CN1596335A - 具有泄油槽的封闭室整体活塞 - Google Patents

Abstract

一整体活塞(10)具有一活塞头(12)，该活塞头(12)具有一形成于其上表面(16)的燃烧杯(28)和在一环带(14)的一外表面(26)上形成的多个活塞环槽(20、22、24)。在活塞头(12)内形成一机油冷却室(32)，该冷却室部分是由燃烧杯(28)的壁和环带限定。该活塞(10)具有结合的、不可动的活塞裙(46)，该活塞裙设成与活塞销凸台(38)成整体并且在其上端被固定到活塞环带(14)。活塞环(58、60、62)放置在每个活塞环槽(20、22、24)中，同时活塞头(12)还设有一泄油槽(52)，该槽设置在最低的环槽(62)的下面。

Description

具有泄油槽的封闭室整体活塞

技术领域

本发明总的涉及柴油机应用的整体活塞，其中形成的活塞头具有内部机油冷却室，并包括固定到活塞销凸台上的一活塞裙及活塞头的环带，更具体地涉及当活塞工作时控制从发动机汽缸壁上刮下的润滑油。

背景技术

柴油发动机通常采用所谓的整体活塞，其中活塞头与裙部是整体的，这样裙部相对于头部是不可动的。该活塞头设有一内部冷却室，在该室中冷却油循环以便在工作时冷却活塞头。

该活塞头包括一外环带，在该环带中设有多个沿圆周的连续的环槽。这些环槽容纳相应的活塞环，在工作时，活塞环以已知的方式搭在活塞缸的壁。典型地，环槽的最低一个容纳一个起到从汽缸壁上刮油作用的刮油器环以便限制绕过其余压缩环的机油量从而使“漏气”最小化及因此使发动机碳氢化合物排放量最小化。尽管作了努力，但还是有一定量机油绕过压缩环。在向下行程时，从壁上刮下的机油在环的前面堆积并收集在活塞与汽缸壁之间。当然，可以相信，在刮油器环之间的内表面上建立起获得的油的液体动力学的膜，尽管接触压力较高，使之能通过活塞环。

本发明的一个目的是通过提供较好地对从汽缸壁刮下的油的控制改善这种整体活塞以减少漏气并因此减少这种活塞的碳氢化合物的排放。

发明内容

根据本发明优选实施例构造的整体活塞包括一活塞头和一环带，活塞头具有在该活塞头的上表面中形成的燃烧杯，和环带的外表面设有多个活塞环槽。一个冷却室设在活塞头中具有至少部分是由环带提供的一外壁。一对销子凸台从对着燃烧杯的活塞头延伸出并设有轴向对准的销子孔。两销子凸台具有二侧面，它们是隔开的，并在环带的外表面横向向内。活塞裙在其上端固定到环带上并与两销子凸台形成整体。根据本发明，活塞头设有至少一个在环槽的最低一个的下面的泄油槽，该泄油槽没有活塞环并对销子凸台的外表面敞开。本发明也提供了构成具有这些特征的整体活塞的方法。

本发明具有提供改进机油刮下控制的整体活塞的优点，同时更具体的是改善从活塞壁刮下的油的排出以便使经活塞环的溢出最小化。改善的机油的排出减少在活塞的向下行程过程中刮油环前油的形成和背压力，因此允许更多的油要从壁上刮下同时较少的油经活塞环溢出，以便使从这种柴油发动机的碳氢化合物的排出有显著的降低。

附图说明

当结合以下详细描述和附图考虑时本发明的这些和其它特征及优点将变得更容易理解，附图中：

图1是根据本发明的优选实施例构造的活塞的透视图；

图2是沿图1的2-2线截取的图1的活塞的横剖视图；

图3是沿图1的3-3线截取的图1的活塞的横剖视图。

具体实施方式

图1-3示出根据本发明本优选实施例构造的封闭室整体活塞，总的以标号10表示。该活塞10包括一个上头部或活塞头12，活塞头12具有在头部12的上面或上表面16和与上面16隔开的下部区域18之间延伸的一个总的为圆柱形的外环带14。该环带14设有加工在环带14的外表面26里面的多个活塞环槽20、22和24。该外表面26具有预定的直径BD，在图2和3中标示为汽缸筒的直径。如图3最佳表示的，环带14的壁具有一预定的厚度或宽度，以RBW标示，对应于从环槽20、22和24的基底向内的环带壁的厚度。

该头部12设有从环带14径向向内地加工到头部12的上表面16中的燃烧杯28，并有相应形状的燃烧杯壁30。该头部12具有一预定的以TLH标示的端环槽脊高度，该高度是从上环槽20的顶到上表面16测量的，如图2所示。

活塞10具有一环形内机油室32，它具有部分由环带14限定的外壁及由燃烧杯壁30限定的上壁。该机油室32还以内环形支撑壁34为界，该支撑壁34径向向内地与环带14隔开并在燃烧杯壁30与下部沿圆周延伸的壁36之间延伸，该沿圆周延伸的壁36还延伸在内支撑壁34和环带14之间，与燃烧杯壁30隔开和封住机油室32底。内支撑壁34具有一以ISW标示的预定的内支撑壁宽度，并限定一具有预定的尺寸、以ISMD标示的内支撑壁平均直径，如图2所示。机油室32的顶在上环槽20的顶的上面延伸在图3中的GRP标示的预定距离。机油室32具有在图3中以GV标示的一预定的容积。

