CN219711682U - 柴油机活塞的冷却环腔结构 - Google Patents
柴油机活塞的冷却环腔结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219711682U CN219711682U CN202321044606.6U CN202321044606U CN219711682U CN 219711682 U CN219711682 U CN 219711682U CN 202321044606 U CN202321044606 U CN 202321044606U CN 219711682 U CN219711682 U CN 219711682U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston
- diesel engine
- oil duct
- engine piston
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 131
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 12
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种柴油机活塞的冷却环腔结构，包括环腔油道、入口油道以及出口油道；环腔油道设置在柴油机活塞的活塞头内部，与柴油机活塞同轴地设置在燃烧室的下部；入口油道与柴油机活塞的轴心线平行地设置在活塞头内的一侧，入口油道顶部与环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，入口油道用以承接设置于气缸体的缸筒底部的润滑油喷嘴喷出的一部分润滑油；出口油道与柴油机活塞的轴心线平行地设置在活塞头内的另一侧，出口油道顶部与环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，出口油道用以将环腔油道内的润滑油流回活塞内腔。本实用新型的柴油机活塞的冷却环腔结构，能够通过活塞增加入口油道，环腔和出口油道的结构形式，可以有效改善活塞的冷却效果。
Description
技术领域
本实用新型是关于柴油机设计制造领域，特别是关于一种柴油机活塞的冷却环腔结构。
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。而一般的汽车活塞分为:柴油机活塞、汽油机活塞、通用型活塞三大类。
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。而活塞由于在发动机中的重要作用，在设计和制造方面也有了很大的改变和提高，这样才能满足现实社会高要求的排放标准。
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1.034N/mm2，活塞就需要冷却。
活塞的作用是组成燃烧室，承受燃气作用力，并把作用力传给连杆。活塞直接与高温气体接触，顶部温度较高，故活塞的冷却方式直接影响着发动机的使用寿命。目前降低活塞温度有效且应用广泛的方式是对活塞内腔进行喷油冷却，并没有采用活塞冷却环腔的形式。
现有技术的缺点及本申请提案要解决的技术问题：
相对于没有设计冷却环腔的活塞而言，喷嘴喷射的润滑油只是单一对活塞内腔进行冷却，因活塞火力面与内腔的距离较大，活塞冷却效果并不是太明显。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种柴油机活塞的冷却环腔结构，其能够通过活塞增加入口油道，环腔和出口油道的结构形式，可以有效改善活塞的冷却效果。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种柴油机活塞的冷却环腔结构，包括环腔油道、入口油道以及出口油道；环腔油道设置在柴油机活塞的活塞头内部，与柴油机活塞同轴地设置在燃烧室的下部；入口油道与柴油机活塞的轴心线平行地设置在活塞头内的一侧，入口油道顶部与环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，入口油道用以承接设置于气缸体的缸筒底部的润滑油喷嘴喷出的一部分润滑油；出口油道与柴油机活塞的轴心线平行地设置在活塞头内的另一侧，出口油道顶部与环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，出口油道用以将环腔油道内的润滑油流回活塞内腔。
在一优选的实施方式中，入口油道和出口油道的下部均包括呈下大上小喇叭口结构的锥形段。
在一优选的实施方式中，出口油道的锥形段的长度小于入口油道的锥形段的长度。
在一优选的实施方式中，入口油道与润滑油喷嘴的位置相对应。
在一优选的实施方式中，相对于柴油机活塞的轴心线，出口油道与入口油道对称设置。
在一优选的实施方式中，入口油道和出口油道的顶部尺寸与环腔油道的径向截面宽度相当。
在一优选的实施方式中，环腔油道的内径尺寸大于燃烧室的最大直径。
在一优选的实施方式中，环腔油道的顶部距柴油机活塞的火力顶面的距离小于燃烧室的底部距火力顶面的距离。
在一优选的实施方式中，环腔油道的底部距柴油机活塞的火力顶面的距离大于活塞内腔的穹顶距火力顶面的距离。
在一优选的实施方式中，润滑油喷嘴连通气缸体内的主油道。
与现有技术相比，本实用新型的柴油机活塞的冷却环腔结构具有以下有益效果：该方案通过活塞增加入口油道，环腔和出口油道的结构形式，可以明显改善活塞的冷却效果；活塞入口油道的前端的形状为锥形，类似喇叭口的形式，并且锥形入口油道的截面面积由大到小，润滑油由前端到后端的流速越来越快，同时设计时入口油道的锥形长度比出口油道更长，这样更有利于润滑油流向环腔；活塞冷却环腔油道存储润滑油，随着活塞上下往复运动以及润滑油喷嘴喷出的润滑油的压力作用下，润滑油逐步填充环腔并整体向出口油道流动，从而将活塞火力面的热量带走，实现了活塞的有效强制震荡冷却。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的柴油机活塞的冷却环腔结构的仰视结构示意图；
