CN214616788U - 一种低摩擦的发动机缸内组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低摩擦的发动机缸内组件，包括活塞、连杆总成、活塞环组和缸套。所述活塞为低摩擦钢活塞，其头部设有环槽用于安装活塞环组，中部设有销孔，通过活塞销与连杆总成连接，销孔左右两侧为活塞裙部，与缸套配合导向。本实用新型通过低摩擦的钢活塞、润滑优化的连杆总成、低摩擦的活塞环组、网纹优化的缸套的相互配合，结合使用低粘度机油，可大幅降低发动机的摩擦功，从而提升发动机的效率。

Description

一种低摩擦的发动机缸内组件

技术领域

本实用新型涉及一种低摩擦的发动机缸内组件，属于汽车发动机技术领域。

背景技术

由于未来将实施越来越严格的CO2排放限制，提高发动机的效率迫在眉睫。在提高发动机的效率方面，减摩起着越来越重要的作用。在发动机的摩擦损失中，缸内组件的摩擦损失占总摩擦损失的30％以上。目前常规的缸内组件结构设计摩擦损失较大，不利于降低发动机的燃油耗。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种低摩擦的发动机缸内组件。

为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种低摩擦的发动机缸内组件，包括活塞、连杆总成、活塞环组和缸套。所述活塞为低摩擦钢活塞，其头部设有环槽用于安装活塞环组，中部设有销孔，通过活塞销与连杆总成连接，销孔左右两侧为活塞裙部，与缸套配合导向。

所述活塞压缩高H与直径D的比值H/D＜0.5，销孔与活塞的中心线偏移距离A。

所述活塞裙部采用活塞裙部异型型线，活塞裙部与缸套配合面增加减磨涂层；所述活塞裙部异型型线在活塞的圆周方向随角度而变化。

所述活塞裙部涂有二硫化钼、石墨或聚四氟乙烯减磨涂层。

所述连杆总成包括连杆杆身和连杆小头衬套，所述连杆杆身加工有贯通油孔，润滑油通过该贯通油孔强制润滑连杆小头衬套与活塞销。

所述连杆小头衬套内侧加工有异型型线，型线由圆柱段和非圆柱段组成。

所述活塞环组为钢制活塞环，包括一环、二环、油环；所述活塞环组采用低环高设计，其中一环名义高度t1≤3mm，二环名义高度t2≤2mm，油环刮油刃实际高度t3≤0.1mm。配合低环高，采用低切向弹力设计。

所述活塞环组外圆面设有DLC镀层，具有自润滑和低摩擦系数的特点。

所述缸套上止点区域L1、中间区域L2、下止点区域L3三部分网纹按照不同的网纹参数加工，上止点区域和下止点区域网纹较粗糙，中间区域网纹较光滑。

有益效果：本实用新型通过低摩擦的钢活塞、润滑优化的连杆总成、低摩擦的活塞环组、网纹优化的缸套的相互配合，结合使用低粘度机油，可大幅降低发动机的摩擦功，从而提升发动机的效率。

附图说明

图1为本实用新型活塞的结构示意图；

图2为本实用新型连杆总成的结构示意图；

图3为本实用新型图2的C-C剖面示意图；

图4a为本实用新型活塞环组一环的结构示意图；

图4b为本实用新型活塞环组二环的结构示意图；

图4c为本实用新型活塞环组油环的结构示意图；

图5为本实用新型缸套的结构示意图。

图中：1活塞、2连杆总成、3活塞环组、4缸套；5连杆杆身通孔、6 连杆小头衬套、7一环、8二环、9油环、11活塞裙部、12活塞裙部异型型线；a活塞一环槽、b活塞二环槽、c活塞油环槽；A销与活塞中心线的偏移距离、 B圆周方向旋转角度、D缸径、H压缩高、E连杆小头衬套异型型线起始位置、 F连杆小头衬套最外侧、G-G连杆小头衬套中心线，I-I连杆中心面，t1一环名义高度、t2二环名义高度、t3油环刮油刃实际高度、L1缸套上止点区域、 L2缸套中间区域、L3缸套下止点区域。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。

本实用新型提供了一种低摩擦的发动机缸内组件，包括活塞1、连杆总成 2、活塞环组3和缸套4，所述活塞1为低摩擦钢活塞，其头部设有环槽a、b、 c用于安装活塞环组3，中部设有销孔，通过活塞销与连杆总成2连接，销孔左右两侧为活塞裙部，与缸套4配合导向。

所述活塞1压缩高H与直径D的比值H/D＜0.5，从而降低活塞的整体高度，减少活塞与缸套的摩擦面积；销孔与活塞1的中心线偏移距离为A，从而降低活塞上止点换向时的侧向力。偏移距离A根据有限元计算确定，与发动机缸径、配缸间隙、连杆中心距、行程等数据有关。

