CN201714476U - 发动机活塞的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机活塞的冷却结构，属于机械技术领域。它解决了现有的冷却结构只对活塞底部进行冷却，使活塞冷却速度慢，冷却效率低等问题。本发动机活塞的冷却结构，活塞安装于缸体内并能相对缸体作往复直线运动，活塞的顶部具有燃烧室，本冷却结构包括固设于缸体上并具有一进油口和一出油口的喷嘴，喷嘴的进油口连通缸体的主油道，活塞内具有呈环形闭合回路的油道，且活塞的底端还具有与该油道相通的进油孔和出油孔，喷嘴的出油口正对着进油孔。本实用新型通过机油在活塞油道内流动及时冷却活塞，使活塞冷却速度快，冷却效率高，有效的降低活塞的工作温度，改善活塞的工作环境，提高活塞的机械强度，延长活塞的使用寿命。

Description

发动机活塞的冷却结构

技术领域

本实用新型涉及一种发动机的活塞，特别是涉及发动机活塞的冷却结构，属于机械技术领域。

背景技术

活塞是发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键部件之一，活塞是通过燃油在活塞顶部的燃烧室燃烧，承受燃气的压力，使其在缸体上作往复直线运动，活塞再通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转，由此输出旋转作用力。活塞必须要在高温、高压、高速和润滑不良的条件下工作，直接和高温气体接触，瞬间温度可达2227℃以上，因此受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时的温度很高，顶部可达300～400℃以上，且活塞上的温度分布不均匀，活塞顶部承受气体压力很大，不仅会产生变形、加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，为了满足活塞抵抗热负荷的要求，因此在活塞上大多采取一些冷却措施，以此来提高活塞的使用寿命。

现有的活塞冷却的方式很多，但一般都是用机油冷却活塞和通过汽缸壁传热的方式来冷却活塞，机油冷却活塞一般要在发动机缸体上固定安装一喷嘴，喷嘴的两端分别为进油口和出油口，进油口连通缸体的主油道，出油口的方向正对着活塞，当活塞在缸体内作往复运动的同时，缸体油道内的机油通过喷嘴喷向活塞的底端，使之及时的进行冷却。但在发动机工作时，由于燃油在活塞顶部的燃烧室燃烧，因此燃气的高温从顶部依次传递到活塞的底部，上述的机油冷却活塞方式只能对活塞的底部进行冷却，通过机油带走活塞底部的少部分热量，而使大部分热量还留在活塞的顶部，不能对活塞顶部进行充分冷却，使活塞冷却速度慢，冷却效率低。

发明内容

本实用新型提供了一种能对活塞顶部进行冷却，在活塞工作中能有效地降低活塞的工作温度的发动机活塞的冷却结构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：发动机活塞的冷却结构，所述的活塞安装于缸体内并能相对缸体作往复直线运动，活塞的顶部具有燃烧室，本冷却结构包括固设于缸体上并具有一进油口和一出油口的喷嘴，所述喷嘴的进油口连通缸体的主油道，其特征在于，所述的活塞内具有呈环形闭合回路的油道，且活塞的底端还具有与该油道相通的进油孔和出油孔，所述喷嘴的出油口正对着进油孔。

本发动机活塞的冷却结构，主要用于有效降低活塞的工作温度，通过机油在油道内流动来冷却发热的活塞，其工作过程如下：当发动机工作时，活塞在缸体上并相对缸体作往复直线运动，当活塞运动的同时，缸体主油道内的机油通过喷嘴喷出的油束直接射入到设置在活塞的底端并与油道相通且与喷嘴出油口正对的进油孔内，机油通过进油孔进入油道内并从出油孔流出，并流到设在出油孔下方的油底壳内，油底壳的作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，收集并储存各摩擦部件流回的机油，使机油回到缸体主油道内，依次循环；当机油在油道里流动时将带走活塞吸收燃油燃烧时产生的热量，使活塞及时得到冷却，在油束射到进油孔上的过程中，会有一部分机油溅到活塞的运动副，从而起到润滑的作用。

在上述发动机活塞的冷却结构中，所述的油道设置在活塞的顶部。当燃油在活塞的燃烧室燃烧时，活塞顶部承受气体压力很大，燃气的高温是从活塞的顶部吸入，因此将冷却用的油道设置在活塞的顶部，使油道在通过机油的流动冷却活塞时能更好的将活塞的热量带走。

在上述发动机活塞的冷却结构中，所述的油道平行于活塞的端面。该结构这样设置的目的在于：使机油容易从进油孔进入油道内并从出油孔流出，防止机油在油道内流动发生逆流现象。

在上述发动机活塞的冷却结构中，所述的油道的中心位于活塞的轴线上。油道在活塞内设置均匀，使机油在油道内流动带走的活塞热量均匀，使活塞整体冷却均匀，防止活塞冷热不均，使活塞容易变形。

