CN112443418A - 内燃发动机的活塞 - Google Patents
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Abstract
一种内燃发动机的活塞，其具有活塞上部；具有连接到活塞上部的活塞下部；具有活塞销，其安装在活塞下部中并且用于将活塞连接到内燃发动机的连接杆；具有形成在活塞上部与活塞下部之间的用于用于冷却活塞的冷却油的第一冷却空间，其中第一冷却空间经由至少一个输送孔连接到形成在活塞上部与活塞下部之间的第二冷却空间；具有冷却油引导套筒，其用于沿第一冷却空间的方向引导被引导通过连接杆中的孔的冷却油，其中冷却油引导套筒的指引表面邻接活塞下部的支撑面，其中沿周向方向循环的至少一个凹槽引入到冷却油引导套筒的指引表面中和/或活塞下部的支撑面中。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分或根据权利要求6的前序部分的内燃发动机。
背景技术
根据DE 35 18 721 C2已知一种内燃发动机的活塞，其包括活塞上部和活塞下部，所述活塞上部和活塞下部优选地彼此拧紧。活塞销安装在活塞下部中，其中所述活塞销用于将活塞连接到内燃发动机的连接杆。根据DE 35 18 721 C2的活塞是油冷的，其中一方面用于冷却油的第一内部冷却空间、并且另一方面用于冷却油的第二外部冷却空间形成在活塞上部与活塞下部之间，并且其中内部冷却空间经由至少一个输送孔连接到外部冷却空间。为了将冷却油引入到内部冷却空间中，用于冷却油的馈送孔集成在根据此现有技术的连接杆中，其中从连接杆流出的冷却油可在多部分冷却油引导套筒的帮助下输送到内部冷却空间中。根据DE 35 18 721 C2，冷却油引导套筒的第一颈状部分不可移动地紧固在活塞的活塞下部中。冷却油引导套筒的漏斗状可移动部分与冷却油引导套筒的此固定颈状部分相互作用，使得在冷却油引导套筒的这两个部分之间作用的弹簧元件将冷却油引导套筒的漏斗状部分滑动接触地弹性压靠在连接杆的小端上。使用这种弹簧加载式冷却油引导套筒来将从连接杆中的孔流出的冷却油输送到内部冷却空间中是缺点，因为这种冷却油引导套筒的组装涉及大量支出。此外，单独弹簧元件在冷却油引导套筒与连接杆之间引起高摩擦力。
根据DE 10 2013 002 232 A1，已知一种内燃发动机的活塞，其中冷却油引导套筒形成为狭缝套筒，其借助指引表面弹簧弹性地压靠在活塞下部的支撑面上。根据此现有技术，设计为狭缝套筒的活塞的冷却油引导套筒一体地形成并且弹簧弹性地压靠在活塞下部上，使得可以不需要单独弹簧元件。
需要进一步改善内燃发动机的冷却式活塞的功能。
发明内容
从此出发，本发明基于形成一种内燃发动机的新型活塞的目的。
根据本发明的第一方面，此目的通过根据权利要求1的活塞来实现。因此，沿周向方向循环的至少一个凹槽引入到冷却油指引套筒的指引表面中和/或活塞下部的支撑面中。
根据本发明的第二方面，此目的通过根据权利要求6的活塞来实现。因此，沿周向方向定界的至少一个油腔引入到冷却油引导套筒的指引表面中和/或活塞下部的支撑面中。
借助根据本发明的两个方面，可以在冷却油引导套筒的指引表面与活塞下部的支撑面之间的区域中以限定的方式引入油以用于润滑。由此，减少或者甚至完全避免活塞下部和冷却油引导套筒的摩擦和摩擦引发的磨损。这改善冷却式活塞的功能。
根据本发明的第一方面或第二方面的有利进一步改进，至少一个凹口、优选地至少两个凹口沿径向方向延伸并且穿透冷却油引导套筒，经由所述凹口，润滑油可以馈送到冷却油引导套筒与活塞下部之间的区域。这允许特别有利地向沿周向方向循环的凹槽和/或沿周向方向定界的油腔供应润滑油。
附图说明
从从属权利要求和以下描述获得本发明的优选进一步改进。本发明的示例性实施例通过附图更详细地解释、而不限于此。附图示出了：