图2是图1的W—W处的旋转剖视结构示意图；
图3是图2的E—E处的剖视结构示意图；
图4是根据本实用新型一实施方式的活塞位于上止点时的冷却环腔结构的安装示意图；
图5是根据本实用新型一实施方式的活塞位于下止点时的冷却环腔结构的安装示意图；
图6是根据本实用新型一实施方式的活塞及连杆总成的结构示意图；
图7是根据本实用新型一实施方式的柴油机活塞的俯视结构示意图；
图8是图7的C—C处的剖视结构示意图；
图9是根据本实用新型一实施方式的柴油机活塞的温度场仿真云图。
主要附图标记说明：
10-气缸体，1001-主油道，1002-润滑油喷嘴，20-曲轴，30-连杆，40-活塞，4001-入口油道，4002-出口油道，4003-环腔油道，4004-活塞环，4005-活塞销，4006-销孔，4007-火力顶面，4008-活塞内腔。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图8所示，根据本实用新型优选实施方式的一种柴油机活塞的冷却环腔结构，包括入口油道4001、出口油道4002以及环腔油道4003；环腔油道4003设置在柴油机活塞40的活塞头内部，与柴油机活塞40同轴地设置在燃烧室的下部；入口油道4001与柴油机活塞40的轴心线平行地设置在活塞头内的一侧，入口油道4001顶部与环腔油道4003连通，下部朝向活塞内腔4008，入口油道4001用以承接设置于气缸体10的缸筒底部的润滑油喷嘴1002喷出的一部分润滑油；出口油道4002与柴油机活塞40的轴心线平行地设置在活塞头内的另一侧，出口油道4002顶部与环腔油道4003连通，下部朝向活塞内腔4008，出口油道4002用以将环腔油道4003内的润滑油流回活塞内腔4008。
请参阅图6至图8，在一些实施方式中，活塞及连杆的总成主要由连杆30，柴油机活塞40，活塞销4005，活塞环4004组成，连杆30的大头与曲轴20连接。活塞顶部有两个进气门和两个排气门避让坑，且属于火力顶面。
如图9所示，在一些实施方式中，一般情况下，柴油机活塞40的头部的温度较高，随后向裙部梯度下降，其中气门避让坑处的圆角的最大温度达到了359℃，由此，头部更加需要有效的冷却。
在一些实施方式中，入口油道4001和出口油道4002的下部均包括呈下大上小喇叭口结构的锥形段。出口油道4002的锥形段的长度小于入口油道4001的锥形段的长度。而且入口油道4001与润滑油喷嘴1002的位置相对应。相对于柴油机活塞40的轴心线，出口油道4002与入口油道4001对称设置。本实施例仅绘示了一个润滑油喷嘴1002的情况，理论上，如果每个气缸设置一个以上的润滑油喷嘴1002时，那么入口油道4001的数量和位置可以跟一个以上的润滑油喷嘴1002的数量和位置一一对应，而且出口油道4002的数量优选与入口油道4001的数量相同，且位置优选与入口油道4001的位置间隔设置。
在一些实施方式中，入口油道4001和出口油道4002的顶部尺寸与环腔油道4003的径向截面的最大宽度相当。环腔油道4003的内径尺寸大于燃烧室的最大直径。环腔油道4003的顶部距柴油机活塞40的火力顶面4007的距离小于燃烧室的底部距火力顶面4007的距离。环腔油道4003的底部距柴油机活塞40的火力顶面4007的距离大于活塞内腔4008的穹顶距火力顶面4007的距离。
请参阅图2，在一些实施方式中，理论上讲，在不影响活塞的整体强度及刚度的情况下，环腔油道4003的截面尺寸越大越好，这样储存的润滑油越多冷却效果越好。而且在不影响活塞的整体强度及刚度的情况下，环腔油道4003的内壁距离燃烧室底部的外壁越近，越有利于冷却效果。
在一些实施方式中，润滑油喷嘴1002连通气缸体10内的主油道，主油道1001与机油泵连通，依靠机油泵的压力，润滑油经过主油道1001从润滑油喷嘴1002连续高速喷出，一部分润滑油对活塞内腔4008冷却和连杆10的小头的轴瓦与活塞销4005及销孔4006的运动副进行润滑，另外的一部分通过活塞的入口油道4001进入环腔油道4003，冲击环腔油道4003的顶部后运动受阻，一部分润滑油停留在环腔油道4003的顶部壁面，另一部分则分散落入环腔油道4003的底部，随着活塞上下往复运动逐步填充环腔油道4003，在润滑油喷嘴1002连续高速喷出的润滑油的压力作用下，累积的润滑油整体向出口油道4002流动，从而将活塞火力面的热量带走，实现了活塞的有效强制震荡冷却，活塞位于下止点时，环腔内润滑油的填充率较高。
综上所述，本实用新型的柴油机活塞的冷却环腔结构具有以下优点：该方案通过活塞增加入口油道，环腔和出口油道的结构形式，可以明显改善活塞的冷却效果；活塞入口油道的前端的形状为锥形，类似喇叭口的形式，并且锥形入口油道的截面面积由大到小，润滑油由前端到后端的流速越来越快，同时设计时入口油道的锥形长度比出口油道更长，这样更有利于润滑油流向环腔；活塞冷却环腔油道存储润滑油，随着活塞上下往复运动以及润滑油喷嘴喷出的润滑油的压力作用下，润滑油逐步填充环腔并整体向出口油道流动，从而将活塞火力面的热量带走，实现了活塞的有效强制震荡冷却。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，包括：
环腔油道，其设置在柴油机活塞的活塞头内部，与所述柴油机活塞同轴地设置在燃烧室的下部；
入口油道，其与所述柴油机活塞的轴心线平行地设置在所述活塞头内的一侧，所述入口油道顶部与所述环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，所述入口油道用以承接设置于气缸体的缸筒底部的润滑油喷嘴喷出的一部分润滑油；以及
出口油道，其与所述柴油机活塞的轴心线平行地设置在所述活塞头内的另一侧，所述出口油道顶部与所述环腔油道连通，下部朝向活塞内腔，所述出口油道用以将所述环腔油道内的润滑油流回所述活塞内腔。
2.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述入口油道和所述出口油道的下部均包括呈下大上小喇叭口结构的锥形段。
3.如权利要求2所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述出口油道的锥形段的长度小于所述入口油道的锥形段的长度。
