CN209212403U - 一种柴油机及其活塞组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机及其活塞组件，包括活塞和活塞环，该活塞环包括沿活塞高度方向由高到低依次布置的第一环、第二环和油环；第一环用于与缸孔的孔壁相对的表面为弧面，弧面靠近第二环的一侧所对应的圆的半径大于该弧面远离第二环的一侧所对应的圆的半径。可使该第一环与缸孔的孔壁相对的表面设置为不对称的，且靠近第二环的一侧对应的圆的半径大，使得此段弧面与缸孔的孔壁之间的缝隙较小，而远离第二环的一侧对应的圆的半径小，使得此段弧面与缸孔的孔壁之间的缝隙较大。在活塞上行时，可减小与缸孔的孔壁接触压力，降低机油上窜至燃烧室烧掉；当活塞下行时，下端尖角可尽可能刮除缸孔的孔壁多余机油，降低浪费，可降低对机油的消耗。

Description

一种柴油机及其活塞组件

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件的技术领域，特别涉及一种柴油机及其活塞组件。

背景技术

随着国家排放要求的不断升级，现代轻型车用柴油机趋向低机油消耗、高保养换油里程的方向发展。其中，活塞及活塞环作为发动机内部直接接触高温燃气的关键零部件，对机油消耗的控制作用尤为重要，因此，其设计方案对降低机油消耗的要求也越来越高。

因此，如何提供一种活塞组件，以降低机油消耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种活塞组件，以降低机油消耗。本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述活塞组件的柴油机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种活塞组件，包括活塞和活塞环，其中，所述活塞环包括沿所述活塞高度方向由高到低依次布置的第一环、第二环和油环；

其中，所述第一环用于与缸孔的孔壁相对的表面为弧面，且所述弧面靠近所述第二环的一侧所对应的圆的半径大于所述弧面远离所述第二环的一侧所对应的圆的半径。

优选的，上述的活塞组件中，所述第二环靠近所述缸孔的孔壁的一侧为锥形面，所述锥形面由靠近所述第一环的方向向靠近所述油环的方向渐扩。

优选的，上述的活塞组件中，所述油环的刮油刃为阶梯型刃。

优选的，上述的活塞组件中，所述活塞具有用于安装所述第一环的第一环槽、用于安装所述第二环的第二环槽和用于安装所述油环的油环槽。

优选的，上述的活塞组件中，所述第一环的环高为2.3-2.7mm，所述第一环的径向厚度为3.2-3.6mm；

所述第一环与所述第一环槽的侧壁之间的侧隙为0.08-0.13mm，所述第一环与所述第一环槽的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

优选的，上述的活塞组件中，所述第二环的环高为1.9-2.1mm，所述第二环的径向厚度为3.5-3.9mm；

所述第二环与所述第二环槽的侧壁之间的侧隙为0.06-0.1mm，所述第二环与所述第二环槽的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

优选的，上述的活塞组件中，所述油环的环高为1.9-2.1mm，所述油环的径向厚度为2.3-2.7mm；

所述油环与所述油环槽的侧壁之间的侧隙为0.02-0.06mm，所述油环与所述油环槽的槽底之间的背隙为0.4-0.7mm。

优选的，上述的活塞组件中，所述活塞与所述缸孔的孔壁之间的配合间隙为0.054-0.072mm。

一种柴油机，包括活塞组件，其中，所述活塞组件为上述任一项所述的活塞组件。

由以上技术方案可以看出，本实用新型所公开的一种活塞组件，包括活塞和活塞环，该活塞环包括沿活塞高度方向由高到低依次布置的第一环、第二环和油环；其中，第一环用于与缸孔的孔壁相对的表面为弧面，且弧面靠近第二环的一侧所对应的圆的半径大于该弧面远离第二环的一侧所对应的圆的半径。如上设置，可使该第一环与缸孔的孔壁相对的表面设置为不对称的，且靠近第二环的一侧对应的圆的半径大，使得此段弧面与缸孔的孔壁之间的缝隙较小，而远离第二环的一侧对应的圆的半径小，使得此段弧面与缸孔的孔壁之间的缝隙较大。在活塞上行时，可减小与缸孔的孔壁接触压力，降低机油上窜至燃烧室烧掉；当活塞下行时，下端尖角可尽可能刮除缸孔的孔壁多余机油，降低浪费。综上，该设计方案可降低对机油的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中所公开的活塞组件装配后的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中所公开的活塞的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中所公开的第一环的截面图；

