CN205779290U - 柴油机活塞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种柴油机活塞。本实用新型提供的柴油机活塞，包括活塞头和与所述活塞头相连的裙部，所述活塞头外表面周向上设有气环槽和油环槽，所述活塞头内设有环形的内冷却油腔，所述内冷却油腔上至少具有一个进油孔和一个出油孔，且所述内冷却油腔的截面形状为长条形；所述裙部内设有空腔和与所述空腔连通的销孔，所述销孔与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡；与现有的柴油机活塞相比，活塞孔与空腔的连接处通过平滑曲线过渡，能有效提高活塞的耐机械负荷和热负荷能力，同时在所述活塞头内设置内冷却油腔，且该所述内冷却油腔的截面形状为长条形，这样能够更好地对所述活塞头进行冷却，冷却效果更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种柴油机活塞。
背景技术
近年来，随着人类社会的不断发展与进步，环境问题日趋引起人们的关注，世界各国逐渐健全并完善了相关的排放法规。随着国内与国际排放标准越来越严格，柴油机产品必须达到标准的排放要求才能获得相关部门的型式认证并得到生产许可，因而，要使柴油机产品具备一定的市场竞争力和市场前景，急需开发出一种低排放、低污染的新型柴油机。在影响柴油机排放性能的诸多因素中，主要运动件活塞是较为重要的影响因素之一。
由于柴油机在噪声及排放方面都有相关的国家标准，因此要提高柴油机的功率、燃油经济性和耐久性，同时还要进行成本控制，这就要求对柴油机的设计，尤其是活塞的设计越来越严格。
同时，柴油机向着大功率要求的趋势发展，又要求低排放、长寿命、燃油经济性和低成本，在这种环境下，柴油机的小型化与轻量化设计应运而生。可以说，小型化设计与减小重量在现代柴油机设计中的地位越来越重要。为了使发动机整体尺寸减小，必然的要使各个零部件尺寸相应减小；为了提高发动机的转速，降低振动与噪声，必然要求运动组件质量减小，以减小由此产生的惯性力。随着内燃机逐渐提高的性能优化和/或消耗优化，作用在活塞上的热应力和机械应力也逐渐增大。尤其是对于消耗优化而言，需要在减小活塞的重量的同时维持或者甚至是提高活塞的强度和耐久性。现有柴油机活塞顶部为常规的ω型燃烧室，内冷却油腔为环状梨形结构，销孔为一段带斜度的直线过渡。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种柴油机活塞，以解决现有技术中：梨形 内冷却油腔不能及时有效对活塞进行冷却；随着轻型柴油机最大爆发压力及发动机功率的提高，现有活塞销孔结构无法满足越来越严苛的机械负荷和热负荷；因此需要提供一个既能够满足机械负荷和热负荷的要求，又能够降低质量的柴油机活塞。
本实用新型提供了一种一种柴油机活塞，包括活塞头和与所述活塞头相连的裙部，所述活塞头外表面周向上设有气环槽和油环槽，所述活塞头内设有环形的内冷却油腔，所述内冷却油腔上至少具有一个进油孔和一个出油孔，且所述内冷却油腔的截面形状为长条形；所述裙部内设有空腔和与所述空腔连通的销孔，所述销孔与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡。
优选地，所述活塞头内还设有“ω”形燃烧室。
优选地，所述燃烧室从活塞头的顶部向活塞头内延伸，并在活塞头的顶部形成缩口，所述燃烧室的中部还设有朝向所述缩口的凸起，所述凸起的高度小于所述活塞头顶部至燃烧室底壁的距离。
优选地，所述燃烧室的深度为14.3mm、容积为23.2ml，所述缩口的直径为46mm。
优选地，所述气环槽包括第一气环槽和第二气环槽，所述第二气环槽位于所述第一气环槽和油环槽之间，且所述第二气环槽位于所述油环槽的上侧。
优选地，所述第一气环槽和/或所述第二气环槽内设有护圈。
优选地，所述油环槽上还开设有泄油孔。
优选地，所述活塞由铝或铝合金材料制成。
优选地，所述进油孔与竖直平面的夹角为5°，所述出油孔与水平面的夹角为42°。
优选地，所述销孔上设有依次连接的水平段、曲线段、斜线段和圆弧段。
有益效果：
本实用新型提供了一种柴油机活塞，包括活塞头和与所述活塞头相连的裙部，所述活塞头外表面周向上设有气环槽和油环槽，所述活塞头内设有环形的内冷却油腔，所述内冷却油腔上至少具有一个进油孔和一个出油 孔，且所述内冷却油腔的截面形状为长条形；所述裙部内设有空腔和与所述空腔连通的销孔，所述销孔与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡；与现有的柴油机活塞相比，活塞孔与空腔的连接处通过平滑曲线过渡，能有效提高活塞的耐机械负荷和热负荷能力，同时在所述活塞头内设置内冷却油腔，且该所述内冷却油腔的截面形状为长条形，这样能够更好地对所述活塞头进行冷却，冷却效果更好。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的柴油机活塞的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的柴油机活塞另一视角的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的柴油机活塞再一视角的结构示意图；
图4为图3中的M部放大图。
附图标记说明：
1、活塞，11-活塞头，111、燃烧室，1111、缩口，1112、凸起，112、第一气环槽，1121、护圈，113、第二气环槽，114、油环槽，1141、泄油孔，115、内冷却油腔，1151、进油孔，1152、出油孔，12、裙部，121、销孔，1211、水平段，1212、曲线段，1213、斜线段，1214、圆弧段。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1至图4所示，本实用新型提供了一种柴油机泵赛，包括活塞头11和与所述活塞头11相连的裙部12，所述活塞头11外表面周向上设有气环槽和油环槽114，所述活塞头11内设有环形的内冷却油腔115，所述内冷却油腔115上至少具有一个进油孔1151和一个出油孔1152，且所述内冷却油腔115的截面形状为长条形；所述裙部12内设有空腔和与所述空腔连通的销孔121，所述销孔121与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡。与现有的柴油机活塞1相比，活塞1孔与空腔的连接处通过平滑曲线过渡，能有效提高活塞1的耐机械负荷和热负荷能力，同时在所述活塞头11内设 置内冷却油腔115，且该所述内冷却油腔115的截面形状为长条形，这样能够更好地对所述活塞头11进行冷却，冷却效果更好。
如图1至图3所示，所述活塞1包括燃烧室111，所述燃烧室111设于所述活塞头11内，如图1和图2所示，所述燃烧室111为“ω”形，活塞1直径为83mm，总高度为72.6mm，压缩高度为46.5mm，且所述活塞1由铝或者铝合金材料制成，这样能够满足轻质量的需求；具体地，所述燃烧室111从活塞头11的顶部向活塞头11内延伸，并在活塞头11的顶部形成缩口1111，所述燃烧室111的中部还设有朝向所述缩口1111的凸起1112，所述凸起1112的高度小于所述活塞头11顶部至燃烧室111底壁的距离。所述燃烧室111的深度为14.3mm、容积为23.2ml，所述缩口1111的直径为46mm。通过将所述燃烧室111设置成“ω”形，具有扁平化特点，更有利于国V排放法规的达成；内冷却油腔115为腰形截面与梨形内冷却油腔115相比，且结构更有利于活塞1冷却，对于活塞1的冷却更加及时、冷却效率更高；另外，活塞1销孔121为曲线过渡，能有效提高活塞1的耐机械负荷和热负荷能力，使得活塞1能满足高速轻型国V柴油机的动力性和排放要求。
优选地，在所述活塞头11的外表面的周向上由上至下依次设有第一气环槽112、第二气环槽113和油环槽114，其中在第一气环槽112和/或第二气环槽113内设有护圈1121，所述护圈1121由铸铁材料制成，所述护圈1121的横截面为梯形，第一道气环槽高度为1.77mm，第二道气环槽4高度为1.5mm，油环槽1145高度为3mm。
优选地，如图1和图2所示，所述护圈1121设于所述第一气环槽112内，在所述护圈1121上设有一圈与所述活塞1环相配合的凹槽，优选地，所述护圈1121内形成的凹槽与压缩环相配合，所述第二气环槽113内也与所述压缩环配合用于密封蒸汽，指不让燃烧室111的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。
进一步地，如图3所示，所述油环槽114与机油环相配合，所述机油环用于把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞1及环的正常润滑；另外还可以通过活塞1环将活塞1的 热量传导给缸套，起到冷却作用：活塞1环将活塞1保持在气缸中，防止活塞1与气缸壁直接接触，保证活塞1平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞1敲缸；如图3所示，所述油环槽114的底壁上还设有泄油孔1141，机油环刮下的机油进入油环槽114内，并通过油环槽114内的泄油孔1141排入活塞1缸内。
如图1和图2所示，所述内冷却油腔115内设有一个进油孔1151和一个出油孔1152，所述进油孔1151，所述进油孔1151与竖直平面的夹角为5°，所述出油孔1152与水平面的夹角为42°；冷却剂或冷却油通过进油孔1151进入内冷却油腔115之后，再有内冷却油腔115流动一段距离后通过出油孔1152或进油孔1151排出，完成冷却循环；具体地，主要是通过活塞1冷却喷嘴向活塞1内冷却油腔115内连续不断的喷射束状油液进行强制冷却；内冷却油腔115顶部距离活塞1顶14mm，内冷却油腔115底部距离活塞1顶23mm。
可选地，如图3和图4所示，所述活塞1销孔121采用曲线过度设计，如图4所示，具体包括水平段1211、曲线段1212斜线段1213和圆弧段1214，通过将所述小孔设置成上述结构，能有效提高活塞1的耐机械负荷和热负荷能力；其中所述活塞1销孔121的直径为36±0.3mm，往外为活塞1销孔121的水平段1211，其直径为A＝28(+0.005，+0.010)mm，所述活塞1曲线段1212的直径为B＝(A+0.016)±0.0073mm；所述活塞1销孔121的斜线段1213与水平呈10°夹角；所述活塞1销孔121的圆弧段1214的半径为2mm。
综上所述，本实用新型提供了一种柴油机活塞，包括活塞头和与所述活塞头相连的裙部，所述活塞头外表面周向上设有气环槽和油环槽，所述活塞头内设有环形的内冷却油腔，所述内冷却油腔上至少具有一个进油孔和一个出油孔，且所述内冷却油腔的截面形状为长条形；所述裙部内设有空腔和与所述空腔连通的销孔，所述销孔与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡；与现有的柴油机活塞相比，活塞孔与空腔的连接处通过平滑曲线过渡，能有效提高活塞的耐机械负荷和热负荷能力，同时在所述活塞头内设置内冷却油腔，且该所述内冷却油腔的截面形状为长条形，这样能够更 好地对所述活塞头进行冷却，冷却效果更好。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种柴油机活塞，其特征在于，包括活塞头和与所述活塞头相连的裙部，所述活塞头外表面周向上设有气环槽和油环槽，所述活塞头内设有环形的内冷却油腔，所述内冷却油腔上至少具有一个进油孔和一个出油孔，且所述内冷却油腔的截面形状为长条形；所述裙部内设有空腔和与所述空腔连通的销孔，所述销孔与所述空腔的连接处通过平滑曲线过渡。
2.根据权利要求1所述的柴油机活塞，其特征在于，所述活塞头内还设有“ω”形燃烧室。
3.根据权利要求2所述的柴油机活塞，其特征在于，所述燃烧室从活塞头的顶部向活塞头内延伸，并在活塞头的顶部形成缩口，所述燃烧室的中部还设有朝向所述缩口的凸起，所述凸起的高度小于所述活塞头顶部至燃烧室底壁的距离。
4.根据权利要求3所述的柴油机活塞，其特征在于，所述燃烧室的深度为14.3mm、容积为23.2ml，所述缩口的直径为46mm。
5.根据权利要求1所述的柴油机活塞，其特征在于，所述气环槽包括第一气环槽和第二气环槽，所述第二气环槽位于所述第一气环槽和油环槽之间，且所述第二气环槽位于所述油环槽的上侧。
6.根据权利要求5所述的柴油机活塞，其特征在于，所述第一气环槽和/或所述第二气环槽内设有护圈。
7.根据权利要求1-6任一项所述的柴油机活塞，其特征在于，所述油环槽上还开设有泄油孔。
8.根据权利要求7所述的柴油机活塞，其特征在于，所述活塞由铝或铝合金材料制成。
9.根据权利要求7所述的柴油机活塞，其特征在于，所述进油孔与竖直平面的夹角为5°，所述出油孔与水平面的夹角为42°。
10.根据权利要求7所述的柴油机活塞，其特征在于，所述销孔上设有依次连接的水平段、曲线段、斜线段和圆弧段。
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