图1：在冷却油引导套筒的区域中穿过根据本发明的第一活塞的呈摘录图形式的横截面；
图2：冷却油引导套筒的区域中图1的细节II；
图3：冷却油引导套筒的区域中根据本发明的第二活塞的替代细节；
图4：根据图2或图3的活塞的冷却油引导套筒的进一步改进；
图5：活塞的替代冷却油引导套筒。
具体实施方式
此处呈现的本发明涉及一种内燃发动机、特别是实施为柴油发动机或燃气发动机或柴油-燃气发动机的内燃发动机（诸如例如船舶的柴油内燃发动机）的油冷式活塞。
这种活塞也称为筒式活塞。
图1和图2均示出沿不同截面方向穿过根据本发明的内燃发动机的第一活塞12的横截面，其中活塞12包括活塞上部10和活塞下部11。活塞上部10和活塞下部11优选地由轻金属、钢或球墨铸铁制造而成。活塞上部10和活塞下部11彼此支撑并且优选地经由实施为抗拉螺钉的紧固装置彼此连接。
活塞销（未示出）安装在活塞下部11的孔中，其中所述活塞销用于将活塞连接到内燃发动机的连接杆13。连接杆13的所谓的小端14示出在图2中。
一方面第一内部冷却空间15、并且另一方面第二外部冷却空间16形成在活塞上部10与活塞下部11之间，用于冷却油，其中根据图2，内部冷却空间15经由输送孔17连接到外部冷却空间16。
用于冷却活塞12的冷却油可以经由延伸穿过连接杆13和小端14的孔18馈送到活塞12，即馈送到活塞12的第一内部冷却空间15。此处，冷却油引导套筒19与连接杆13或连接杆13的小端14相互作用。冷却油的流动通过箭头20可视化。
冷却油引导套筒19形成为狭缝套筒。冷却油引导套筒19的狭缝21沿活塞或冷却油引导套筒19的轴向方向延伸。
在拆卸状态下，冷却油引导套筒19具有比活塞下部11中的凹口的内径大的外径，冷却油引导套筒19将插入到所述凹口中。为了将冷却油引导套筒19插入到活塞下部11的此凹口中，压缩冷却油引导套筒19，使其经受减小狭缝21的所谓的嘴部宽度，其中在将冷却油引导套筒19插入到活塞下部11中之后，冷却油引导套筒19的指引表面22弹簧弹性地压靠在活塞下部11的对应支撑面23上。
冷却油引导套筒19整体或一体地实施，并且在无单独弹簧元件的情况下安装在活塞下部11中。
优选地，冷却油引导套筒19的指引表面22以及活塞下部11的支撑面23按截头锥的方式成轮廓，冷却油引导套筒19的第一指引表面22弹簧弹性地压靠在所述支撑面23上。由此，此外，确保了冷却油引导套筒19借助另一个指引表面24弹簧弹性地压靠在连接杆13的小端14的支撑面25上。
冷却油引导套筒19的优选截头锥状指引表面22以及活塞下部11的对应支撑面23从冷却油引导套筒19的面向连接杆13的端部26开始（在活塞或冷却油引导套筒19的轴向方向上看）在冷却油引导套筒19的背离连接杆13的端部27的方向上渐细。
如已经解释的，在冷却油引导套筒19在活塞下部11中的对应凹口中的组装之后，冷却油引导套筒19借助指引表面22弹簧弹性地压靠在活塞下部的支撑面23上。
特别是在随后安装连接杆13时，进一步压缩冷却油引导套筒19，使得由于指引表面22和支撑面23的截头锥状轮廓，冷却油引导套筒19借助另一个指引表面24弹簧弹性地压靠在连接杆13的小端14的对应支撑面25上。由此，防止冷却油引导套筒19从连接杆13的小端14的升离，并且始终确保连接杆13的小端14与冷却油引导套筒19之间的良好密封。
根据本发明的第一方面，沿周向方向循环的至少一个凹槽引入到优选地按截头锥的方式渐细成轮廓的冷却油引导套筒19的指引表面22中和/或引入到活塞下部11的相应成轮廓的支撑面23中。图1和图2示出了示例性实施例，其中这种凹槽28排他地引入到冷却油引导套筒19的指引表面22中。沿周向方向循环的此凹槽28可以特别是经由狭缝冷却油引导套筒19的狭缝21供应有润滑油，其中润滑油通过狭缝21，并且进入冷却油引导套筒19的凹槽28。由此，可以以限定的方式润滑冷却油引导套筒19与活塞下部11之间的接触区域，以便减少那里的摩擦和磨损。
