CN204344301U - 一种发动机活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，在所述第二环岸或/和第三环岸的外圆周上设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。通过上述方式，本实用新型的发动机活塞，既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

Description

一种发动机活塞

技术领域

本实用新型涉及发动机配件的领域，尤其涉及一种发动机活塞。

背景技术

发动机的排放控制要求越来越严，活塞（及由其与活塞环组组成的活塞总成）作为发动机的关键零部件之一，其本体结构设计对尾气排放中碳氢排放的大小具有重要影响。首先，在发动机排气过程中，部分藏在活塞与活塞环和气缸壁间间隙中（主要是第一压缩活塞环以上余隙及部分第一压缩活塞环与第二压缩活塞环间余隙）的碳氢化合物会随着燃烧废气一起逸出排气门外；其二，在发动机混合气压缩行程和点火燃烧膨胀下行过程中，部分高压混合气和高温高压燃气在巨大压差作用下通过活塞与活塞环及气缸体间间隙而进入发动机曲轴箱中，形成混合气和燃气的窜气泄漏，所述窜气泄漏通常还会导致曲轴箱中的机油油温油压升高而形成机油蒸汽，与燃气及燃油混合气窜气一起进入发动机呼吸器，部分机油蒸汽因而会进入燃烧室参与燃烧而形成未燃碳氢排放物随燃烧废气排出排气门外；再者，机油的持续燃烧会在活塞顶部与燃烧室表面形成积碳，积碳的形成会成为未燃烧碳氢化合物的温床，而藏在积碳中的碳氢化合物会在排气过程中随燃烧废气一起逸出排气门外。很显然，燃气燃油混合窜气泄漏量的大小对碳氢排放大小有不可忽视的直接影响。

现有发动机活塞大多为等环岸直径和等槽深结构，其与相应活塞环组和气缸壁形成的余隙通道由于不具有明显的多级突缩突扩特性而无法产生足够大的阻力和耗散效应，因而很难阻止高压燃油混合气和高温高压燃气的大量窜气泄漏，即便人们采用减小余隙的办法多数也作用有限。

专利申请号为201210555032.9的中国实用新型专利申请公开了一种增压发动机活塞，采用在第二环岸上设置环形泄压槽（截面为未封口的P形）以减少燃气的窜漏量，虽然对减小窜气泄漏能起到一定作用，但不足之处是所公开的单个P形泄压槽作用有限，尤其是其未封口的P形截面设计会引起透气效应，其结果是相当一部分高速窜气动能无法被有效耗散而直接转变成了压力能，进而导致部分窜气仍具有足够能量下行至曲轴箱内。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种发动机活塞，活塞结构和与之相匹配的活塞环组及气缸壁一起将形成一个特别的具有多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，在所述第二环岸的外圆周上设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

在本实用新型一个较佳实施例中，在所述第三环岸的外圆周上还设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供了一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，在所述第三环岸的外圆周上设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，优选为0.6-0.65。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二环岸或 / 和第三环岸的外圆周上设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽，其截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二环岸或 / 和第三环岸的外圆周上设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽，其截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形，且其表面与相应的第二或第三环岸表面相交形成上部棱角和下部棱角。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二环岸或第三环岸上的环状突扩膨胀槽的槽宽或环状突扩膨胀槽的槽宽之和与相应第二环岸或第三环岸的岸高之比小于1.0，优选为0.45-0.80。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二环岸或第三环岸上的各环状突扩膨胀槽的槽深与槽宽之比小于1.0，截面形状呈圆弧形或半月形或双圆弧形或双半月形的，其槽深与槽宽之比优选为0.3-0.5；截面形状呈U形或双U形的，其槽深与槽宽之比优选为0.5-0.8。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽宽或非等槽宽结构，第一压缩环槽的槽宽与第二压缩环槽的槽宽之比小于等于1.0，优选为0.6-1.0。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供了一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于1.0，在所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽的截面形状呈圆弧形、半月形或底部为半月形的U形，在所述第三环岸的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽和第二环状突扩膨胀槽的截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形，其特征在于，所述第一环状突扩膨胀槽位于第二环岸中间，所述第一环状突扩膨胀槽的表面与所在第二环岸的表面保持锐利棱角相交，且所述第二环状突扩膨胀槽位于第三环岸中间，所述第二环状突扩膨胀槽的表面与所在第三环岸的表面保持锐利棱角相交。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的发动机活塞，活塞结构和与之相匹配的活塞环组及气缸壁一起将形成一个特别的具有多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是本实用新型的发动机活塞的一较佳实施例的结构示意图；

图2 是图1中第一压缩环槽与第二压缩环槽的槽深与结构的局部放大示意图；

图3 是图1中第一环状突扩膨胀槽截面为圆弧形或半月形的局部放大示意图；

图4 是图1中第一环状突扩膨胀槽截面变成底部为半月形的U形的局部放大示意图；

图5 是本实用新型另一发动机活塞的一较佳实施例的结构示意图；

附件中的标记为：1、活塞本体，2、 第一环岸，3、第一压缩环槽，4、第二环岸，5、第二压缩环槽，6、第三环岸，7、油环槽，8、第一环状突扩膨胀槽，9、第二环状突扩膨胀槽，41、上部夹角，42、下部夹角，81、上部棱角，82、下部棱角。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型实施例包括：