图2中最佳表示的，一对销子凸台38从头部12向下延伸并具有内表面40，该内表面40彼此轴向隔开以限定为接纳连杆上端的空间42。该销子凸台38设有沿销子孔轴线A轴向对准的销子孔42。该销子孔44接纳肘节销(未表示)，该肘节销将活塞10连接到连杆上(未表示)。活塞10具有在图2中以CH标示的压缩高度，该高度在销子孔轴线A与头部12的顶表面之间测出。

活塞10设有内活塞裙46。该裙46从头部12的环带14向下延伸并被不可动地连接或结合到在活塞相对的两侧的两个销子凸台38的每一个上。该活塞裙46在下表面48和上表面50之间延伸。该活塞裙46具有一以SL标示的、在裙的下和上表面48、50之间测量的预定的裙长度，如图3所示。一个泄油槽52加工到环带14邻近其下区域18的外表面26中，将环带的外表面26与活塞裙46的外表面54分开并限定活塞裙46的上表面。该槽52既不延伸通过室32也不通过活塞裙46的里面，优选地径向对准室32的底壁36。油槽52的底壁53在两销子凸台38之间绕活塞10圆周地延伸，但是在跨过销子凸台38的区域处是断开的，这样该油槽50对销子凸台38的凹陷的外平面56是敞开的，如图2所示，允许任何汇集在油槽52中的机油向下排回到跨越外表面56的区域的曲轴箱。泄油槽52的上壁55优选地绕活塞体12的圆周是连续的。如图3所示，活塞环58、62和64分别放置在环槽20、22和24中，而油槽52没有任何活塞环。

两销子孔之间的空间42对燃烧杯壁30是敞开的。因此，在燃烧杯壁30的下方有一由内支撑壁34径向界定的空间64，该空间64对两销子孔之间的空间42是敞开的。机油室32设有一或多个机油入口，在图6中以66示意表示，该入口在活塞的工作中与一个或多个对应的油喷口连通将冷却油射入机油室32以用已知的由于在工作中活塞10的往复运动所形成的机油的“混合振荡器”作用来冷却室32的周围的壁。引入到机油室32的机油允许通过一或多个排出口(在图3中示意表示在68处)，排出到空间64以便泄回到曲轴箱中(未表示)。

为形成封闭的机油室32，该活塞10初始可以由两或多个加工成机油室特征的零件构成，继而将它们彼此结合以便在后继的结合工序中构成封闭的机油室32。在所示实施例中，活塞10由分开的上和下冠状零件构成，该两冠状零件优选地用跨在分离线70的摩擦焊接结合，如图2所示。当然，冠状零件的焊接、铜焊或紧固(例如螺钉)的其它形式也被本发明考虑。

该活塞10用钢材制成并具有以下尺寸关系，使该活塞能成功地在300巴附近的高汽缸压力下工作。当然这只是一举例的实施例，泄油槽52可以用于不满足以下尺寸标准的构形的其它整体活塞：

ISMD＝BD的42-55％

ISW＝BD的3-8％

CH＞BD的53％

TLH＞BD的4％

GRP＞0

SL＝BD的30-80％

SW＝BD的2.5-6.5％

GV＝BD²的150-250％和BD²×CH的5-20％

显然，在上述教导下，本发明可有许多修改与变型。因此，应理解在所附权利要求的范围内，可以不像特定描述的那样实施。本发明由权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种整体活塞组件包括：

一活塞头和一环带，活塞头具有在其上表面形成的燃烧杯，环带的外表面设有多个环槽的一环带；

置于所述环槽中的多个活塞环；

在所述活塞头中邻近所述燃烧杯和所述环带形成的一机油冷却室；

从设有轴向对准的销子孔并具有轴向相对的两外表面的所述活塞头延伸出的一对销子凸台；

设成与所述销子凸台成为一不可动零件并在其上端与所述环带结合的活塞裙，和

在所述活塞头中在所述环槽以下的位置形成的泄油槽，所述泄油槽没有任何活塞环并对所述销子凸台的所述外表面敞开。

2.按照权利要求1的组件，其特征在于所述的泄油槽包括一在所述销子凸台之间基本上沿圆周连续地延伸的底壁，并且该底壁被所述销子凸台的外表面所中断。

3.按照权利要求1的组件，其特征在于所述机油冷却室包括一底壁。

4.按照权利要求3的组件，其特征在于所述泄油槽径向对准所述机油冷却室的所述底壁。

5.按照权利要求1的组件，其特征在于所述泄油槽靠近所述机油冷却室并靠近所述活塞裙的内部。

6.按照权利要求1的组件，其特征在于所述泄油槽包括围绕所述活塞头沿圆周连续的一上壁。

7.按照权利要求1的组件，其特征在于所述泄油槽具有一底壁地板表面，该表面与销子孔隔开。

8.按照权利要求1的组件，其特征在于所述泄油槽与所述环带及所述裙是连续的。

9.一种制造整体活塞的方法，包括：

形成在顶面具有燃烧杯的活塞头和在一环带的外表面中形成多个环槽；

在活塞头部形成一机油冷却室，在与活塞头相对的燃烧杯延伸出的一对销子凸台中提供销子孔；

形成在销子凸台上的外侧表面，该外侧表面是环带的外表面向里凹陷的；

形成一活塞裙，设成相对于活塞体和销子凸台为整体不可动结构；

在活塞头中形成一泄油槽，该泄油槽在两销子凸台之间是连续的并且该泄油槽跨过两销子凸台的侧面是不连续的及敞开的；和

在环槽中放置活塞环同时保持泄油槽没有任何活塞环。