在上述发动机活塞的冷却结构中，所述的进油孔和出油孔呈对称设置。该结构这样设置的目的在于：使机油在油道里流动的路径相同，机油流动带走的活塞的热量速度相同，使活塞均匀的冷却。

与现有技术相比，本发动机活塞的冷却结构，通过机油在活塞油道内流动及时把活塞吸收燃油燃烧时产生的热量带走，本冷却结构是对活塞顶部进行充分冷却，使活塞冷却速度快，冷却效率高，有效的降低活塞的工作温度，改善活塞的工作环境，提高活塞的机械强度，延长活塞的使用寿命，在机油油束射到进油孔内的过程中，会有一部分机油溅到活塞的运动副，从而起到润滑的作用，提高活塞的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型发动机活塞的冷却结构的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是喷嘴的结构示意图。

图中，1缸体；1a主油道；2活塞；2a进油孔；2b出油孔；2c油道；2d燃烧室；3喷嘴；3a进油口；3b出油口；3c单向阀；4连杆；5曲轴。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

发动机一般都具有多个活塞缸，如双缸或三缸等，各个活塞缸的活塞分别通过连杆连接发动机的曲轴，发动机的曲轴是同时在各个活塞的共同作用下转动起来的，如图1所示发动机的一个活塞缸的结构示意图，其中，活塞2能够相对缸体1作往复直线运动，并且活塞2将其动力通过连杆4传递到曲轴5上，由于活塞2在工作时，燃油在燃烧室2d燃烧温度很高，活塞顶部承受气体压力很大，燃气的高温是从活塞2的顶部吸入，因此在活塞2的顶部设置了呈环形闭合回路的油道2c，该油道2c还包括有设置在活塞2的底端并与该油道2c相通的进油孔2a和出油孔2b，为了机油在油道2c内流动带走活塞2热量相同，如图2所示：油道2c的中心位于活塞2的轴线上并使进油孔2a和出油孔2b呈对称设置，本活塞2的冷却主要靠机油在油道2c内流动带走活塞吸收燃油燃烧时产生的热量来冷却活塞2，因此在油道的进油孔2a下方设置了能与缸体主油道1a连通的喷嘴3，喷嘴3过盈装配到在缸体1的内壁上，喷嘴3的进油口3a与主油道1a相通，其出油口3b正对油道的进油孔2a，当活塞2在运动过程中，缸体主油道1a内的机油通过喷嘴3喷出的油束直接射入到油道的进油孔2a内，机油通过进油孔2a进入油道2c内并从出油孔2b流出，最总流到设在出油孔下方的油底壳内，使机油回到缸体的主油道1a内，当机油在油道2c里流动时将带走活塞2吸收燃油燃烧时产生的热量，使活塞2及时得到冷却，在油束射到进油孔2a内的过程中，会有一部分机油溅到活塞的运动副上，从而起到润滑的作用。

如图3所示，在喷嘴3内安装有单向阀3c，单向阀3c是已有技术，一般在市场上都能买的到，通常由阀芯和弹簧组成，单向阀3c放置在喷嘴进油口3a和出油口3b之间用于开启喷嘴3利用压力喷射油束，其具体结构如下：喷嘴的进油口3a处具有阀芯安装位，阀芯置于安装位上，在阀芯和出油口3b处放置弹簧，由弹簧顶压在阀芯上，其作用过程如下：当进油口3a的机油压力大于弹簧的弹力时，机油能推动阀芯，从而使主油道1a与出油口3b相通，这样就能使机油从喷嘴3喷出；喷嘴3在单向阀的作用下有利于增大射程。

Claims (5)

1.发动机活塞的冷却结构，所述的活塞(2)安装于缸体(1)内并能相对缸体(1)作往复直线运动，活塞(2)的顶部具有燃烧室(2d)，本冷却结构包括固设于缸体(1)上并具有一进油口(3a)和一出油口(3b)的喷嘴(3)，所述喷嘴(3)的进油口(3a)连通缸体的主油道(1a)，其特征在于，所述的活塞(2)内具有呈环形闭合回路的油道(2c)，且活塞(2)的底端还具有与该油道(2c)相通的进油孔(2a)和出油孔(2b)，所述喷嘴(3)的出油口(3b)正对着进油孔(2a)。

2.根据权利要求1所述的发动机活塞的冷却结构，其特征在于，所述的油道(2c)设置在活塞(2)的顶部。

3.根据权利要求1所述的发动机活塞的冷却结构，其特征在于，所述的油道(2c)平行于活塞(2)的端面。

4.根据权利要求1所述的发动机活塞的冷却结构，其特征在于，所述油道(2c)的中心位于活塞(2)的轴线上。

5.根据权利要求1至4任一条所述的发动机活塞的冷却结构，其特征在于，所述的进油孔(2a)和出油孔(2b)呈对称设置。 

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