4.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述入口油道与所述润滑油喷嘴的位置相对应。
5.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，相对于所述柴油机活塞的轴心线，所述出口油道与所述入口油道对称设置。
6.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述入口油道和所述出口油道的顶部尺寸与所述环腔油道的径向截面宽度相当。
7.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述环腔油道的内径尺寸大于所述燃烧室的最大直径。
8.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述环腔油道的顶部距所述柴油机活塞的火力顶面的距离小于所述燃烧室的底部距所述火力顶面的距离。
9.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述环腔油道的底部距所述柴油机活塞的火力顶面的距离大于所述活塞内腔的穹顶距所述火力顶面的距离。
10.如权利要求1所述的柴油机活塞的冷却环腔结构，其特征在于，所述润滑油喷嘴连通所述气缸体内的主油道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321044606.6U CN219711682U (zh) | 2023-05-05 | 2023-05-05 | 柴油机活塞的冷却环腔结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321044606.6U CN219711682U (zh) | 2023-05-05 | 2023-05-05 | 柴油机活塞的冷却环腔结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219711682U true CN219711682U (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=87980634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321044606.6U Active CN219711682U (zh) | 2023-05-05 | 2023-05-05 | 柴油机活塞的冷却环腔结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219711682U (zh) |
-
2023
- 2023-05-05 CN CN202321044606.6U patent/CN219711682U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10450999B2 (en) | Reduced compression height dual gallery piston, piston assembly therewith and methods of construction thereof | |
| US9127617B2 (en) | Internal combustion engine having improved cooling arrangement | |
| US5836280A (en) | Lubrication system for two cycle engine | |
| JP5691511B2 (ja) | 内燃機関用ピストンのオイル供給装置 | |
| KR101663345B1 (ko) | 내연 피스톤 엔진 조립체 | |
| CN219711682U (zh) | 柴油机活塞的冷却环腔结构 | |
| EP0449278A1 (en) | Connecting structure of piston and connecting rod | |
| CN106704022A (zh) | 往复活塞式v型发动机活塞连杆冷却润滑结构 | |
| CN116464569A (zh) | 柴油机活塞的冷却环腔结构 | |
| CN210509412U (zh) | 一种柴油机气缸盖 | |
| CN108757208B (zh) | 螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组 | |
| CN201265459Y (zh) | 1.3l汽油发动机活塞 | |
| CN202194713U (zh) | 一种带有冷却喷嘴可强制喷油冷却活塞的柴油机 | |
| CN211975194U (zh) | 一种含有分体式销座的减磨活塞组件 | |
| CN210977702U (zh) | 一种汽油机钢活塞 | |
| CN112360642A (zh) | 卧式发动机的活塞结构 | |
| JP2011038414A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| CN110748434A (zh) | 一种汽油机钢活塞及其制造方法 | |
| CN219366177U (zh) | 一种活塞、发动机以及车辆 | |
| CN107762611A (zh) | 一种摩托车发动机活塞冷却装置 | |
| CN213743709U (zh) | 活塞、发动机和车辆 | |
| CN205089470U (zh) | 有效润滑阶梯连杆小头的活塞结构 | |
| CN113309627B (zh) | 一种用于内燃机的新型整体铝活塞组件 | |
| CN202746029U (zh) | 一种高密封带贮油环槽的铝活塞 | |
| CN213175809U (zh) | 一种带有冷却油道的曲柄连杆机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |