CN1594921A

CN1594921A - 摩擦马力减小用活塞

Info

Publication number: CN1594921A
Application number: CNA2003101242086A
Authority: CN
Inventors: 金珉桢
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2005-03-16
Also published as: US20050051128A1; KR20050026170A; JP2005083371A

Abstract

本发明提供一种摩擦马力减小用活塞，其中，在发动机的爆发行程时，吸收爆发气体的一部分，部分地去除由爆发气体作用的活塞的接触压力，由此，可通过该活塞的摩擦马力的减小，来达到降低油耗及提高发动机功率的目的，同时可期待活塞和缸套的耐久性的增大效果。本发明的摩擦马力减小用活塞的特征在于具有下述结构：具备在活塞的顶环槽脊部的一定的圆周区间形成的爆发气体接纳槽，在爆发行程时，使爆发气体的一部分流入所述爆发气体接纳槽中。

Description

摩擦马力减小用活塞

技术领域

本发明涉及一种可减小在爆发行程时作用的摩擦马力的活塞，特别是涉及下述这样的活塞，即，具有在爆发行程时能够接纳爆发气体的一部分的槽机构，减小活塞的接触压力，由此，减小活塞的摩擦马力，这样，在可降低油耗及提高发动机功率的同时，可实现活塞和缸套的耐久性增大效果。

背景技术

最近，伴随燃料费的上升和排气规定的强化，与低油耗、低排放等有关的技术开发的要求正在增大。

特别是，如果减小发动机的摩擦损失，则可获得下述的效果，即，发动机的热效率提高，车辆在用相同量的燃料的情况下、可行驶的距离增加，为了行驶相同距离而投入的燃料量也减少，可减小大气污染。

因此，为了开发低油耗、低排放车辆，发动机的摩擦损失的减小是非常重要的。

另一方面，由活塞系统产生的摩擦损失，占包括发动机的内燃机整体的摩擦损失的约10～15％左右，故该部分的摩擦损失的减小，可大大地有助于发动机效率的提高。

如图4所示，若观看爆发行程时的推动侧(TS：Thrust Side)，则可知，活塞与缸套的接触压力(Contact Pressrue)增加。

另外，在接触压力超过极限水准(Critical Level)的情况下，则还发生活塞裙部的热粘着与缸套部的擦伤。

在发动机的活塞器具中，活塞和缸套之间的摩擦力与活塞作用于缸套上的侧力，具有较大的相关关系。

活塞侧力，通过作用于活塞的全体合力和传递给曲柄轴的连杆的角来求出。

例如，连杆的水平方向的分力成为活塞的侧力，作用于活塞的全体合力，由作用于活塞顶面的因燃烧压力产生的力和活塞的惯性力之和构成。

因该活塞侧力造成的摩擦减少对发动机效率的提高有较大的影响。

一般来说，作为减少活塞系统摩擦的一个方法，适合采用偏心曲柄轴(offset crank shaft)技法。

该技法是如下这样的技法，即，使气缸内径的中心与曲柄轴的中心不一致(如偏心)，在缸的内压为最大时，使连杆的作用角较小，由此，减小活塞侧力。

该方式实现下述的效果，即，在压缩行程，侧力增加，但在吸气行程和膨胀行程的侧力减少量进一步增加，从整体上来说，摩擦减少。

众所周知，偏心曲柄轴，特别是在低速、低负荷的区域，效果较大。

作为用于减小活塞系统的摩擦的另一方法来说，有在日本特开2000-97338号公报和日本特开9-119523号公报中公开的减小活塞的惯性力的方法。

可是，虽然节减活塞系统的重量，对于减小活塞的惯性力具有某种程度的效果，但是，由于活塞具有所要求的刚性，故通过上述重量的节减来减少摩擦存在界限。

发明内容

为了解决上述那样的问题，本发明的目的在于提供一种摩擦马力减小用活塞，其中，在发动机的爆发行程时，吸收爆发气体的一部分，部分地去除由爆发气体作用的活塞的接触压力，由此，可通过该活塞的摩擦马力的减小，来达到降低油耗及提高发动机功率的目的，同时可期待活塞和缸套的耐久性的增大效果。

用于达到上述目的的本发明的特征在于具有下述的结构，即，具备在活塞的顶环槽脊部的一定的圆周区间形成的爆发气体接纳槽，在爆发行程时，使爆发气体的一部分流入上述爆发气体接纳槽中。

