CN113431699A - 一种重型柴油机的钢活塞 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种重型柴油机的钢活塞，用于减少了制作的钢材料，可以降低钢活塞重量。本申请实施例包括：活塞顶部、活塞头部、活塞裙部、内冷油道、活塞环槽、活塞销座、活塞销孔和燃烧室；所述活塞顶部上设置有所述燃烧室，所述燃烧室用于对燃料进行燃烧；所述活塞头部四周设置有所述活塞环槽，所述活塞环槽用于安装活塞环组件；所述活塞头部内设置有内冷油道；所述活塞裙部设置有所述活塞销座和所述活塞销孔；所述活塞销座内侧端面与所述活塞头部的活塞内腔顶部保持平齐。

Description

一种重型柴油机的钢活塞
技术领域
本申请实施例涉及发动机领域，尤其涉及一种重型柴油机的钢活塞。
背景技术
随着人民生活的不断提高，机动车成为了人民交通出行的主要交通工具之一。活塞是机动车的核心部件，活塞需要承受交变的机械负荷和热负荷。
活塞的工作原理是承受燃烧室中的气体压力，并通过安装于活塞销座的活塞销传给连杆，使得连杆驱使曲轴旋转。活塞的顶部与缸套的凹形空间共同形成燃烧室，其中燃烧室的形状及活塞顶部的设计对内燃机气门运动的避让和燃烧过程有很大的影响。活塞在气缸内以很高的速度往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。
目前，现有的用于材质与制作工艺的原因，例如，传统的活塞销座内侧端面突出活塞头部的活塞内腔顶部的方式，使得钢活塞的重量大。
发明内容
本申请实施例提供了一种重型柴油机的钢活塞，降低钢活塞的重量。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
活塞顶部、活塞头部、活塞裙部、内冷油道、活塞环槽、活塞销座、活塞销孔和燃烧室；
活塞顶部上设置有燃烧室，燃烧室用于对燃料进行燃烧；
活塞头部四周设置有活塞环槽，活塞环槽用于安装活塞环组件；
活塞头部内设置有内冷油道；
活塞裙部设置有活塞销座和活塞销孔；
活塞销座内侧端面与活塞头部的活塞内腔顶部保持平齐。
可选的，活塞销座外侧设置了凸出面窗的凸台。
可选的，活塞压缩高度除以活塞顶部长度得到的数值约为50至60％。
可选的，活塞销孔的上边缘距离最下方的活塞环槽高度约为4至5mm。
可选的，活塞顶部距离最上方的活塞环槽的上边缘的高度约为8至10mm。
可选的，活塞顶部距离中间的活塞环槽的上边缘高度约为19至21mm。
可选的，活塞顶部距离最下方的活塞环槽的上边缘高度约为23至27mm。
可选的，钢活塞还包括活塞环组件和缸套；
活塞环组件包括第一道环、第二道环以及第三道环，第一道环用于把活塞顶部吸收的热量传到给气缸壁，第二道环和第三道环用于刮落附着于缸套上的机油；
活塞本体内置于缸套中，第一道环、第二道环以及第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在活塞本体的活塞环槽内。
可选的，第一道环的断面形状为长方形；
第二道环为缺角型环结构，断面下端远离活塞的角存在一个缺口；
活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回内冷油道，轴向回内冷油道用于增加轴向回油面积。
可选的，活塞本体的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得活塞环槽的断面呈平行四边形结构，活塞环槽呈蝶形结构。
可选的，活塞环组件的活塞环本体与缸套接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层，半镶嵌结构涂层用于增加活塞环的耐磨性能。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
活塞顶部上设置有燃烧室，活塞头部四周设置有活塞环槽，活塞环槽用于安装活塞环组件。活塞头部内设置有内冷油道，活塞裙部设置有活塞销座和活塞销孔。并且，活塞销座内侧端面与活塞头部的活塞内腔顶部保持平齐，与传统的活塞销座内侧端面突出活塞头部的活塞内腔顶部的方式不同，将原本突出的设计修改为保持平齐的设计，减少了制作的钢材料，可以降低钢活塞重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为重型柴油机的钢活塞的切面示意图；
图2为重型柴油机的钢活塞的活塞销座结构示意图。
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。
此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
本申请实施例提供了一种重型柴油机的钢活塞，用于减少制作的钢材料，降低钢活塞重量。
参阅图1至图2，一种重型柴油机的钢活塞，包括：
活塞顶部1、活塞头部2、活塞裙部3、内冷油道4、活塞环槽5、活塞销座6、活塞销孔7和燃烧室8。活塞顶部上设置有燃烧室，燃烧室用于对燃料进行燃烧，燃烧室是活塞的主要功能结构之一，起到了让燃料充分燃烧的功能。
活塞头部四周设置有活塞环槽，活塞环槽用于安装活塞环组件，通常活塞环组件包括油环与气环，油环用于将活塞运行过程中所产生的积碳刮落，并且防止机油倒吸。本实施例中，活塞环组件设置了三个环，两条气环和一条油环，分别定义为第一道环(气环)、第二道环(气环)和第三道环(油环)，第一道环、第二道环和第三道环依次从上到下安装在活塞环槽上。第一道环、第二道环和第三道环上设置有开口，开口可以防止工作过程中各个环的膨胀导致活塞损坏。
活塞头部内设置有内冷油道，主要用于降温。
活塞裙部设置有活塞销座和活塞销孔，活塞销孔用于适配活塞销，将活塞销放置入活塞销孔中，可以将连杆固定，使得活塞带动连杆，将动能传递到曲拐上；
活塞销座内侧端面与活塞头部的活塞内腔顶部保持平齐，即图中的C面不再设计传统的凸出结构，这样减少了钢材料的用量，降低了钢活塞自身的重量。
活塞销座外侧设置了凸出面窗B长度的凸台，有利于加强销座的强度和与销的接触面积。
接下来对活塞结构进行细致的限定。
活塞压缩高度H1除以活塞顶部长度A得到的数值约为50至60％。
活塞销孔的上边缘距离最下方的活塞环槽高度H2约为4至5mm。
活塞顶部距离最上方的活塞环槽的上边缘的高度H3约为8至10mm。
活塞顶部距离中间的活塞环槽的上边缘高度H4约为19至21mm。
活塞顶部距离最下方的活塞环槽的上边缘高度H5约为23至27mm。
上述数据为在制作过程中所确定的一部分参数，均属于本方案的保护范围。
下面对缸活塞的其他部分及其功能进行详细说明。
钢活塞还包括活塞环组件和缸套，活塞环组件为气环与油环的组合结构，主要用于安装在活塞环槽内，具体用于密封、导热和刮碳等。
活塞本体内置于缸套中，第一道环、第二道环以及第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在活塞本体的活塞环槽内，并且第一道环的断面形状为长方形。
第二道环为缺角型环结构，断面下端远离活塞的角存在一个缺口，主要用于加强刮碳的功能。
活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回内冷油道，轴向回内冷油道用于增加轴向回油面积。
活塞本体的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得活塞环槽的断面呈平行四边形结构，活塞环槽呈蝶形结构。
活塞环组件的活塞环本体与缸套接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层，半镶嵌结构涂层用于增加活塞环的耐磨性能。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

