CN204677309U - 一种带冷却油腔的钢质活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带冷却油腔的钢质活塞，旨在一种冷却效果好、机油消耗少的发动机用活塞，它包括活塞本体和冷却油腔，冷却油腔靠近燃烧室的A表面、上端平行的C表面、靠近活塞内腔的B表面为环形波纹面、靠近活塞外圆的D表面为环形波纹面，环形波纹面的突起部分的截面为三角形或半圆形或长方形。本实用新型适用于各种发动的活塞。

Description

一种带冷却油腔的钢质活塞

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，具体的说，是涉及到一种带冷却油腔的钢质活塞。

背景技术

汽车活塞好比汽车发动机的中枢部位，在发动机启动时候占了极其重要的地位。汽车活塞是用来承受气体压力，并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。

近年来，由于发动机强化程度的不断提高，发动机的转速、平均有效压力和活塞平均速度都较以前有了大幅度的提高，因此发动机的热负荷和机械负荷都增加了。发动机强化度的提高使活塞工作温度相应升高，顶环槽温度在220℃以上就可能产生积炭和结胶，引起活塞环粘结和拉缸；温度超过180℃，铝合金材料的强度很快下降，可能引起活塞顶支撑部和活塞销座轴承部分高负荷区损坏。通常标定工况的平均有效压力超过1.034 N/mm2，活塞就需要冷却。

为了满足发动机向高功率密度方向发展的需要，发动机逐渐采用能够承受更大爆压的钢质活塞来有效提高升功率。但普通钢质活塞散热能力差，由于尺寸限制很难在保证活塞刚度要求的前提下增大冷却效果，主要缺点是活塞内冷油道与机油热交换面积不足，如果加大内冷油道又会使活塞的刚度变小。

目前，我们检索到一些钢质活塞的公开文献，例如：

1.中国专利申请号201020117911.X，公开日2010年11月3日，该申请案公开了一种整体式锻钢结构活塞，它包括锻造成的活塞头部与裙部焊接固定成为活塞本体；在环槽与燃烧室之间的活塞本体形成封闭冷却油腔，冷却油腔通过进、出油孔与外部相通；所述环槽包括上部的气环槽和下部的油环槽，在环槽下方，裙部上方加工有环形槽，所述环形槽与油环槽之间形成一环带，减轻了活塞重量，增加了裙部柔性；环带上设有若干连通油环槽与环形槽的回油孔，或者在油环槽的下侧面上设有水平回油盲孔。其不足之处在于：环形油槽的交换面积较小，传递温度的能力较差，冷却效果较差。

2.中国专利申请号201220516757.2 ，公开日2013年4月17日，该申请案公开了一种带有导入式冷却油腔的全钢活塞，它由冷却油腔以及导向冷却油腔的冷却油管组成，其中冷却油腔由两个半环形钢片封闭而形成，钢片上分别设有进油孔和出油孔，进油孔径大于出油孔径，冷却油管通过螺纹连接固定于活塞腔体上并指向进油孔。其不足之处在于：刚度较差，制造难度较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种冷却效果好、机油消耗少的发动机用活塞，在保证活塞刚度不变的前提下解决了现有活塞散热能力差的问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下方案实现的：

一种带冷却油腔的钢质活塞，包括活塞本体和冷却油腔，所述冷却油腔靠近燃烧室的A表面为环形波纹面。冷却油腔靠近燃烧室的A表面的温度是最高的，在A表面上增加环形波纹面不仅能增加A表面所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

所述冷却油腔与上端平行的C表面为环形波纹面。上端平行的C表面也是温度较高的区域，在C表面上增加环形波纹面不仅能增加C表面所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

所述冷却油腔靠近活塞内腔的B表面为环形波纹面。在B表面上增加环形波纹面不仅能增加B表面所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

所述冷却油腔靠近活塞外圆的D表面为环形波纹面。在D表面上增加环形波纹面不仅能增加D表面所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

所述环形波纹面的突起部分的截面为三角形或半圆形或长方形。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.冷却效果好。相比传统的钢制活塞，本实用新型的冷却油腔采用了波纹表面，增大了活塞与冷却机油的接触面积，增加了活塞温度向冷却机油的传递，有效降低了活塞的工作温度，经试验发现，可降低2℃以上。

2.降低了冷却机油的消耗。相比传统的钢制活塞，本实用新型能有效降低活塞温度，降低发动机机油消耗率，提高发动机的环保性能。

3.活塞刚度高。活塞是一个承受压力的零件，本实用新型的环形波纹面可以提高活塞的刚度，增加零件的使用寿命。

4.结构简单，便于制造，易于推广应用。本实用新型在传统的钢制活塞的冷却油腔内增加了环形波纹面，结构简单，制造工艺简单，便于生产制造。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中零部件名称及序号：

活塞本体1、冷却油腔2、A表面3、燃烧室4、活塞内腔5、B表面6、C表面7、D表面8。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述，但不限制本实用新型的保护范围和应用范围：

实施例1：

如图1所示，本实用新型包括活塞本体1和冷却油腔2，冷却油腔2靠近燃烧室4的A表面3为三角形环形波纹面。

活塞工作时，冷却油腔2靠近燃烧室4的A表面3的温度是最高的，在A表面3上增加环形波纹面不仅能增加A表面3所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：冷却油腔2与上端平行的C表面7为三角形环形波纹面。

上端平行的C表面7也是温度较高的区域，在C表面7上增加环形波纹面不仅能增加C表面7所在壁的强度，还增加了活塞与冷却机油的接触面积，加快了活塞的温度向冷却机油传递的速度，有利于降低活塞的整体温度。

实施例3：

与实施例2的不同之处在于：冷却油腔2靠近活塞内腔5的B表面6为三角形环形波纹面。

实施例4：

与实施例3的不同之处在于：冷却油腔2靠近活塞外圆的D表面8为三角形环形波纹面。

实施例5：

与上述实施例任意的不同之处在于：冷却油腔2内的A表面3、B表面6、C表面7、D表面8为矩形环形波纹面。

Claims (5)

1.一种带冷却油腔的钢质活塞，包括活塞本体（1）和冷却油腔（2），其特征在于：所述冷却油腔（2）靠近燃烧室（4）的A表面（3）为环形波纹面。

2.根据权利要求1所述的带冷却油腔的钢质活塞，其特征在于：所述冷却油腔（2）与上端平行的C表面（7）为环形波纹面。

3.根据权利要求1或2所述的带冷却油腔的钢质活塞，其特征在于：所述冷却油腔（2）靠近活塞内腔（5）的B表面（6）为环形波纹面。

4.根据权利要求3所述的带冷却油腔的钢质活塞，其特征在于：所述冷却油腔（2）靠近活塞外圆的D表面（8）为环形波纹面。

5.根据权利要求1或4所述的带冷却油腔的钢质活塞，其特征在于：所述环形波纹面的突起部分的截面为三角形或半圆形或长方形。