[發(fā)明專利]特殊裙部輪廓形狀活塞

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110426761.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN102425505A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭光澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02F3/00
• 分類號(hào): F02F3/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種往復(fù)活塞式機(jī)械的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械動(dòng)力工程領(lǐng)域，尤其涉及一種特殊裙部輪廓形狀活塞。

背景技術(shù)

活塞拍擊噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)最大的機(jī)械噪聲源，而活塞與缸套之間的摩擦損失功率占發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)摩擦損失功率的50-60%。改善活塞與缸套之間的碰撞與潤(rùn)滑一直以來是發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究的重點(diǎn)。燃?xì)獗l(fā)后，活塞在燃?xì)鈮毫σ约皯T性力的綜合作用下使活塞向主推力面方面平移的同時(shí)發(fā)生繞活塞銷軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使活塞與缸套碰撞而產(chǎn)生活塞拍擊現(xiàn)象。活塞拍擊產(chǎn)生的沖擊力導(dǎo)致活塞與缸套之間摩擦力的產(chǎn)生，因此，改善活塞與缸套之間的潤(rùn)滑條件，保證邊界潤(rùn)滑，并使活塞發(fā)生熱變形及彈性振動(dòng)后的裙部輪廓能保證活塞與缸套的均勻接觸，減緩活塞與缸套的接觸時(shí)間，改變接觸位置，是降低活塞拍擊產(chǎn)生的沖擊力的峰值，減小最大摩擦力，提高熱效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)NVH的關(guān)鍵技術(shù)措施之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種使燃?xì)獗l(fā)后作用在的活塞主推力面上的沖擊力的峰值降低，改善發(fā)動(dòng)機(jī)NVH性能，且能提供一種穩(wěn)定的動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)的特殊裙部輪廓形狀活塞。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：特殊裙部輪廓形狀活塞，該活塞的下部為活塞裙部，所述活塞裙部的上端和下端的直徑小、且直徑相等，活塞裙部的中部（活塞銷中心附近位置）直徑大；活塞裙部靠近下端沿圓周方向均布設(shè)有數(shù)個(gè)集油環(huán)槽。

????作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述集油環(huán)槽的截面為半徑R的半圓，且0＜R≤0.5mm；所述集油環(huán)槽位于活塞銷孔座平臺(tái)的下方。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述活塞裙部從上端到中部的直徑變化率先大后小；所述活塞裙部從中部到下端的直徑變化率先小后大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特殊裙部輪廓形狀活塞具有如下優(yōu)點(diǎn)：

????1、活塞裙部輪廓采用上下端直徑小，且直徑相等，活塞裙部輪廓的中部直徑大，廓線直徑變化速率不等而形成的特殊分段廓線，使活塞在工作狀態(tài)下發(fā)生熱變形及彈性變形后，能保證活塞裙部輪廓與缸套能更均勻地接觸，改變接觸位相和初始接觸位置，從而減小活塞敲缸的激烈程度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲。

2、活塞裙部下端沿圓周方向均布設(shè)有數(shù)個(gè)集油環(huán)槽，使活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)將潤(rùn)滑油“抽取”到活塞與缸套之間的間隙；活塞裙部分段廓線結(jié)構(gòu)可將集油環(huán)槽抽取的潤(rùn)滑油有效的保持在活塞與缸套之間的間隙，從而達(dá)到保持潤(rùn)滑狀態(tài)，改善摩擦條件的作用，在降低活塞拍擊的同時(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，增加活塞、缸套的使用壽命。

3、上述采用特殊分段廓線和數(shù)個(gè)集油環(huán)槽，可以在一定程度上改善活塞與缸套之間的潤(rùn)滑狀態(tài)，減小摩擦系數(shù)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率；同時(shí)，也由于變輪廓形狀的采用，降低活塞拍擊產(chǎn)生的沖擊力峰值，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH水平。

附圖說明

圖1為活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為活塞裙部靠近下端設(shè)置的集油環(huán)槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為活塞裙部特殊分段廓線的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

????下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。??

如圖1、2所示，特殊裙部輪廓形狀活塞，該活塞1的下部為活塞裙部2，活塞裙部2的上端和下端的直徑小、且直徑相等，活塞裙部2的中部（活塞銷中心附近位置）直徑大；活塞裙部2靠近下端沿圓周方向均布設(shè)有數(shù)個(gè)集油環(huán)槽3。集油環(huán)槽3的截面為半徑R的半圓，且0＜R≤0.5mm；集油環(huán)槽3位于活塞銷孔座平臺(tái)5的下方。

活塞裙部2從上端到中部的直徑變化率先大后小，活塞裙部2從中部到下端的直徑變化率先小后大，從而使活塞裙部形成特殊的分段廓線，如圖3所示。該特殊的分段廓線使活塞在工作狀態(tài)下產(chǎn)生熱變形及彈性變形后形成配合活塞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一種均勻接觸狀態(tài)，使燃?xì)獗l(fā)后作用在的活塞主推力面上的沖擊力的峰值降低，從而改善由此而產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)NVH性能。

同時(shí)，為了改善活塞裙部與缸套之間的潤(rùn)滑狀態(tài)，以及維持活塞與缸套之間的動(dòng)力潤(rùn)滑動(dòng)力學(xué)特性，本發(fā)明在活塞裙部靠近下端沿圓周方向均布設(shè)有數(shù)個(gè)集油環(huán)槽3，使活塞從下死點(diǎn)位置到上死點(diǎn)位置的運(yùn)動(dòng)過程中，將一定量的潤(rùn)滑油“抽取”到活塞與缸套之間的間隙，并利用分段直徑廓線形成的凹槽將潤(rùn)滑油有效地保持在活塞與缸套之間的間隙，使其處于一種穩(wěn)定的動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)。