CN202732138U - 一种直喷式柴油机的活塞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要涉及一种直喷式柴油机的活塞，其包括：三环槽结构的活塞头部及中凸上小下大椭圆形结构的活塞裙部，活塞头部带有“ω”型的燃烧室。本实用新型活塞的结构设计适用于排量在0.5L左右的直喷式柴油机，通过合理布置活塞顶部燃烧室的位置及形状且合理布置活塞头部火力岸高度、环槽宽度及环岸宽度，解决了柴油机的动力性、经济性、环保性及可靠性要求的活塞设计难题，保证了活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，还能够减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及直喷式柴油机设计制造领域，特别涉及一种适用于排量在0.5L左右的直喷式柴油机活塞。
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零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并且活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
发动机活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，活塞受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，作功时，柴油机内气体压力高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)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。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
随着发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品。如何保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放，一直是本领域的技术难题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种导向性平稳、适于降低噪声和排放的直喷式柴油机的活塞。
为解决上述问题，本实用新型提供的直喷式柴油机的活塞，包括：活塞头部和裙部，活塞头部带有燃烧室。所述燃烧室为“ω”型，其特征在于：所述燃烧室的中心有一凸起部，凸起部的顶部呈圆形且直径为6±0.2mm，凸起部的顶部离活塞顶面的距离为4.75±0.02mm。本实用新型通过合理布置活塞顶部燃烧室的位置及形状，适于平稳活塞的导向性，并适于降低噪声和排放。
所述活塞头部呈三环槽结构，该三环槽结构包括：第一火力环岸、第二环岸和第三环岸；第一火力环岸高度h1为11.1±0.1mm，第二环岸高度h2为4.6±0.1mm，两者中间设有一积碳容隙槽，有利于柴油机排放，对活塞过热时防止粘结也有一定的作用，第三环岸高度h3为3±0.1mm，第一、第二、第三环槽宽度L1、L2、L3依次为：2±0.2mm、2±0.2mm、4±0.2mm，第一、第二环槽直径d1、d2为83.1±0.2mm，第三环槽直径d3为82.6±0.2mm，合理布置头部火力岸高度、环槽宽度及环岸宽度，有利于减小热阻力，改善活塞的工作条件，提高耐热、耐磨性能，密封良好，摩擦功损失低且能降低油耗，防止活塞与活塞环粘结。
所述燃烧室的顶部开口直径d4为45±2mm，该顶部开口的边缘与该活塞的中心轴线呈17～19°的夹角α，所述的凸起部四周的凹弧半径r1为17±0.2mm，该凸起部顶部的直径d5为6±0.2mm，且离活塞顶面的距离H1为4.75±0.2mm，所述凹弧与所述燃烧室侧壁在底部相交成倒圆角，该倒圆角半径r2为6mm，所述燃烧室的深度H2为12.5±0.2mm；所述燃烧室中心位置偏向排气侧，即偏离活塞中心横向x1为2.5±0.1mm，纵向y1为4.5±0.1mm，合理布置顶部燃烧室的位置及形状，有利于油气混合达到最佳，保证柴油机的直喷燃烧性能。
