中，并且引导部32的上侧壁可以完全封闭。
例如，每个连通孔33可以具有在引导部32的长度方向上延伸的狭缝形状。
可选地，如图4和图5所示，每个连通孔33可以具有圆形形状。
当主体31安装在油道14的出口16处时，引导部32可以插入到油道14中，因此引导部32可以位于油道14内，并且引导部32的连通孔33可以在油道14的径向方向上与油道14直接连通。
由于引导部32位于油道14内，引导部32的端壁34可以直接面对油道14的顶壁17。特别地，引导部32的端壁34和油道14的顶壁17可以在活塞10的轴向方向上彼此面对。因此，可以在引导部32的端壁34和油道14的顶壁17之间形成摇动空间60。当在发动机运转期间通过油道14循环的油通过油道14的出口16排出时，可以通过摇动空间60引起油摇动。
凹槽37可以形成在引导部32的端壁34中。由于形成在端壁34中的凹槽37增加摇动空间60的体积，因此可以更有效地引起油摇动。
根据示例性形式，盖构件35可以沿引导部32移动以打开和关闭多个连通孔33。
当活塞10移动到下止点(BDC)时，大量的油可以流入到油道14的入口15侧，因此可能需要从油道14排出大量的油。参照图8和图9，当活塞10向下移动到BDC时，盖构件35可以通过其反作用而向上移动，因此盖构件35可以完全打开引导部32的连通孔33。因此，油可以通过打开的连通孔33从油道14排出到外部。
当活塞10移动到上止点(TDC)时，少量的油可以流入到油道14的入口15侧，因此需要防止油从油道14排出或者可以减少或最小化其排出。参照图10和图11，当活塞10向上移动到TDC时，盖构件35可以通过其反作用向下移动，因此盖构件35可以完全关闭引导部32的连通孔33。因此，可以防止油通过连通孔33从油道14排出到外部。
根据另一示例性形式，当活塞10移动到TDC时，盖构件35可以部分地关闭连通孔33。因此，当活塞10移动到TDC时，可以通过部分打开的连通孔33排出最少量的油。
在上述构造中，在活塞10的圆周方向上流过环形油道14的油的至少一部分可以在形成在油道14的出口16上方的摇动空间60中上下摇动，使得可以在油道14的出口16处有效地引起油摇动。当活塞10移动到BDC时，即流入到油道中的油量相对较大时，盖构件35可以打开引导部32的连通孔33以从油道排出油。另外，当活塞10移动到TDC时，即流入到油道中的油量相对较小时，盖构件35可以完全或部分地关闭引导部32的连通孔33，以防止排出油或排出最少量的油。
如上所述，根据本公开的示例性形式的用于内燃发动机的活塞可以在发动机运转期间在油道的出口侧引起油摇动的发生，从而提高油道的出口处的冷却效率。因此，可以提高活塞的整体冷却性能，并且可以提高活塞的耐久性。
在上文中，尽管已经参考示例性形式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是可以由本公开所属领域的技术人员在不脱离本公开的思想和范围的情况下进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种用于内燃发动机的活塞，包括：
冠部；
裙部，从所述冠部延伸；
油道，在所述冠部内环形延伸并且具有入口和出口；以及
结构体，安装在所述油道的出口处以引起油摇动。
2.根据权利要求1所述的活塞，其中，
所述结构体具有安装在所述油道的出口处的主体和形成在所述主体的侧壁中的连通孔，并且
所述连通孔允许油通过其排出。
3.根据权利要求2所述的活塞，其中，
所述主体具有形成在其顶端的端壁，并且
所述端壁直接面对所述油道的顶壁，使得在所述主体的端壁和所述油道的顶壁之间形成引起油摇动的摇动空间。
4.根据权利要求3所述的活塞，其中，
所述主体的端壁具有至少一个凹槽。
5.根据权利要求2所述的活塞，其中，
所述连通孔具有在所述主体的长度方向上延伸的狭缝形状。
6.根据权利要求2所述的活塞，其中，
所述连通孔具有圆形形状。
7.根据权利要求2所述的活塞，其中，
所述主体的下部装配或联接到所述油道的出口，并且所述主体的上部位于所述油道内，使得所述连通孔在所述油道的径向方向上与所述油道直接连通。
8.根据权利要求1所述的活塞，其中，
所述结构体包括：主体；引导部，从所述主体延伸；以及盖构件，沿所述引导部移动，并且
所述引导部具有与所述油道直接连通的一个或多个连通孔。
9.根据权利要求8所述的活塞，其中，
所述引导部具有形成在其顶端的端壁，并且
所述端壁直接面对所述油道的顶壁，使得在所述引导部的端壁和所述油道的顶壁之间形成引起油摇动的摇动空间。
10.根据权利要求9所述的活塞，其中，
当所述活塞在向上方向和向下方向上移动时，所述盖构件在与所述活塞的移动方向相反的方向上移动，使得通过所述盖构件打开和关闭所述一个或多个连通孔。
11.根据权利要求10所述的活塞，其中，
当所述活塞移动到下止点即BDC时，所述盖构件移动以打开所述一个或多个连通孔。
12.根据权利要求10所述的活塞，其中，
当所述活塞移动到上止点即TDC时，所述盖构件移动以关闭所述一个或多个连通孔。
13.根据权利要求10所述的活塞，其中，
当所述活塞移动到上止点即TDC时，所述盖构件移动以部分地关闭所述一个或多个连通孔。
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