一种发动机活塞，包括活塞本体1，所述活塞本体1的外圆周上从上到下依次设有第一环岸2、第一压缩环槽3、第二环岸4、第二压缩环槽5、第三环岸6和油环槽7，所述第一压缩环槽3与第二压缩环槽5为等槽等或非等槽深结构，与现有活塞相比，所述第一压缩环槽的槽深大幅变小，而所述第二压缩环槽槽深则显著加大。本实用新型实施例中，所述第一压缩环槽3的槽深与第二压缩环槽5的槽深之比小于1.0，且在所述第二环岸4的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽8，所述第一环状突扩膨胀槽8位于第二环岸4中间。

其中，所述第一压缩环槽3与第二压缩环槽5为等槽深或非等槽深结构，所述第一压缩环槽3的槽深与第二压缩环槽5的槽深有显著差别，第一压缩环槽3的槽深与第二压缩环槽5的槽深之比小于1.0，优选地，第一压缩环槽3的槽深与第二压缩环槽5的槽深之比可取为0.6-0.65，换言之，所述第一压缩环槽3的槽深比第二压缩环槽5的槽深浅54%-67%。

其中，所述第一压缩环槽3与第二压缩环槽5为等槽宽或非等槽宽结构，所述第一压缩环槽3的槽宽与第二压缩环槽5的槽宽可有显著差别，第一压缩环槽3的槽宽与第二压缩环槽5的槽宽之比小于等于1.0，优选地，第一压缩环槽3的槽宽与第二压缩环槽5的槽宽之比可取为0.6-1.0。

上述中，所述第一环状突扩膨胀槽8位于第二环岸4中间，其截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形；或者，所述第一环状突扩膨胀槽8位于第二环岸4中间，其截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形，且其表面与第二环岸4表面相交形成上部棱角81和下部棱角82（保持锐利、无倒角、无圆角）；所述第二环岸4表面分别与第一压缩环槽3和第二压缩环槽5表面相交形成上部夹角41和下部下角42（有小倒角圆角）。

其中，所述第一环状突扩膨胀槽8的槽宽与第二环岸4的岸高之比小于1.0，优选为0.45-0.80；所述第一环状突扩膨胀槽8的槽深与槽宽之比小于1.0，优选为0.3-0.5。

进一步的，所述第一环状突扩膨胀槽的截面形状还可以为底部呈半月形的U形，所述截面形状为U形的第一环状突扩膨胀槽8的表面与与第二环岸4的表面保持锐利棱角（无倒角）相交。

其中，所述截面形状为U形的第一环状突扩膨胀槽8的槽深与槽宽之比小于1.0，优选为0.5-0.8，所述截面形状为U形的第一环状突扩膨胀槽8的槽宽与第二环岸4的岸高之比小于1.0，优选为0.45-0.80。

在发动机缸压较高情形下，本实用新型还提供了另一种发动机活塞，包括上述发动机活塞描述的结构外，所述第三环岸6的外圆周上可另外加设有第二环状突扩膨胀槽9，所述第二环状突扩膨胀槽9的截面形状呈圆弧形或半月形或底部呈半月形的U形或双圆弧形或双半月形或双U形，且所述第二环状突扩膨胀槽9位于第三环岸6中间，所述第二环状突扩膨胀槽9的表面与所在第三环岸6的表面保持锐利棱角（无倒角）相交。

综上所述，本实用新型的发动机活塞，活塞结构和与之相匹配的活塞环组及气缸壁一起将形成一个特别的具有多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，其特征在于，在所述第二环岸的外圆周上设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

2.根据权利要求1 所述发动机活塞，其特征在于，在所述第三环岸的外圆周上还设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

3.一种发动机活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，其特征在于，在所述第三环岸的外圆周上设有一个或多于一个的环状突扩膨胀槽。

4.根据权利要求1-3之一所述发动机活塞，其特征在于，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0。

5.根据权利要求1-3之一 所述发动机活塞，其特征在于，所述第二环岸或第三环岸上的环状突扩膨胀槽的槽宽或环状突扩膨胀槽的槽宽之和与相应第二环岸或第三环岸的岸高之比小于1.0。

6.根据权利要求1-3之一所述发动机活塞，其特征在于，所述第二环岸或第三环岸上的各环状突扩膨胀槽的槽深与槽宽之比小于1.0。

7.根据权利要求1-3 之一所述发动机活塞，其特征在于，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽宽或非等槽宽结构，第一压缩环槽的槽宽与第二压缩环槽的槽宽之比小于等于1.0。

8.根据权利要求1-3之一所述发动机活塞，其特征在于，所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第三环岸的外圆周上设有第二环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽位于第二环岸中间，所述第一环状突扩膨胀槽的表面与所在第二环岸的表面保持锐利棱角相交，且所述第二环状突扩膨胀槽位于第三环岸中间，所述第二环状突扩膨胀槽的表面与所在第三环岸的表面保持锐利棱角相交。