[實用新型]一種內燃機活塞結構

有效

• 申請號: 201420470563.2
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN204060960U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 周繼斌
• 申請（專利權）人: 周繼斌
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;F02F3/22
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 廖吉保

技術領域

本實用新型涉及內燃機技術領域，尤其是指一種內燃機活塞結構。

背景技術

活塞組件包括活塞、活塞環、活塞銷及缸套，是內燃機的核心運動件，是能源消耗、污染排放產生源頭，對動力性能及可靠性起主導作用。

隨著環境保護及能源危機問題的尖銳，對活塞組件的品質要求不斷提高，通過高爆發力、高熱負荷來實現高排放標準。活塞組件的工作環境相當苛刻，高壓、高速、高溫、高變頻率。大型商用內燃機達16-21Mpa；每秒線速達8-16m/s；平均溫度300℃、瞬間達1000℃；?因壓縮爆炸，承載動力轉換，使活塞組件承受周期性的機械應力與熱負荷變化。

所述苛刻工作環境，對活塞組件的充分潤滑、冷卻尤為重要，直接影響內燃機的性能與可靠性。活塞主要為鋁合金制造，當達300℃，機械強度會急劇下降50%。

現有技術中，冷卻、潤滑活塞組件，可以借助水循環，間接帶走部分熱量；也可以直接冷卻、潤滑，借助激濺潤滑油及活塞內設冷油道冷卻。然而，活塞頭部，特別是外圓沿周，是最大熱負荷摩擦區域，在循環行程中，特別是壓縮與爆發行程工況下，達不到充分的潤滑、冷卻，導致活塞與缸壁形成半干摩擦，增加摩擦阻力，也因達不到充分的潤滑、冷卻，缸壁預留較大的間隙，造成燃燒的死區，排污增加。以下以具體實例予以說明：

例YC-6K系列商用柴油機，活塞組件的匹配間隙如下：活塞頭部第一環岸（火力岸）與缸壁間隙達2.20mm，第二環岸與缸壁間隙為0.60mm，裙部與缸壁間隙達0.015mm。其活塞頭部第一環岸有12mm?高×2.20mm的間隙，此間隙會造成缺氧燃燒，形成燃燒死區；第二環岸13mm高×0.60mm的間隙，造成可燃氣體下竄，破壞潤滑油膜，活塞下行時，機油上竄，造成機油消耗增加。活塞環閉口間隙平均第一道環達0.50mm，第二道環達0.90mm，第三道環達0.375mm，該預留較大的縫隙造成可燃氣體的泄露，影響燃燒效率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種內燃機活塞結構，以使活塞組件潤滑與冷卻充分，同時縮小裝配間隙，增強燃燒室的密封，提升燃燒效率。

為達成上述目的，本實用新型的解決方案為：

一種內燃機活塞結構，包括活塞，活塞由頭部及裙部組成；在活塞頭部至少設置兩個油槽，該兩個油槽與活塞環及缸套匹配形成兩油庫，工作狀態下，潤滑油在兩油庫之間相互循環。

進一步，在活塞頭部形成第一環岸、第二環岸及第三環岸，在第一環岸上設置第一道環，在第二環岸上設置第二道環，在第三環岸上設置第三道環；在第二環岸下沿設置第一油槽，而在第三環岸中部設置第二油槽。

進一步，所述第一油槽深度為1.50-3.77mm，高度為1.50-3.50?mm。

進一步，所述第一油槽設置為L型，與設置在第二環岸上的第二道環匹配形成U型油庫。

進一步，所述第二油槽深度為2.50-4.50mm，高度為1.00-2.50?mm。

進一步，所述第二油槽設置為單堤矩形，上沿設置為上密封唇，下沿設置為下密封唇。

進一步，上密封唇與缸壁間隙為0.25-0.70mm，高為1.2–2.2mm。下密封唇與缸壁間隙為0.80-1.60mm，高為1.0–2.5mm。

進一步，第一環岸與缸壁間隙為0.60–1.2mm；第二環岸與缸壁間隙為0.20–0.55mm。

進一步，活塞裙部與缸壁間隙為0.05–0.10mm。

進一步，第一道環的閉口間隙為0.17mm-0.33mm；第二道環的閉口間隙為0.37mm-0.53mm；第三道環的閉口間隙為0.12mm-0.28mm。

進一步，在第三環岸下方活塞上設置環形集油槽。

進一步，活塞裙部型面設置為C型。

采用上述方案后，本實用新型在活塞頭部至少設置兩個油槽，該兩個油槽相互連通，隨著活塞上下行程，所述兩個油槽起到邊工作、邊儲油、布油、循環潤滑油作用，從而達到充分的潤滑與冷卻，使得活塞頭部冷卻充分，降低活塞機械強度的弱化。

同時，所述兩個油槽設置結構，使得活塞環第一道環、第二道環及第三道環的閉口間隙縮小，以及活塞的配缸間隙同步縮小，使得燃燒室密封效果更好，提升燃燒效率，從而使得內燃機綜合效率提升。

附圖說明

圖1是本實用新型的側視圖（局部剖視）；

圖1A是圖1的局部放大圖；

圖2是本實用新型活塞與缸套配合示意圖；

圖3是本實用新型活塞裙部型面與缸壁配合示意圖。