DE102022211811A1

DE102022211811A1 - Kolben mit Ölrücklaufkanal, Motor

Info

Publication number: DE102022211811A1
Application number: DE102022211811.1A
Authority: DE
Inventors: Shaobo Zeng; Jianjun ZHU
Original assignee: Mahle Automotive Technologies China Co Ltd; Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle Automotive Technologies China Co Ltd; Mahle International GmbH
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-05-11
Also published as: CN215979628U; US11846351B2; US20230145204A1

Abstract

Das Gebrauchsmuster offenbart einen Kolben mit einem Ölrücklaufkanal. Der Kolben umfasst: einen Kopf, und der Kopf ist mit einer Ringnut versehen. Der Mantel ist mit dem Kopf verbunden, und die Oberfläche des Mantels ist mit einem konkaven Flächenfenster versehen. Ein ringförmiger Restkranz ist an der Verbindung zwischen dem Flächenfenster und der ringförmigen Nut geformt. Das Ölrücklaufloch ist an dem Kranz des verbleibenden Rings angeordnet, und die Tiefe des Ölrücklauflochs ist größer als die Durchmessertiefe der Ringnut. Das Gebrauchsmuster steigert die Fläche der Motor-Ölstromsektion stark und verbessert die Ölströmungsgeschwindigkeit, so dass sich das Öl nicht leicht in dem Ölrücklaufloch ansammelt. Wenn der Motor mit Leerlaufdrehzahl oder mit niedriger Drehzahl und kleiner Last läuft, wird das in dem Ölrücklaufloch angesammelte Öl nicht leicht zurück zu der Brennkammer gesaugt, um so den Motor-Ölverbrauch zu verringern und das Abgasemissionsproblem zu verbessern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet der Motoren, insbesondere einen Kolben und einen Motor mit einem Ölrücklaufkanal.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Als einer der Kernbestandteile des Motors steht der Kolben des Motors vor der Herausforderung einer höheren Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Die Haltbarkeit des Kolbens ist einer der wichtigsten Faktoren, welche die Zuverlässigkeit des Motors beeinflussen. Ein Verbessern des anfänglichen und niedrigen Kraftstoffverbrauchs des Motors über die Lebensdauer kann durchaus sicherstellen, dass er die Anforderungen von Emissionsvorschriften im gesamten Lebenszyklus erfüllt. Die Gestaltung des Ölrücklauflochs, als ein wichtiges Bindeglied, um Ölverbrauch und Haltbarkeit zu verbessern, muss sinnvoll gestaltet sein, um die Fähigkeit zum Ölrücklauf zu verbessern.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist bei der vorhandenen Gestaltung des Ölrücklauflochs jedoch seine wirksame Ölrücklaufsektion zu klein, was zu Folgendem führt: das Ölrücklaufloch, das an dem oberen Ende des Mantels eingerichtet ist, ist unvorteilhaft zum Verringern des Ölverbrauchs bei niedriger Drehzahl und niedriger Last, und es wird sich mehr Öl an dem oberen Ende des Mantels ansammeln und sogar aufgesaugt werden. Die Ölrücklaufsektion ist klein, und die große Menge an Ölrückfluss, die bei hoher Drehzahl und hoher Last anzutreffen ist, ist unvorteilhaft.
Als eine Verbesserung wird ein verbessertes Ölrücklaufloch in der Patentschrift Nr. CN202832824U eingeführt, die das Ölrücklaufloch an dem dritten ringförmigen Kranz einrichtet und mit dem Oberflächenfenster verbindet, um einen Ölrücklauf zu erleichtern. In der Patentschrift Nr. CN208935361 U ist die obere Fläche des Mantels des Kolbenschafts 1 integral mit einem Ölvorratsbehälter 7 geformt. In dem eigentlichen gegossenen oder geschmiedeten Kolben ist der Ölvorratsbehälter gespant, und das untere Ende des zweiten Ölrücklauffensters 8 ist integral mit einer Achsstummel-Plattform 9 geformt. Die kurze Achsenplattform in der Struktur steht offensichtlich weiter vor als das Flächenfenster, so dass sie schwierig direkt zu gießen ist.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Angesichts dessen stellen die Ausführungsformen einen Kolben mit einem Ölrücklaufdurchgang und einen Motor bereit, um die Probleme beim Stand der Technik zu lösen.
Um das obige technische Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Kolben bereit, der einen Ölrücklaufkanal aufweist, wobei der Kolben Folgendes einschließt:

einen Kolbenkopf, wobei der Kopf mit einer Ringnut versehen ist;
einen Kolbenmantel, wobei der Mantel mit dem Kopf verbunden ist, die Oberfläche des Mantels mit einem konkaven Flächenfenster versehen ist und die Verbindung zwischen dem Flächenfenster und der Ringnut einen Restringkranz bildet;
ein Ölrücklaufloch, wobei das Ölrücklaufloch durch Fräsen an dem Restringkranz geformt ist, das Ölrücklaufloch die Ringnut nahe dem Mantel mit dem Flächenfenster verbindet und die Tiefe des Ölrücklauflochs größer ist als die Tiefe der Ringnut.

Darüber hinaus ist die Größe der Öffnung des Ölrücklauflochs größer als die Größe der Sohle des Ölrücklauflochs.
Vorzugsweise erstreckt sich die Achse des Ölrücklauflochs entlang der radialen Richtung des Kolbens.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Ölrücklauflöchern angeordnet, und eine Vielzahl von Ölrücklauflöchern ist symmetrisch an dem verbleibenden Ringkranz verteilt.
Vorzugsweise beträgt die Differenz zwischen der Tiefe des Ölrücklauflochs und der Tiefe der Ringnut 0,5 bis 1,0 mm.
Vorzugsweise beträgt der Durchmesserbereich der Sohle des Ölrücklauflochs Ø 8 mm bis Ø 15 mm.
Vorzugsweise umfasst die Ringnut mindestens eine Gasringnut und mindestens eine Ölringnut, und die Gasringnut ist oberhalb der Ölringnut angeordnet, und Ringkränze sind zwischen der Gasringnut und dem Oberteil des Kopfes, zwischen der Gasringnut und der Ölringnut und zwischen der Ölringnut und dem Mantel angeordnet.
Vorzugsweise ist die Gasringnut eine keilförmige Ringnut oder eine rechteckige Ringnut und ist innen mit einem Luftring versehen, die Ölringnut ist eine rechteckige Ringnut und ist innen mit einem Ölring und einer Ölring-Stützfeder versehen.
Vorzugsweise schließt die ringförmige Nut eine Gasringnut und mindestens eine Ölringnut ein, und die Gasringnut ist oben auf der Ölringnut angeordnet, alles ist ausgestattet mit dem Steg zwischen der Gasringnut und dem Oberteil des Kopfabschnitts, zwischen der Gasringnut und der Ölringnut, zwischen der Ölringnut und dem Mantelabschnitt.
Vorzugsweise ist die Gasringnut eine keilförmige Nut oder eine rechteckige Nut und ist innen mit einem Gasring versehen, und die Ölringnut ist eine rechteckige Ringnut und ist innen.
In einem zweiten Aspekt schließt ein Motor, der durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, den oben erwähnten Kolben ein, der den Ölrücklaufkanal aufweist.
Der Kolben mit dem Ölrücklaufkanal und der Motor weisen die Vorteile auf, dass:

die vorteilhaften Wirkungen eines Kolbens und eines Motors mit einem Ölrücklaufkanal des Gebrauchsmusters die folgenden sind:
1. 1. Die Anmeldung wendet das Fräsverfahren an der Position des verbleibenden ringförmigen Kranzes an und bearbeitet das Ölrücklaufloch mit kreisförmiger offener Sektion mit einem Vorschub. Die Öffnungsgröße des Ölrücklauflochs ist größer als die Größe der Sohle des Ölrücklauflochs, was die Fläche der Ölstromsektion stark steigert und die Fläche der Ölstromsektion mindestens verdoppelt. Das Bearbeitungsverfahren des Fräsens mit einmaligem Vorschub weist einen einfachen Bearbeitungsweg auf, was die Produktionskosten stark verringert und die Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessert.
2. 2. Die Öffnungsgröße des Ölrücklauflochs der Anmeldung ist größer als die Größe der Sohle des Ölrücklauflochs und ist mit dem Flächenfenster verbunden, so dass sich das Öl nicht leicht in dem Ölrücklaufloch ansammelt und das in dem Ölrücklaufloch angesammelte Öl nicht leicht zurück zu der Brennkammer gesaugt wird, wenn der Motor mit Leerlaufdrehzahl oder niedriger Drehzahl und niedriger Last läuft, um so den Ölverbrauch zu verringern und die Abgasemission zu verbessern.
3. 3. Die Tiefe des Ölrücklauflochs, das in der Anmeldung beschrieben wird, ist größer als die Durchmessertiefe der dritten Ringnut, was die Gefahr von Grat verringert und die Gefahr vermeidet, dass Stahlspäne während der Bearbeitung nicht leicht herauskommen.

Figurenliste

1 ist eine Strukturabbildung eines Ölrücklauflochs beim Stand der Technik;
2 ist eine Seitenschnitt-Strukturabbildung von 1;
3 ist die Strukturabbildung des Kolbens mit einem Ölrücklaufkanal des Gebrauchsmusters;
4 ist eine Schnittansicht des Kopfes des Kolbens mit einem Ölrücklaufkanal des Gebrauchsmusters;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht des Ölrücklauflochs des Kolbens mit einem Ölrücklauf.

Bezugszeichenliste

10: Kopf;
11: erste Ringnut;
12: zweite Ringnut;
13: dritte Ringnut;
14: erster Ringkranz;
15: zweiter Ringkranz;
16: dritter Ringkranz;
17: Restringkranz;
18: Gasring;
19: Ölring;
110: Ölring-Stützfeder;
111: Ölrücklaufloch;
20: Mantel;
21: Flächenfenster.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Funktion des Ölrücklauflochs ist es, wirksam das Öl in dem Zylinder zurückzuführen, um eine Verkokung von Schmieröl, wie beispielsweise Öl, und ein Haften an der Kolben-Ringnut oder der Brennkammer zu vermeiden, was die Motorleistung beeinträchtigt und die Betriebsdauer des Motors verringert. Daher muss, als ein wichtiges Mittel, um Ölverbrauch und Haltbarkeit zu verbessern, das Ölrücklaufloch sinnvoll gestaltet sein, um das Ölrücklaufvermögen zu verbessern. Wie in 3 bis 5 gezeigt, stellt diese Ausführungsform einen Kolben mit einem Ölrücklaufkanal bereit, der einen Kopf 10 und einen Mantel 20, der mit ihm verbunden ist, einschließt. Der Kopf 10 ist mit einer Ringnut versehen, die Oberfläche des Mantels 20 ist mit einem konkaven Flächenfenster 21 versehen, und die Verbindung zwischen dem Flächenfenster 21 und der Ringnut bildet einen Restringkranz 17. Mindestens ein Ölrücklaufloch 111 ist an dem verbleibenden ringförmigen Kranz 17 angeordnet.
Im Einzelnen sind der Kopf 10 und der Mantel 20 zylindrisch und integral geformt.
Der Kolben mit einem Ölrücklaufkanal ist ein Stahlkolben.
Insbesondere schließt, wie in 4 und 5 gezeigt, die Ringnut eine erste Ringnut 11, eine zweite Ringnut 12 und eine dritte Ringnut 13 ein. Die erste Ringnut 11 befindet sich nahe dem Oberteil des Kopfes 10, die dritte Ringnut 13 befindet sich nahe dem Mantel 20, die zweite Ringnut 12 ist zwischen der ersten Ringnut 11 und der dritten Ringnut 13 angeordnet, und ein erster Ringkranz 14 ist zwischen dem Oberteil des Kopfes 10 und der ersten Ringnut 11 geformt. Ein zweiter ringförmiger Kranz 15 ist zwischen der ersten ringförmigen Nut 11 und der zweiten ringförmigen der ersten Nut 12 geformt, ein dritter ringförmiger Kranz 16 ist zwischen der dritten ringförmigen Nut 13 und dem Mantel 20 geformt, und der dritte ringförmige Kranz 16 ist mit dem verbleibenden ringförmigen Kranz 17 verbunden.
Die erste Ringnut 11 ist eine keilförmige oder rechteckige Ringnut, die zweite Ringnut 12 und die dritte Ringnut 13 sind rechteckige Ringnuten, die erste Ringnut 11 und die zweite Ringnut 12 sind mit einem Luftring 18 versehen, und die dritte Ringnut 13 ist mit einem Ölring 19 und einer Ölring-Stützfeder 110 versehen.
Die Durchmesser des zweiten Rings 15 und des dritten Rings 16 sind größer als diejenigen des ersten Rings 14.
Weil der Kolben ein Stahlkolben ist, können die erste Ringnut 11, die zweite Ringnut 12 und die dritte Ringnut 13 Kollision und Reibung höherer Stärke widerstehen, der Kolben kann höherem Explosionsdruck widerstehen, und die Betriebsdauer des Kolbens ist länger.
Im Einzelnen ist, wie in 3 gezeigt, das Ölrücklaufloch 111 durch Fräsen an dem verbleibenden ringförmigen Kranz 17 geformt, und die Öffnungsgröße des Ölrücklauflochs 111 ist größer als die Größe der Sohle des Ölrücklauflochs 111.
Die Anmeldung wendet das Fräsverfahren an der Position des verbleibenden Ringkranzes an, um das Ölrücklaufloch mit kreisförmiger offener Sektion mit einem Vorschub zu bearbeiten. Mit einem einfachen Bearbeitungsweg weist die gesamte neue Form einer Öllochfertigung einen gewissen Kostenvorteil auf. Wie in 5 gezeigt, steigert der Kolben stark die Fläche der Ölstromsektion, wobei die Fläche der Ölstromsektion mindestens verdoppelt wird.
Die Differenz zwischen der Tiefe des Ölrücklauflochs 111 und der Durchmessertiefe der dritten Ringnut 13 reicht von 0,5 bis 1,0 mm. Der Durchmesserbereich der Sohle des Ölrücklauflochs 111 beträgt Ø 8 bis fÖ 15 mm.
Die Gefahr von Grat wird während der Kolbenbearbeitung verringert, und die Gefahr, das Stahlspäne während der Bearbeitung nicht leicht herauskommen, wird vermieden.
Die Ölrücklauflöcher 111 sind mit einer Vielzahl von Ölrücklauflöchern versehen, die symmetrisch an dem Oberflächenfenster 21 verteilt sind, und bilden eine Vielzahl von verbleibenden ringförmigen Kränzen 17.
In der spezifischen Ausführungsform der Anmeldung ist der Mantel 20 mit zwei verhältnismäßig angeordneten Flächenfenstern versehen, und es sind zwei verbleibende ringförmige Kränze 17 geformt, und zwei Ölrücklauflöcher 111 sind gleichmäßig an jedem verbleibenden ringförmigen Kranz 17 verteilt.
Während der spezifischen Umsetzung kann das Öl zu dem Flächenfenster durch das Ölrücklaufloch strömen, um einen Ölrücklaufkanal zu bilden, und danach zu der Ölwanne strömen. Das Öl wird sich nicht leicht in dem Ölrücklaufloch ansammeln. Wenn der Motor leerläuft oder mit niedriger Drehzahl und kleiner Last läuft, ist es nicht leicht, das Öl, das in dem Ölrücklaufloch angesammelt ist, zurück zu der Brennkammer zu saugen, um so den Ölverbrauch zu verringern und die Abgasemission zu verbessern.
In einer spezifischen Umsetzung kann eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Ölvorratslöchern ebenfalls an der Umfangsposition der dritten Ringnut 13 angeordnet sein.
In dem zweiten Aspekt stellt die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Motor bereit, der ebenfalls den Kolben mit Ölrücklaufkanal einschließt.
Während der Umsetzung der Anmeldung spielt, wenn sich der Kolben vor- und zurückbewegt, der Kolben die Rolle von Ölabstreifung und Ölverteilung. Zum Beispiel definiert die Anmeldung die Richtung nahe dem Kopf 10 als oben und die Richtung nahe dem Mantel 20 als unten. Wenn sich der Kolben von oben nach unten bewegt, streift der zweite Ringkranz das Öl zu dem Ölrücklaufloch ab und strömt danach zu dem Flächenfenster, um einen Ölrücklaufkanal zu bilden. Wenn sich der Kolben von unten nach oben bewegt, wird das Öl um den Kranz verteilt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 202832824 U [0004]
CN 208935361 U [0004]

Claims

Kolben mit einem Ölrücklaufkanal, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben Folgendes umfasst: einen Kolbenkopf, wobei der Kopf mit einer Ringnut versehen ist; einen Kolbenmantel, wobei der Mantel mit dem Kopf verbunden ist, die Oberfläche des Mantels mit einem konkaven Flächenfenster versehen ist und die Verbindung zwischen dem Flächenfenster und der Ringnut einen Restringkranz bildet; ein Ölrücklaufloch, wobei das Ölrücklaufloch durch Fräsen an dem Restringkranz geformt ist, das Ölrücklaufloch die Ringnut nahe dem Mantel mit dem Flächenfenster verbindet und die Tiefe des Ölrücklauflochs größer ist als die Tiefe der Ringnut.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Öffnung des Ölrücklauflochs größer ist als die Größe der Sohle des Ölrücklauflochs.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Achse des Ölrücklauflochs entlang der radialen Richtung des Kolbens erstreckt.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Ölrücklauflöchern angeordnet ist und eine Vielzahl von Ölrücklauflöchern symmetrisch an dem verbleibenden Ringkranz verteilt ist.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Tiefe des Ölrücklauflochs und der Tiefe der Ringnut 0,5 bis 1,0 mm beträgt.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesserbereich der Sohle des Ölrücklauflochs fÖ 8 mm bis fÖ 15 mm beträgt.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut mindestens eine Gasringnut und mindestens eine Ölringnut umfasst, wobei die Gasringnut oberhalb der Ölringnut angeordnet ist, und Ringkränze zwischen der Gasringnut und dem Oberteil des Kopfes, zwischen der Gasringnut und der Ölringnut und zwischen der Ölringnut und dem Mantel angeordnet sind.
Kolben mit Ölrücklaufkanal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasringnut eine keilförmige Ringnut oder eine rechteckige Ringnut ist und innen mit einem Luftring versehen ist, wobei die Ölringnut eine rechteckige Ringnut ist und innen mit einem Ölring und einer Ölring-Stützfeder versehen ist.
Motor, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kolben mit einem Ölrücklaufkanal nah einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.