所述活塞裙部呈中凸上小下大椭圆形结构，短轴方向为活塞销孔轴线方向，长轴方向为短轴方向的垂直方向，长轴最高点设于底部0点20mm处，其直径d6为91.88±0.01mm，并往上下两方向呈逐渐减小，椭圆度从底部0点向上到中部在0.303～0.350mm范围内。所述活塞裙部的结构设计，改善了活塞的摩擦损失和热负荷高的问题。
本实用新型的技术效果：本实用新型所述的直喷式柴油机的活塞，采用“ω”型的活塞顶部燃烧室、三环槽结构的活塞头部及中凸上小下大椭圆形结构的活塞裙部设计，适用于排量在0.5L左右的直喷式柴油机，通过合理布置活塞顶部燃烧室的位置及形状且合理布置活塞头部火力岸高度、环槽宽度及环岸宽度，解决了柴油机的动力性、经济性、环保性及可靠性要求的活塞设计难题，保证了活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，还能够减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。
附图说明
图1是本实用新型的直喷式柴油机的活塞头部及顶部燃烧室结构示意图。
图2是本实用新型的活塞顶部燃烧室局部放大图。
图3是本实用新型的活塞顶部剖视图。
图4是本实用新型的活塞裙部型线视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：
如图1至4，一种直喷式柴油机的活塞，包括：活塞头部1和裙部2，活塞头部1带有燃烧室1-1。
活塞头部1呈三环槽结构，第一火力环岸高度h1为11.1±0.1mm，第二环岸高度h2为4.6±0.1mm，两者中间设有一积碳容隙槽，第三环岸高度h3为3±0.1mm，第一、第二、第三环的槽宽度L1、L2、L3依次为： 2±0.2mm、2±0.2mm、4±0.2mm，第一、第二环槽的直径d1、d2为83.1±0.2mm，第三环槽的直径d3为82.6±0.2mm。
燃烧室1-1为“ω”型，该燃烧室1-1的开口直径d4为45±2mm，该顶部开口的边缘与该活塞的中心轴线呈17～19°的夹角α，燃烧室1-1的中心有一凸起部，该凸起部四周的凹弧半径r1为17±0.2mm，凸起部顶部直径d5为6±0.2mm，且离活塞顶面的距离H1为4.75±0.2mm，凹弧与燃烧室1-1的侧壁在底部相交成倒圆角，倒圆角半径r2为6±0.2mm，燃烧室1-1的深度H2为12.5±0.2mm；燃烧室中心位置偏向排气侧，即偏离活塞中心横向x1为2.5±0.1mm，纵向y1为4.5±0.1mm。
活塞裙部为中凸上小下大椭圆形结构，短轴方向为活塞销孔轴线方向，长轴方向为短轴方向的垂直方向，长轴最高点设于底部0点20mm处，其直径d6为91.88±0.01mm，并往上下两方向呈逐渐减小，椭圆度从底部0点向上到中部在0.303～0.350mm范围内。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种直喷式柴油机的活塞，包括：活塞头部和裙部，活塞头部带有燃烧室，所述燃烧室为“ω”型，其特征在于：所述燃烧室的中心有一凸起部，凸起部的顶部呈圆形且直径为6±0.2mm，凸起部的顶部离活塞顶面的距离为4.75±0.02mm。
2.根据权利要求1所述的直喷式柴油机的活塞，其特征在于：所述活塞头部呈三环槽结构，该三环槽结构包括：第一火力环岸、第二环岸和第三环岸；第一火力环岸高度为11.1±0.1mm，第二环岸高度为4.6±0.1mm，两者中间设有一积碳容隙槽，第三环岸高度为3±0.1mm，第一、第二、第三环槽的宽度依次为：2±0.2mm、2±0.2mm、4±0.2mm，第一、第二环槽的直径为83.1±0.2mm，第三环槽的直径为82.6±0.2mm。
3.根据权利要求1或2所述的直喷式柴油机的活塞，其特征在于：所述燃烧室的顶部开口直径为45±2mm，该顶部开口的边缘与该活塞的中心轴线呈17～19°的夹角，所述的凸起部四周的凹弧半径为17±0.2mm；所述凹弧与所述燃烧室侧壁在底部相交成倒圆角，该倒圆角半径为6mm，所述燃烧室的深度为12.5±0.2mm；燃烧室中心位置偏向排气侧。
4.根据权利要求3所述的直喷式柴油机的活塞，其特征在于：所述活塞裙部呈中凸上小下大椭圆形结构，短轴方向为活塞销孔轴线方向，长轴方向为短轴方向的垂直方向，长轴最高点设于底部0点20mm处，其直径为91.88±0.01mm，并往上下两方向呈逐渐减小，椭圆度从底部0点向上到中部在0.303～0.350mm范围内。
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