Claims (11)

1.一种重型柴油机的钢活塞，其特征在于，包括：
活塞顶部、活塞头部、活塞裙部、内冷油道、活塞环槽、活塞销座、活塞销孔和燃烧室；
所述活塞顶部上设置有所述燃烧室，所述燃烧室用于对燃料进行燃烧；
所述活塞头部四周设置有所述活塞环槽，所述活塞环槽用于安装活塞环组件；
所述活塞头部内设置有内冷油道；
所述活塞裙部设置有所述活塞销座和所述活塞销孔；
所述活塞销座内侧端面与所述活塞头部的活塞内腔顶部保持平齐。
2.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞销座外侧设置了凸出面窗的凸台。
3.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，活塞压缩高度除以所述活塞顶部长度得到的数值约为50至60％。
4.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞销孔的上边缘距离最下方的活塞环槽高度约为4至5mm。
5.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞顶部距离最上方的活塞环槽的上边缘的高度约为8至10mm。
6.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞顶部距离中间的活塞环槽的上边缘高度约为19至21mm。
7.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞顶部距离最下方的活塞环槽的上边缘高度约为23至27mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的钢活塞，其特征在于，所述钢活塞还包括活塞环组件和缸套；
所述活塞环组件包括第一道环、第二道环以及第三道环，所述第一道环用于把活塞顶部吸收的热量传到给气缸壁，所述第二道环和所述第三道环用于刮落附着于所述缸套上的机油；
所述活塞本体内置于所述缸套中，所述第一道环、所述第二道环以及所述第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在所述活塞本体的活塞环槽内。
9.根据权利要求8所述的钢活塞，其特征在于，所述第一道环的断面形状为长方形；
所述第二道环为缺角型环结构，所述断面下端远离活塞的角存在一个缺口；
所述活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回内冷油道，所述轴向回内冷油道用于增加轴向回油面积。
10.根据权利要求8所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞本体的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得所述活塞环槽的断面呈平行四边形结构，所述活塞环槽呈蝶形结构。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞环组件的活塞环本体与所述缸套接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层，所述半镶嵌结构涂层用于增加活塞环的耐磨性能。
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