图3示出了根据本发明的第一方面的第二示例性实施例的活塞的细节，其中沿周向方向循环的凹槽29引入到活塞下部11的支撑面23中。此凹槽29还可以经由狭缝21供应有润滑油。
为了改善图1、图2的示例性实施例的凹槽28或图3的示例性实施例的凹槽29的润滑油供应，在图4的示例性实施例中，沿径向方向延伸并且穿透冷却油引导套筒19的至少一个凹口30引入到冷却油引导套筒19中。
在图4中，至少两个这种凹口30引入到冷却油引导套筒19中。借助于这些凹口30，冷却油引导套筒19与活塞下部11之间的区域可以供应有润滑油，特别地，此润滑油可以经由相应凹口30馈送到相应凹槽28、29。
此处要指出的是，凹槽28可以引入到冷却油引导套筒19中，并且同时凹槽29可以引入到活塞下部11中。在此情况下，油可以经由凹口30馈送到两个凹槽28、29。
根据此处呈现的本发明的第二方面，提供的是，沿周向方向定界的至少一个油腔31引入到优选地按截头锥的方式成轮廓的冷却油引导套筒19的指引表面22中和/或活塞下部11的支撑面23中。图5示出了根据本发明的第二方面的冷却油引导套筒19的侧视图，其中在图5中，沿周向方向定界的多个油腔31引入到冷却油引导套筒19的指引表面22中。
虽然在附图中未示出，但是另外或替代性地，按这种方式沿周向方向定界的油腔31还可以引入到活塞下部11的支撑面23中。
此外，可以使本发明的第一方面和第二方面彼此组合，即，与油腔31组合地利用沿周向方向循环的凹槽28和/或29。此处可想到任何组合。
因此，周向凹槽28可以引入到冷却油引导套筒19的指引表面22中，并且多个油腔可以引入到活塞下部11的支撑面23中。还可以将沿周向方向定界的多个油腔31引入到冷却油引导套筒19的指引表面22中，并且将周向凹槽29引入到活塞下部11的支撑面23中。
此外，在图5中还可能的是，反过来，沿径向方向延伸并且穿透冷却油引导套筒19的至少一个、优选地至少两个凹口30引入到冷却油引导套筒19中，经由所述凹口，润滑油可以馈送到冷却油引导套筒19与活塞下部11之间的区域，特别是使得所述润滑油可以经由相应凹口30馈送到相应油腔31。
借助本发明，可以按所限定的方式给冷却油引导套筒19与活塞下部11之间的接触区域供应润滑油，以便最小化或者甚至完全避免冷却油引导套筒19与活塞下部11之间的摩擦和磨损。
本发明特别是应用于诸如船舶应用中的柴油发动机或燃气发动机或柴油-燃气发动机的大型发动机的活塞，其外径特别是在100 mm与600 mm之间的范围内。
附图标记列表
10 活塞上部
11 活塞下部
12 活塞
13 连接杆
14 小端
15 冷却空间
16 冷却空间
17 输送孔
18 孔
19 冷却油引导套筒
20 冷却油流
21 狭缝
22 指引表面
23 支撑面
24 指引表面
25 支撑面
26 端部
27 端部
28 凹槽
29 凹槽
30 凹口
31 油腔。
Claims (9)
1.一种内燃发动机的活塞，
具有活塞上部（10），
具有连接到所述活塞上部（10）的活塞下部（11），
具有活塞销（12），所述活塞销（12）安装在所述活塞下部（11）中并且用于将所述活塞连接到所述内燃发动机的连接杆（13），
具有形成在所述活塞上部（10）与所述活塞下部（11）之间的用于冷却油的第一冷却空间（15），所述冷却油用于冷却所述活塞，其中所述第一冷却空间（15）经由至少一个输送孔（17）连接到形成在所述活塞上部（10）与活塞下部（11）之间的第二冷却空间（16），
具有冷却油引导套筒（19），所述冷却油引导套筒（19）用于沿所述第一冷却空间（15）的方向引导冷却油，所述冷却油被引导通过所述连接杆（13）中的孔（18），其中所述冷却油引导套筒（19）的指引表面（22）邻接所述活塞下部（11）的支撑面（23），
其特征在于，
沿周向方向循环的至少一个凹槽（28、29）引入到所述冷却油引导套筒（19）的所述指引表面（22）中和/或所述活塞下部（11）的所述支撑面（23）中。
2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冷却油引导套筒（19）形成为具有沿轴向方向延伸的狭缝（21）的狭缝套筒，所述狭缝套筒借助所述指引表面（22）弹簧弹性地压靠在所述活塞下部（11）的所述支撑面（23）上，其中润滑油经由所述狭缝进入所述冷却油引导套筒（19）和/或所述活塞下部（11）的相应凹槽（28、29）。
3.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，沿径向方向延伸并且穿透所述冷却油引导套筒（18）的至少一个凹口（30）、优选地至少两个凹口（30）引入到所述冷却油引导套筒（19）中，经由所述凹口，润滑油能够馈送到所述冷却油引导套筒（19）与所述活塞下部（11）之间的区域。
4.根据权利要求3所述的活塞，其特征在于，经由相应凹口（30），所述润滑油能够馈送到所述冷却油引导套筒（19）和/或所述活塞下部（11）的所述相应凹槽（28、29）。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的活塞，其特征在于，沿所述周向方向定界的至少一个油腔（31）、优选地至少两个油腔（31）引入到所述冷却油引导套筒（19）的所述指引表面（22）中和/或所述活塞下部（11）的所述支撑面（23）中。
6.一种内燃发动机的活塞，
具有活塞上部（10），
具有连接到所述活塞上部（10）的活塞下部（11），
具有活塞销（12），所述活塞销（12）安装在所述活塞下部（11）中并且用于将所述活塞连接到所述内燃发动机的连接杆（13），
具有形成在所述活塞上部（10）与所述活塞下部（11）之间的用于冷却油的第一冷却空间（15），所述冷却油用于冷却所述活塞，其中所述第一冷却空间（15）经由至少一个输送孔（17）连接到形成在所述活塞上部（10）与活塞下部（11）之间的第二冷却空间（16），
具有冷却油引导套筒（19），所述冷却油引导套筒（19）用于沿所述第一冷却空间（15）的方向引导冷却油，所述冷却油被引导通过所述连接杆（13）中的孔（18），其中所述冷却油引导套筒（19）的指引表面（22）邻接所述活塞下部（11）的支撑面（23），
其特征在于，沿周向方向定界的至少一个油腔（31）引入到所述冷却油引导套筒（19）的所述指引表面（22）中和/或所述活塞下部（11）的所述支撑面（23）中。
7.根据权利要求6所述的活塞，其特征在于，沿径向方向延伸并且穿透所述冷却油引导套筒（18）的至少一个凹口（30）、优选地至少两个凹口（30）引入到所述冷却油引导套筒（19）中，经由所述凹口，润滑油能够馈送到所述冷却油引导套筒（19）与所述活塞下部（11）之间的区域。
8.根据权利要求7所述的活塞，其特征在于，润滑油能够经由相应凹口（30）馈送到所述冷却油引导套筒（19）和/或所述活塞下部（11）的相应油腔（31）。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的活塞，其特征在于，所述冷却油引导套筒（19）形成为具有沿轴向方向延伸的狭缝（21）的狭缝套筒，所述狭缝套筒借助所述指引表面（22）弹簧弹性地压靠在所述活塞下部（11）的所述支撑面（23）上。
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