本发明的特征在于，上述爆发气体接纳槽形成于顶环槽脊部的全体圆周区间的至少1/4的圆周区间。

本发明的特征在于，上述爆发气体接纳槽的形态是，使全体的槽区间的中间深度最大，越往两侧，其深度越逐渐减小，其端部与顶环槽脊部的外周面相合。

本发明的特征在于，上述爆发气体接纳槽的槽区间的两侧端成为越往上方越扩大的斜线。

本发明的特征在于，上述爆发气体接纳槽，在以活塞轴线为中心的对称位置至少具备二个以上。

附图说明

图1是表示本发明的摩擦马力减小用活塞的形态的立体图。

图2是沿图1中的A-A线的剖视图。

图3是表示本发明的摩擦马力减小用活塞在爆发行程时的动作状态的模拟画面。

图4是表示现有的活塞在爆发行程时的动作状态的模拟画面。

符号说明：10活塞，20顶环槽脊部，30爆发气体接纳槽，40斜线。

具体实施方式

实施例

下面参照附图，对本发明进行具体描述。

图1是表示本发明的摩擦马力减小用活塞的一个实施例的立体图。

如图1所示，在上述活塞10的推动部(Thrust Side)即顶环槽脊部20，设置有在规定的圆周区间具有一定深度的爆发气体接纳槽30。

该爆发气体接纳槽30是在爆发行程时爆发气体的一部分流入的地方。

因此，由于可以使活塞10少受到与流入爆发气体接纳槽30中的爆发气体的量相对应的气体压力的影响，故可使活塞10所承受的接触压力减小了相应的量。

优选为，上述爆发气体接纳槽30在顶环槽脊部20的全体圆周区间中的至少1/4的圆周区间形成，优选为，其位置是以活塞10的垂直中心轴线为中心在两侧的对称位置形成两个。

另外，更优选为，以活塞销的偏心轴线为中心形成于其两侧的对称位置。

就这样的爆发气体接纳槽30来说，如图2所示，其形态优选为，全体的槽区间的中间深度最大，越往两侧，其深度越逐渐减小，结果是，其端部与顶环槽脊部20的外周面相合。

此外，为了使爆发气体朝向推动侧的中心，优选为，爆发气体接纳槽30的槽区间的两侧端形成为越往上方越扩大的斜线40。

即，优选为，顶环槽脊部20以其上端侧的宽度较大、下端侧的宽度较小的对称形态来形成。

特别是优选为，爆发气体接纳槽30的深度和槽的尺寸，随着活塞的类型而不同，通过反复的试验，设定最佳的深度和尺寸。

在爆发气体接纳槽30的深度脱离上述范围的情况下，由于产生死区容积(Dead Volume)增加等的问题，故优选尽可能地设定在上述范围内。

这样的爆发气体接纳槽30，在爆发行程时，接纳爆发气体的一部分，由此，可减少活塞10的接触压力。

由于在活塞10从上死点移动至下死点的行程区间例如进行爆发行程的区间、在爆发行程时产生的爆发气体会流入到活塞10的爆发气体接纳槽30内，故活塞10会在排除象这样排出的一部分爆发气体的影响的状态下，实现行程。

即，如图3所示，在爆发行程时，活塞10不承受流入爆发气体接纳槽30中的一部分爆发气体的影响，因此可减小活塞10的接触压力，由此，可使活塞系统的效率降低达到最小化。

因此，通过活塞10的摩擦马力的减小，可降低油耗及提高发动机功率，同时还可增大活塞与缸套的耐久性。

发明的效果

如上所述，本发明可取得如下效果，即，在发动机的爆发行程时，可吸收爆发气体的一部分，减小活塞的摩擦马力，由此，可降低油耗及提高发动机功率，同时能够期待活塞和缸套的耐久性的增大效果。

Claims

1.一种摩擦马力减小用活塞，其特征在于：

具有下述结构：具备在活塞(10)的顶环槽脊部(20)的一定的圆周区间形成的爆发气体接纳槽(30)，在爆发行程时，使爆发气体的一部分流入所述爆发气体接纳槽(30)中。

2.根据权利要求1所述的摩擦马力减小用活塞，其特征在于：所述爆发气体接纳槽(30)形成于顶环槽脊部(20)的全体圆周区间的至少1/4的圆周区间。

3.根据权利要求1所述的摩擦马力减小用活塞，其特征在于：所述爆发气体接纳槽(30)的形态是，使全体的槽区间的中间深度最大，越往两侧，其深度越逐渐减小，其端部与顶环槽脊部(20)的外周面相合。

4.根据权利要求1所述的摩擦马力减小用活塞，其特征在于：所述爆发气体接纳槽(30)的槽区间的两侧端成为越往上方越扩大的斜线(40)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的摩擦马力减小用活塞，其特征在于：所述爆发气体接纳槽(30)，在以活塞(10)的轴线为中心的对称位置至少具备二个以上。