CN204283650U - 一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其包括：活塞头部组件；与所述活塞头部组件相连接的活塞裙部，所述活塞裙部的内部包括与所述活塞头部组件的内表面相连接且内端面组合成楔形面的至少两个活塞销座。所述活塞结构具有结构强度高、质量轻、摩擦损失小、节能环保以及结构简单的优点。

Description

一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构

技术领域

本实用新型涉及内燃机部件技术领域，尤其涉及一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构。

背景技术

随着汽车工业的日益发展，对涡轮增压汽油机的功率要求不断提高，进而对涡轮增压汽油机活塞的技术要求也越来越高。涡轮增压汽油机活塞作为涡轮增压汽油机的重要组成部件，其承受的热负荷和机械载荷远远高于传统的自然吸气汽油机，尤其是在涡轮增压汽油机活塞的销座处承受的热负荷和机械载荷更高。为了使得涡轮增压汽油机活塞强度满足工作的需求，一般通过加大活塞销座的壁厚来增大活塞销座的承受面积，以降低活塞销座的承受比压。但这样不能满足活塞结构设计轻量化的要求。

现有技术中的涡轮增压汽油机活塞存在无法在满足强度要求的同时也满足质量轻的问题。

实用新型内容

针对上述问题，根据本实用新型提出了一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其包括：活塞头部组件；与所述活塞头部组件相连接的活塞裙部，所述活塞裙部的内部包括与所述活塞头部组件的内表面相连接且内端面组合成楔形面的至少两个活塞销座。该两个活塞销座对称设置，该活塞销座的内端面之间组合成楔形面，且与第一安装销孔以及第二安装销孔共轴。该活塞销座包括顶部和下部，且顶部的宽度小于下部的宽度，即使得该两个活塞销座的内端面之间的夹角为11度至13度。从而增加了活塞销座上端的壁厚，保证了该活塞整体的结构强度。同时，减少了该活塞销座下端的壁厚，满足了所述活塞结构轻量化的需求。

较佳的，所述活塞销座的内表面的顶部宽度小于所述活塞销座的下部宽度。所述活塞销座相对的两个端面之间形成夹角，所述夹角的范围为大于等于11度且小于等于13度。这样的设置不仅增加了活塞销座上端的壁厚，保证了该活塞结构的整体结构强度。同时，也减少了该活塞销座下端的壁厚，减轻了该活塞结构的总体质量，满足了所述活塞结构轻量化的设计需求，达到了节省材料的目的，进而有效地节约了经济成本。

较佳的，所述活塞头部组件包括活塞头部和设置在所述活塞头部上端面的活塞顶部。

较佳的，所述活塞头部包括依次设置的第一道密封槽、第二道密封槽以及第三道密封槽。设置多道密封槽能够起到密封的作用，且密封槽设置的个数越多，则该活塞结构整体的密封性就越好。

较佳的，所述第一道密封槽和所述第二道密封槽均为气环槽，所述第三道密封槽为油环槽。该第一道密封槽和第二道密封槽中均安装有气环，从而起到密封的作用，防止可燃性混合气体因进入该活塞结构的内部而影响该活塞结构的往复运动。第三道密封槽中安装有油环，该油环主要起到刮油和布油的作用。当该活塞结构相对该气缸壁从上至下运动的过程中，该油环能够将气缸壁上的机油逐渐刮落并积累在该油环上，有效地避免将气缸壁上的机油带进燃烧室中而影响燃烧室中汽油的可燃率，进而达到了节能环保的目的。

较佳的，所述活塞裙部包括第一非受力面和与所述第一非受力面相平行的第二非受力面，所述第一非受力面上设置有第一安装销孔，所述第二非受力面上设置第二安装销孔，所述第一安装销孔与所述第二安装销孔共轴设置。由于该第一安装销孔和第二安装销孔用来安装活塞销，将该第一安装销孔和第二安装销孔共轴设置，提高了位于该第一安装销孔以及第二安装销孔中的活塞销的定位精度以及安装精度。从而，能够通过该活塞销实现将活塞结构与连杆连接为一体，并将该活塞销承受的气体压力传递给连杆。

较佳的，所述油环槽与所述活塞裙部相交接的部位构造成下环岸部，分别位于所述第一安装销孔的上方对应的所述下环岸部以及位于所述第二安装销孔的上方对应的所述下环岸部均设置有至少两个回油口。该各回油口的设置，能够有效地将油环从气缸壁上刮落的机油沿着该回油口流入直至流进该活塞结构底端的油底壳中，从而避免了因将机油带入燃烧室中而影响燃烧室中汽油的燃烧率。

