TWI603019B - 引擎活塞結構 - Google Patents

Description

引擎活塞結構

本發明係關於一種引擎活塞結構，特別是關於應用在經由進氣、壓縮、燃爆、排氣等循環過程來產生動力的燃油引擎的活塞結構。

目前絕大部份的汽機車都是配用活塞式上、下往復引擎，其中利用活塞上、下起落的動作，通過連桿和曲軸轉為旋轉式，經由進氣、壓縮、燃爆、排氣等循環過程來產生動力。一般燃油引擎的活塞具有配置有壓縮環及刮油環之卡槽，利用刮油環將括除的機油透過排油孔順利排至引擎內部。

如第1、2圖所示，為一般設置在引擎中的活塞11，具有多個排油孔12，位於汽缸缸體13的左、右兩側且對稱配置；然而該引擎運作的過程中，為了提高該活塞11的散熱及冷卻效果，係將一噴油嘴14設置在一曲軸箱上，使該活塞11的底部能夠獲得局部冷卻；但是，由於機油(潤滑油)將無法平均分佈於該汽缸缸體13的壁面上，造成局部區域的機油殘留量較多，因而導致該引擎於高溫產生積碳不平均的情形以及存在機油消耗的問題。

進一步說明的是，依據冷卻機油噴射的角度與流向可知，當該活塞11下行時，因為該活塞11內部的天井的設計使冷卻機油從該活塞 11的左半側(靠近該汽缸缸體13的排氣閥)流動至其右半側(靠近該汽缸缸體13的進氣閥)，同時可冷卻該活塞11的天井的溫度，但是大部分的機油離開該活塞11的右半側後跑到與該汽缸缸體13的進氣側內壁之間的空間處，而且因油量過多以致無法即時排除，因而造成靠近該汽缸缸體13的進氣側的機油殘留過多的現象，導致該活塞11的右半側外壁有積碳相對較多的問題。

因此，有必要提供一種改良之引擎活塞結構，能夠克服機油殘留過多的現象，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種引擎活塞結構，其中該引擎活塞結構在進氣側及排氣側分別開設多個進氣側油孔及多個排氣側油孔，藉由設計使進氣側油孔的開口面積總和大於排氣側油孔的開口面積總和，可減少在該引擎活塞結構的進氣側上的機油殘留量，使該引擎活塞結構在運作過程更平衡與順暢。

為達上述之目的，本發明提供一種引擎活塞結構，包括一頂部、一裙部、一進氣側、一排氣側、多個進氣側油孔及多個排氣側油孔；該裙部從該頂部延伸，且一插銷孔形成在該裙部上，用以供一插銷插設；該進氣側位於該插銷孔的一軸線的一側；該排氣側位於該插銷孔的軸線朝該進氣側相反的另一側；多個該進氣側油孔形成在該進氣側上；多個該排氣側油孔形成在該排氣側上，多個該進氣側油孔的開口面積總和大於多個該排氣側油孔的開口面積總和。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔的數量大於多個該排氣側油孔的數量。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔的一孔徑大於多個該排氣側油孔的一孔徑。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔的數量等於多個該排氣側油孔的數量。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔的一孔徑大於多個該排氣側油孔的一孔徑。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔以水平方式或由內而外向上傾斜方式貫穿該進氣側。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔等距離排列在該進氣側上；及多個該排氣側油孔等距離排列在該排氣側上。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該裙部上，且鄰近該頂部的位置。

在本發明之一實施例中，該頂部設有至少一用於套設活塞環的環狀溝槽，該環狀溝槽是設置在該頂部的周緣上。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是分別設置在該進氣側及排氣側且位於該環狀溝槽中。

在本發明之一實施例中，該頂部設有多個上下並列用於套設活塞環的的環狀溝槽，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該進氣側及排氣側最靠近該裙部的一個環狀溝槽中。

在本發明之一實施例中，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是分別設置在該進氣側及排氣側且位於該環狀溝槽中，且多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該裙部上，且鄰近該頂部的位置。

如上所述，由於機油從多個該進氣側油孔排出，該引擎活塞結構之表面靠近該缸體之進氣閥及排氣閥兩側的機油附著殘留量，能夠透過不對稱的多個該進氣側油孔及排氣側油孔能夠進行最適切的調整。另外，多個該進氣側油孔相對於多個該排氣側油孔7增加油孔截面積，以提高機油從多個該進氣側油孔排出的機會，減少在該進氣側外壁上的機油殘留量，進而使該引擎活塞結構運作過程更平衡與順暢，並且降低機油消耗與汽缸磨耗的問題，因而大幅改善該活塞因高溫積碳不平均所產生的焦黑現象。

11‧‧‧活塞

12‧‧‧排油孔

13‧‧‧汽缸缸體

14‧‧‧噴油嘴

100‧‧‧引擎活塞結構

101‧‧‧缸體

102‧‧‧噴油嘴

103‧‧‧插銷

104‧‧‧連桿

105‧‧‧進氣閥

106‧‧‧排氣閥

2‧‧‧頂部

3‧‧‧裙部

30‧‧‧插銷孔

4‧‧‧進氣側

5‧‧‧排氣側

6、6’‧‧‧進氣側油孔

7‧‧‧排氣側油孔

8‧‧‧環狀溝槽

9‧‧‧活塞環

第1及2圖是習知引擎活塞在不同方向的一剖視圖；第3圖是根據本發明之引擎活塞結構的一較佳實施例的一剖視圖；第4圖是根據本發明之引擎活塞結構的一較佳實施例的一立體圖；及第5至7圖是根據本發明之引擎活塞結構的一較佳實施機油流動的一示意圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第3、4圖所示，本發明之引擎活塞結構100的一較佳實施例，該引擎活塞結構100用以安裝在一缸體101中，且該引擎活塞結構100包括一頂部2、一裙部3、一插銷孔30、一進氣側4、一排氣側5、多個進氣側油孔6及多個排氣側油孔7，其中該進氣側4對應該缸體101的一進氣閥105，該排氣側5對應該缸體101的一排氣側106，且該進氣側4位於該插銷孔30的一軸線的一側，該排氣側5位於該插銷孔30的軸線朝該進氣側相反的另一側(見第3及5圖)。本發明將於下文詳細說明各個元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照第3、4圖所示，該裙部3從該頂部2向下中空延伸，且該插銷孔30形成在該裙部3上，用以供一插銷103插設，藉以使一連桿104透過該插銷103帶動該引擎活塞結構100向上及向下移動。

續參照第3、4圖所示，該引擎活塞結構100更具有至少一用於套設活塞環9的個環狀溝槽8及至少一個活塞環9。在本實施例中，該引擎活塞結構100係設置二個環狀溝槽8及二個活塞環9(第4圖僅繪示其一)，其中多個該環狀溝槽23上下並列設置在該頂部2的周緣上，且多個該活塞環9分別套設在多個該環狀溝槽8中。

續參照第3、4圖所示，多個該進氣側油孔形6成在該進氣側4上，而且多個該進氣側油孔6以水平方式貫穿該進氣側4，並且等距離的排列在該進氣側4上。在本實施例中，該引擎活塞結構100包括更具有多個進氣側油孔形6’，設置在該裙部3且形成在該進氣側4上，並由內而外向上傾斜方式貫穿該進氣側4，而且多個該進氣側油孔6’是設置在該裙部3上，機油可同時從多個該進氣側油孔6、6’排出。

續參照第3、4圖所示，多個該排氣側油孔7形成在該排氣側5上，而且多個該排氣側油孔7也等距離排列在該排氣側5上，其中多個該進氣側油孔6的開口面積總和係設計成大於多個該排氣側油孔7的開口面積總和。在本實施例中，如第5圖所示，多個該進氣側油孔6的數量大於多個該排氣側油孔7的數量，且每一進氣側油孔6的一孔徑等於每一排氣側油孔7的一孔徑。在其他實施例中，多個該進氣側油孔6的數量也可以等於多個該排氣側油孔7的數量，但設計使每一進氣側油孔6的一孔徑大於每一排氣側油孔7的一孔徑，並不受本實施例所侷限。

續參照第3、4圖所示，在本實施例中，多個該環狀溝槽8用於套設活塞環9且位於該頂部2且間隔排列，而且多個該活塞環9分別套設在多個該環狀溝槽8中，而多個該進氣側油孔6及排氣側油孔7是設置在該進氣側4及排氣側5最靠近該裙部3的一個該環狀溝槽8中。

依據上述的結構，當該引擎活塞結構100下行時，如第6圖所示的箭頭所示，機油從多個該進氣側油孔6、6’排出；當該引擎活塞結構100上行時，如第7圖所示的箭頭所示，因該缸體101中的一噴油嘴102往該引擎活塞結構100內部的天井方向噴射機油(見第3圖)，使機油往多個該進氣側油孔6、6’內移動；即該引擎活塞結構100之表面靠近該缸體101之進氣閥105及排氣閥106兩側的機油附著殘留量，透過不對稱的多個該進氣側油孔6及排氣側油孔7能夠進行最適切的調整；例如，位於該進氣側4的多個該進氣側油孔6的數量大於位於該排氣側5的多個該排氣側油孔7的數量，或者，多個該進氣側油孔6相對於多個該排氣側油孔7增加至少百分之5以上的油孔截面積，以提高機油從多個該進氣側油孔6、6’排出的機會，減少在該進 氣側4外壁上的機油殘留量，進而使該引擎活塞結構100運作過程更平衡與順暢，並且降低機油消耗與汽缸磨耗的問題，因而大幅改善該引擎活塞結構100因高溫積碳不平均所產生的焦黑現象。

藉由上述的設計，由於機油從多個該進氣側油孔6、6’排出，該引擎活塞結構100之表面靠近該缸體101之進氣閥105及排氣閥106兩側的機油附著殘留量，能夠透過不對稱的多個該進氣側油孔6及排氣側油孔7能夠進行最適切的調整。另外，多個該進氣側油孔6相對於多個該排氣側油孔7增加油孔截面積，以提高機油從多個該進氣側油孔6、6’排出的機會，減少在該進氣側4外壁上的機油殘留量，進而使該引擎活塞結構100運作過程更平衡與順暢，並且降低機油消耗與汽缸磨耗的問題，因而大幅改善該引擎活塞結構100因高溫積碳不平均所產生的焦黑現象。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧引擎活塞結構

101‧‧‧缸體

102‧‧‧噴油嘴

103‧‧‧插銷

104‧‧‧連桿

105‧‧‧進氣閥

106‧‧‧排氣閥

4‧‧‧進氣側

5‧‧‧排氣側

6、6’‧‧‧進氣側油孔

7‧‧‧排氣側油孔

8‧‧‧環狀溝槽

Claims (8)

1. 一種引擎活塞結構，具有一頂部及一裙部，該裙部從該頂部延伸，且一插銷孔形成在該裙部上，用以供一插銷插設，該引擎活塞結構包括：一進氣側，位於該插銷孔的一軸線的一側；一排氣側，位於該插銷孔的軸線朝該進氣側相反的另一側；多個進氣側油孔，形成在該進氣側上；及多個排氣側油孔，形成在該排氣側上，其中多個該進氣側油孔的開口面積總和大於多個該排氣側油孔的開口面積總和；其中一冷卻機油是從該排氣側流動至該進氣側，該頂部設有至少一用於套設活塞環的環狀溝槽，該環狀溝槽是設置在該頂部的周緣上，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是分別設置在該進氣側及排氣側且位於該環狀溝槽中。
2. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔的數量大於多個該排氣側油孔的數量。
3. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔的數量等於多個該排氣側油孔的數量。
4. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔以水平方式或由內而外向上傾斜方式貫穿該進氣側。
5. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔等距離排列在該進氣側上；及多個該排氣側油孔等距離排列在該排氣側上。
6. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該裙部上，且鄰近該頂部的位置。
7. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中該頂部設有多個上下並列用於套設活塞環的的環狀溝槽，多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該進氣側及排氣側最靠近該裙部的一個環狀溝槽中。
8. 根據申請專利範圍第1項之引擎活塞結構，其中多個該進氣側油孔及排氣側油孔是分別設置在該進氣側及排氣側且位於該環狀溝槽中，且多個該進氣側油孔及排氣側油孔是設置在該裙部上，且鄰近該頂部的位置。