图4为本实用新型实施例中所公开的第二环的截面图；

图5为本实用新型实施例中所公开的油环合件的截面图。

具体实施方式

有鉴于此，本实用新型的核心在于提供一种活塞组件，以降低机油消耗。本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述活塞组件的柴油机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-图5所示，本实用新型公开了一种活塞组件，包括活塞5和活塞环，该活塞环包括沿活塞5高度方向由高到低依次布置的第一环2、第二环3和油环4；其中，第一环2用于与缸孔的孔壁1相对的表面为弧面，且弧面靠近第二环3的一侧所对应的圆的半径大于该弧面远离第二环3的一侧所对应的圆的半径。如上设置，可使该第一环2与缸孔的孔壁1相对的表面设置为不对称的，且靠近第二环3的一侧对应的圆的半径大，使得此段弧面与缸孔的孔壁1之间的缝隙较小，而远离第二环3的一侧对应的圆的半径小，使得此段弧面与缸孔的孔壁1之间的缝隙较大。在活塞5上行时，可减小与缸孔的孔壁1的接触压力，降低机油上窜至燃烧室烧掉；当活塞5下行时，下端尖角可尽可能刮除缸孔的孔壁1的多余机油，降低浪费。综上，该设计方案可降低对机油的消耗。

具体的实施例中，上述的弧面对应的圆的半径可由靠近第二环3的一侧向远离第二环3的一侧逐渐变小。

本申请中的第二环3靠近缸孔的孔壁1的一侧为锥形面，且该锥形面由靠近第一环2的方向向靠近油环4的方向渐扩。如此设置，使得第二环3第一端与缸孔的孔壁1之间的间隙小于第二环3的第二端与缸孔的孔壁1之间的距离，其中，第一端为第二环3与油环4相邻的一端，第二端为第二环3与第一环2相邻的一端。如此设置，可在活塞5下行时第一端起到向下刮油的作用；活塞5上行时，由于第二端形成油楔，并且油楔作用能越过油膜而不致将机油带入燃烧室，且在上止点存在轻微颤振泻油区域，使第一环槽6及第二环槽7内机油随下行气流及时排除，减小机油消耗。

进一步的实施例中，上述的油环4的刮油刃9为阶梯型刃，采用阶梯型刃设计，可减小刮油刃9与缸孔接触面积，增大刮油面压，提升刮机油效率，减小机油消耗。对于刮油刃9的阶梯尺寸可根据实际需要进行设置，且均在保护范围内。

优选的实施例中，上述的活塞5具有用于安装第一环2的第一环槽6、用于安装第二环3的第二环槽7和用于安装油环4的油环槽8。该设置方式为现有技术中的布置方式，在此不做详细说明，参见现有技术即可。

为了进一步减小机油消耗，本申请中将第一环2的环高H1设置为2.3-2.7mm，优先为2.5mm，将第一环2的径向厚度L1设置为3.2-3.6mm，优选为3.4mm；上述的第一环2与第一环槽6的侧壁之间的侧隙为0.08-0.13mm，第一环2与第一环槽6的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

上述的第二环3的环高H2为1.9-2.1mm，优选为2mm，且第二环3的径向厚度L2为3.5-3.9mm，优选为3.7mm；第二环3与第二环槽7的侧壁之间的侧隙为0.06-0.1mm，且第二环3与第二环槽7的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