较佳的，所述第一安装销孔的孔壁上设置有第一限位槽，所述第二安装销孔的孔壁上设置有第二限位槽。通过分别在该第一限位槽和第二限位槽中安装活塞销限位件，以此来限制该活塞销沿所述活塞裙部的径向(活塞销的轴向)发生窜动，从而，避免该活塞销在运动的过程中因撞击气缸壁而对气缸壁造成损坏。

根据本实用新型，所述活塞结构具有结构强度高、质量轻、摩擦损失小、节能环保以及结构简单的优点。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。在图中：

图1为本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的整体结构图。

图2为本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的半剖视图(A-A剖面)。

图3为本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的内部整体结构图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1、图2和图3，其分别为本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的整体结构图和本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的半剖视图(A-A剖面)以及本实用新型用于涡轮增压汽油机的活塞结构的内部整体结构图。如图1所示，所述活塞结构包括活塞头部组件1和活塞裙部2。其中，活塞头部组件1与活塞裙部2相连接。

在一个优选的实施例中，活塞头部组件1包括活塞头部11和活塞顶部12，该活塞顶部12位于活塞头部11的上端面。在一个优选的实施例中，该活塞顶部12的下端面与该活塞头部11的上端面相贴合。该活塞顶部12上端设置有燃烧室126(见图2)，燃烧室126在工作过程中由于内部可燃气体的燃烧，会释放出较大的热量。因此，该活塞顶部12应当具有较强的耐热性以及具有熔点高的特性，故将本申请中的该活塞顶部12由铝合金材质制造而成。由于铝合金具有导热系数大的特性，故能够将该活塞顶部12在工作过程中接收到的热量及时的传递出去，避免由于温度过高而使得该活塞顶部12发生形变而影响所述活塞结构的整体密封效果。

在本申请的实施例中，该活塞头部11的上端面由于与活塞顶部12的下端面相贴合。因此，该活塞顶部12会将接收到来自燃烧室126的热量传递给该活塞头部11，故该活塞头部11需要承受较大的热负荷。又由于该活塞头部11在气缸中不断的往复运动可能会与气缸壁发生碰撞，因此，该活塞头部11需要承受较大的机械负荷，故该活塞头部11应当由强度高以及耐热性好的材质制造而成。在本申请的实施例中，在满足上述强度高、耐热性好以及同时满足质量轻化的要求的条件下，故将该活塞头部11选择由铝合金材质制造而成。

在一个优选的实施例中，活塞头部11从上至下依次设置有多道密封槽，分别为第一道密封槽121、第二道密封槽122以及第三道密封槽123。其中，第一道密封槽121和第二道密封槽122均为气环槽，第三道密封槽123为油环槽。

由于该第一道密封槽121距离活塞顶部12上端设置的燃烧室126较近，因此，需要具有较强的耐热性。此外，在该活塞结构相对气缸壁不断往复运动的过程中，不断的与该气缸壁发生碰撞，因此，该气环也应当具有较好的耐磨性以及较好的强度，故为了满足上述特性，将该气环选择由合金钢材质制造而成。

该第二道密封槽122上通过设置有气环从而起到密封的作用。该气环由铸铁材质制造而成，该铸铁材质的特性与前述组成该油环的铸铁材质的特性相同，为避免赘述，此处不再详述。

该第三道密封槽123中安装有油环，从而起到密封的作用，防止可燃性混合气体因进入该活塞结构的内部而影响该活塞结构的往复运动。在本申请的实施例中，该油环主要起到刮油和布油的作用。此外，当该活塞结构相对该气缸壁从上至下运动的过程中，该油环能够将气缸壁上的机油逐渐刮落并积累在该油环上。该油环由铸铁材质制造而成，能够具有较好的耐磨性、较好的刚度和强度。

在本申请的实施例中，该活塞裙部2与第三道密封槽123(油环槽)相交接的部位构造成下环岸部124。其中，该活塞裙部2包括第一非受力面211(见图3)和第二非受力面212(见图3)，该第一非受力面211与第二非受力面212相互平行设置。在该活塞结构相对气缸壁往复运动的过程中，该第一非受力面211和第二非受力面212不会承受沿该活塞裙部2的径向推力，即作用在该活塞顶部12上的气体压力沿该活塞结构的径向水平分力不会作用在该第一非受力面211和第二非受力面212上。从而，该第一非受力面211和第二非受力面212不会向气缸壁侧发生碰撞。进而，该第一非受力面211和第二非受力面212不需要具有较高的结构强度。该第一非受力面211上设置有第一安装销孔213，第二非受力面上设置有第二安装销孔214，并且，该第一安装销孔213与该第二安装销孔214共轴设置。从而，提高了位于该第一安装销孔213以及第二安装销孔214中的活塞销的定位精度以及安装精度。将活塞销沿活塞裙部2的径向穿过该第一安装销孔213与第二安装销孔214相配合后的组合孔，从而，便于将所述活塞结构与连杆连接为一体，并将该活塞销承受的气体压力及时地传递给连杆。该活塞销自身受到的冲击载荷较大，并且内部润滑条件差，因此，该活塞销的工作环境决定该活塞销应当选用具有强度好、刚度好、韧性好以及耐磨性好的材质，故将该活塞销选择由低碳合金钢材质制造而成。此外，为了满足轻量化的设计要求，将该活塞销制造成空心结构。在一个优选的实施例中，该第一安装销孔213的孔壁上设置有第一限位槽215(见图2)，第二安装销孔214的孔壁上设置有第二限位槽216(见图2)。通过分别在该第一限位槽215和第二限位槽216中安装活塞销限位件，以此来限制该活塞销沿所述活塞裙部2的径向(活塞销的轴向)发生窜动，从而，避免该活塞销在运动的过程中因撞击气缸壁而对气缸壁造成损坏。在本申请的实施例中，该活塞限位件可为活塞销挡圈。