所述活塞裙部11加工有活塞裙部异型型线12，其外部活塞裙部11增加减磨涂层；所述活塞裙部异型型线12在活塞1的圆周方向随角度而变化，如图1所示0°和旋转B°时，活塞裙部的各位置直径收缩量均不同；型线通过仿真计算和试验进行确定优化；通过异型型线可以有效降低活塞裙部与缸套的最大接触压力，从而降低摩擦。

所述活塞裙部11的减磨涂层为二硫化钼、石墨或聚四氟乙烯，降低活塞与缸套之间的摩擦系数。

所述连杆总成2包括连杆杆身和连杆小头衬套，所述连杆杆身加工有贯通油孔5，润滑油通过该贯通油孔强制润滑连杆小头衬套6，从而优化活塞销与连杆小头、活塞销孔的润滑冷却。

所述连杆小头衬套6内侧加工有异型型线，型线关于连杆中心面I-I对称， 0点位于连杆中心位置，其中0～E为圆柱段，E～F为异型孔段型线。异型型线有效增大衬套与活塞销之间的最小油膜厚度，降低衬套最大油压、热载荷、边缘载荷，提升销孔润滑冷却能力。

所述活塞环组3包括一环7、二环8和油环9，活塞环组3为钢制活塞环，采用低环高、低切向弹力设计，在保证面压的同时，大幅降低活塞环的切向弹力，从而降低环组与缸套之间的摩擦损失。活塞环面压P可由公式P＝2× Ft/(t×D)计算，式中Ft为活塞环的切向弹力，t为活塞环高度，D为缸径；所述一环7名义高度t1≤3mm，二环8名义高度t2≤2mm，油环9刮油刃实际高度t3≤0.1mm，低于常规设计，从而可大幅降低活塞环的切向弹力Ft。。

所述活塞环组3外圆面设有DLC镀层，具有自润滑和低摩擦系数的特点。配合使用低粘度润滑油，可大幅降低活塞环组3与缸套4的摩擦系数，并可以保证良好的抗磨损、拉缸性能。

所述缸套4上止点区域L1、中间区域L2、下止点区域L3三部分网纹按照不同的网纹参数加工，上止点区域L1和下止点区域L3网纹较粗糙，储油性能更好，降低活塞1、活塞环组3在上下止点换向时干摩擦的概率；中间区域L2网纹较光滑，从而降低活塞1、活塞环组3高速运动时的摩擦系数；网纹优化的缸套4降低了缸套网纹整体的Rpk值(粗糙度核心轮廓上方的轮廓峰高度)，从而降低发动机运行初期的摩擦磨损。

本实用新型通过低摩擦的钢活塞、润滑优化的连杆总成、低摩擦的活塞环组和网纹优化的缸套的相互配合，结合使用低粘度机油，大幅降低发动机的摩擦功，从而提升发动机的效率。

本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。

Claims (9)

1.一种低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：包括活塞(1)、连杆总成(2)、活塞环组(3)和缸套(4)，所述活塞(1)为低摩擦钢活塞，其头部设有环槽用于安装活塞环组(3)，中部设有销孔，通过活塞销与连杆总成(2)连接，销孔左右两侧为活塞裙部，与缸套(4)配合导向。

2.根据权利要求1所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述活塞(1)压缩高H与直径D的比值H/D＜0.5，销孔与活塞(1)的中心线偏移距离A。

3.根据权利要求1所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述活塞裙部(11)采用活塞裙部异型型线(12)，其外部活塞裙部(11)增加减磨涂层；所述活塞裙部异型型线(12)在活塞(1)的圆周方向随角度而变化。

4.根据权利要求3所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述活塞裙部(11)涂有二硫化钼、石墨或聚四氟乙烯减磨涂层。

5.根据权利要求1所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述连杆总成(2)包括连杆杆身和连杆小头衬套，所述连杆杆身加工有贯通油孔(5)，润滑油通过该贯通油孔强制润滑连杆小头衬套(6)。

6.根据权利要求5所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述连杆小头衬套(6)内侧加工有异型型线。

7.根据权利要求1所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述活塞环组(3)为钢制活塞环，采用低环高、低切向弹力设计，其中一环(7)名义高度t1≤3mm，二环(8)名义高度t2≤2mm，油环(9)刮油刃实际高度t3≤0.1mm。

8.根据权利要求1所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述活塞环组(3)外圆面设有DLC镀层。

9.根据权利要求1-8任一项所述的低摩擦的发动机缸内组件，其特征在于：所述缸套(4)上止点区域L1、中间区域L2、下止点区域L3三部分网纹按照不同的网纹参数加工，上止点区域和下止点区域网纹较粗糙，中间区域网纹较光滑。

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