在上述技术方案的基础上，将油环4的环高H3设置为1.9-2.1mm，优选为2mm，将油环4的径向厚度L3为2.3-2.7mm，优选为2.5mm；将油环4与油环槽8的侧壁之间的侧隙设置为0.02-0.06mm，将油环与油环槽的槽底之间的背隙设置为0.4-0.7mm。

第一环2、第二环3及油环4，在传统活塞环基础上，采用低环高、低径向厚度设计，该设计可以增大活塞环的顺应性。缸孔在高温工作条件下，容易产生热变形失圆，影响与活塞环配合的密封性，降低刮机油效率。此低环高、低径向厚度设计可以弥补缸孔热变形，提升活塞环的密封性及刮机油效率，从而减小机油消耗。

本申请中的缸孔为没有缸套时缸体与活塞配合的孔或有缸套时缸套与与活塞配合的孔。

为了进一步减小机油消耗，本申请中将活塞5与缸套的缸孔之间的配合间隙设置为0.054-0.072mm，这个间隙相较于现有技术的间隙，有所减小。活塞5与缸孔之间的配合间隙，对于控制发动机漏气量有重要作用，同时漏气量的大小又是影响机油消耗的重要因素，挥发的机油油雾会随着高温燃气通过废气循环曲轴箱通风(PCV)装置回到进气歧管，进入燃烧室再次燃烧。优化调整活塞火力岸、第二环岸及第三环岸直径，适量减小活塞5与缸孔之间的配合间隙，从而减小发动机漏气量，进而降低机油消耗。

此外，本申请还公开了一种柴油机，包括活塞组件，其中，该活塞组件为上述实施例中公开的活塞组件，因此，具有该活塞组件的柴油机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种活塞组件，包括活塞(5)和活塞环，其特征在于，所述活塞环包括沿所述活塞(5)高度方向由高到低依次布置的第一环(2)、第二环(3)和油环(4)；

其中，所述第一环(2)用于与缸孔的孔壁(1)相对的表面为弧面，且所述弧面靠近所述第二环(3)的一侧所对应的圆的半径大于所述弧面远离所述第二环(3)的一侧所对应的圆的半径。

2.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述第二环(3)靠近所述缸孔的孔壁(1)的一侧为锥形面，所述锥形面由靠近所述第一环(2)的方向向靠近所述油环(4)的方向渐扩。

3.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述油环(4)的刮油刃(9)为阶梯型刃。

4.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述活塞(5)具有用于安装所述第一环(2)的第一环槽(6)、用于安装所述第二环(3)的第二环槽(7)和用于安装所述油环(4)的油环槽(8)。

5.根据权利要求4所述的活塞组件，其特征在于，所述第一环(2)的环高为2.3-2.7mm，所述第一环(2)的径向厚度为3.2-3.6mm；

所述第一环(2)与所述第一环槽(6)的侧壁之间的侧隙为0.08-0.13mm，所述第一环(2)与所述第一环槽(6)的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

6.根据权利要求4所述的活塞组件，其特征在于，所述第二环(3)的环高为1.9-2.1mm，所述第二环(3)的径向厚度为3.5-3.9mm；

所述第二环(3)与所述第二环槽(7)的侧壁之间的侧隙为0.06-0.1mm，所述第二环(3)与所述第二环槽(7)的槽底之间的背隙为0.8-1.2mm。

7.根据权利要求4所述的活塞组件，其特征在于，所述油环(4)的环高为1.9-2.1mm，所述油环(4)的径向厚度为2.3-2.7mm；

所述油环与所述油环槽的侧壁之间的侧隙为0.02-0.06mm，所述油环(4)与所述油环槽(8)的槽底之间的背隙为0.4-0.7mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的活塞组件，其特征在于，所述活塞(5)与所述缸孔的孔壁(1)之间的配合间隙为0.054-0.072mm。

9.一种柴油机，包括活塞组件，其特征在于，所述活塞组件为如权利要求1-8任一项所述的活塞组件。