在本申请的实施例中，由于前述活塞结构相对气缸壁向下运动的过程中，会将气缸壁上的机油刮落在油环上，为了防止位于该油环上的机油随着活塞结构相对气缸壁向上运动的过程中，被带入到所述燃烧室126中，而使得该燃烧室126中存有机油和汽油的混合物，致使降低该燃烧室126中汽油的可燃率以及为了达到节能环保的目的，为此，在满足该活塞结构的整体结构强度的条件下，需分别在位于第一安装销孔213上方对应的下环岸部124上以及位于第二安装销孔214上方对应的下环岸部124上均设置有至少两个回油口125。其中，各回油口125为呈喇叭状的盲孔，即各回油口125并不从下环岸部124的外表面贯穿至活塞裙部2的内表面，而是在下环岸部124上设置有缺口。该各回油口125的设置，能够有效地将油环从气缸壁上刮落的机油沿着该回油口125流入，直至流进该活塞结构底端的油底壳中，从而避免了因将机油带入燃烧室126中而降低了燃烧室126中汽油的燃烧率。

在一个优选的实施例中，该活塞裙部2的内部包括至少两个活塞销座22(见图3)，该两个活塞销座22的内端面之间组合成楔形面。该两个活塞销座22的起始端面均与活塞头部组件1的内表面相连接，尾端面相对设置且留有空间。该两个活塞销座22对称设置，且与第一安装销孔213以及第二安装销孔214共轴。这样，使得活塞销顺利且准确地穿过，便于活塞销的安装及固定。该活塞销座22的内表面包括顶部221(见图2)和下部222(见图2)，且顶部221的宽度小于下部222的宽度，即使得该活塞销座22相对的两个端面之间形成的夹角θ，该夹角θ的范围为大于等于11度且小于等于13度。从而，不仅增加了活塞销座22上端的壁厚，保证了该活塞结构的整体结构强度。同时，也减少了该活塞销座22下端的壁厚，减轻了该活塞结构的总体质量，满足了所述活塞结构轻量化的设计需求，达到了节省材料的目的，进而有效地节约了经济成本。

综上所述，所述活塞结构具有结构强度高、质量轻、摩擦损失小、节能环保以及结构简单的优点。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，其包括：

活塞头部组件；

与所述活塞头部组件相连接的活塞裙部，所述活塞裙部的内部包括与所述活塞头部组件的内表面相连接且内端面组合成楔形面的至少两个活塞销座。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述活塞销座的内表面的顶部宽度小于所述活塞销座的下部宽度。

3.根据权利要求2所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述活塞销座相对的两个端面之间形成夹角。

4.根据权利要求3所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述夹角的范围为大于等于11度且小于等于13度。

5.根据权利要求1或2所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述活塞头部组件包括活塞头部和设置在所述活塞头部上端面的活塞顶部。

6.根据权利要求5所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述活塞头部包括依次设置的第一道密封槽、第二道密封槽以及第三道密封槽。

7.根据权利要求6所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述第一道密封槽和所述第二道密封槽均为气环槽，所述第三道密封槽为油环槽。

8.根据权利要求7所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述活塞裙部包括第一非受力面和与所述第一非受力面相平行的第二非受力面，所述第一非受力面上设置有第一安装销孔，所述第二非受力面上设置第二安装销孔，所述第一安装销孔与所述第二安装销孔共轴设置。

9.根据权利要求8所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述油环槽与所述活塞裙部相交接的部位构造成下环岸部，分别位于所述第一安装销孔的上方对应的所述下环岸部以及位于所述第二安装销孔的上方对应的所述下环岸部均设置有至少两个回油口。

10.根据权利要求8或9所述的用于涡轮增压汽油机的活塞结构，其特征在于，所述第一安装销孔的孔壁上设置有第一限位槽，所述第二安装销孔的孔壁上设置有第二限位槽。