[實用新型]一種節(jié)能環(huán)保的內燃機活塞

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520197792.6
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN204511691U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 吳波;王洪臣;王征;伊延吉;金紹江;劉旦;王桂龍
• 申請（專利權）人: 長春工程學院
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型涉及一種基于減阻、耐磨功效的節(jié)能環(huán)保型內燃機活塞，可應用于各種內燃機中如汽油機、柴油機。

背景技術

汽車已經(jīng)是人們日常生活中必不可少的代步、交通、運輸工具。在如今全球節(jié)能減排、治霾抗污的大背景下，新能源汽車的研制推廣成為首要任務，但其配套設施的不完善以及高昂的價格使其完成普及需要8～10年。內燃機是汽車的動力源，也是汽車有害廢氣排放的主源。經(jīng)多項研究證明內燃機燃燒能量中有10％～20％消耗在機械損失，而機械損失中有45％～65％能量消耗在活塞、活塞環(huán)與氣缸的摩擦副中。考慮到巨大的內燃機使用量，即使將活塞-缸套系統(tǒng)的摩擦損耗降低很小幅度，也可以對減少能源消耗和改善環(huán)境產(chǎn)生較大影響。同時將易加工、低成本的節(jié)能環(huán)保型內燃機活塞作為新能源汽車普及前的過度產(chǎn)品，前景巨大。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于減小內燃機在活塞與缸套做功過程中因摩擦產(chǎn)生的機械能損失，提供一種基于減阻、耐磨功效的節(jié)能環(huán)保的內燃機活塞。

生物界中的很多物種在經(jīng)過千萬年的優(yōu)勝劣汰和進化形成了減阻的非光滑形態(tài)。貝殼以其表面的條紋形態(tài)，在長期惡劣的泥沙沖刷中完好的保護著殼內軟體。由于在泥沙和水流沖蝕過程中，貝殼體表形狀使其旋轉至流體與凸脊方向一致，故其殼表磨損過程近似于活塞裙。本實用新型首次將貝殼表面的減阻、耐磨條紋結構應用于內燃機中的主要摩擦副——活塞裙上。通過試驗和有限元分析發(fā)現(xiàn)加工于高速運動活塞上的凹槽內存有低速流動的潤滑油，越接近凹槽低端潤滑油流速越慢，從而在富油情況下凹槽內存儲了潤滑油，在乏油情況下凹槽內存儲的潤滑油補充供給摩擦界面，改善了潤滑條件。有效的防止了拉缸、爆缸現(xiàn)象的發(fā)生，延長了活塞和氣缸的使用壽命。

本實用新型通過改變活塞裙表面形態(tài)的方式，改善活塞裙與缸套間潤滑條件，減小摩擦阻力，卸載活塞裙集中應力，以達到提高活塞潤滑效果，延長活塞和氣缸使用壽命的目的。

本實用新型是在活塞裙表面沿軸向方向開設有貫穿于整個活塞裙的豎狀凹槽。

所述的豎狀凹槽間的活塞裙上開設有通孔。

所述的通孔一列縱向排列在兩列豎狀凹槽之間。

所述的豎狀凹槽寬窄相間。

所述的豎狀凹槽的截面形狀為矩形或三角形或圓弧形。

所述的豎狀凹槽的面積占活塞裙承壓面積的7～23％，豎狀凹槽的深度小于活塞裙厚度的40％。

所述通孔的直徑為豎狀凹槽寬度的60～70％，每列通孔中的相鄰通孔的間距為活塞裙軸向長度的13～15％

所述的豎狀凹槽在活塞裙表面的分布為全部或局部。

本實用新型可應用于各種內燃機中如汽油機、柴油機。

本實用新型的技術效果是：

本實用新型的凹槽可以存儲潤滑油和磨屑，使活塞在缸套內往復運動過程中潤滑油可以供給充分，分布均勻，從而分散摩擦熱，提高潤滑效果，減小摩擦阻力，防止拉缸和敲缸，延長了活塞和氣缸的使用壽命；凹槽與活塞運動方向一致且在活塞裙呈貫穿式排布，使活塞在運動過程中受力更均勻，同時凹槽將集中于活塞第三道環(huán)槽回油孔處的應力進行卸載，延長了活塞的疲勞壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型的第一實施例主視圖。

圖2是圖1的側視圖。

圖3是本實用新型的第二實施例主視圖，凹槽間具有通孔。

圖4是本實用新型的第三實施例主視圖，寬凹槽間具有窄凹槽。

圖5活塞裙截面圖。

圖6是第二實施例的活塞裙截面圖。

圖7是第三實施例的活塞裙截面圖。

圖8是凹槽呈三角形狀態(tài)的示意圖。

圖9是凹槽呈圓弧形狀態(tài)的示意圖。

圖10第一實施例中的裙長示意圖。

圖11第一實施例的剖視圖，顯示凹槽的深度、寬度和間距和裙厚。

圖12第二實施例中的裙長示意圖。

圖13第二實施例的剖視圖，顯示凹槽深度、寬度、間距、通孔直徑和裙厚。

圖14第三實施例中的裙長示意圖。

圖15第三實施例的剖視圖，顯示寬凹槽和窄凹槽深度、寬度、間距和裙厚。

圖中：1-活塞裙；2-豎狀凹槽2；3-通孔；4-豎狀寬凹槽；5-豎狀窄凹槽5；t-裙厚；l-裙長；h-槽深或寬凹槽槽深；s-槽間距或寬凹槽槽間距；w-槽寬度或寬凹槽槽寬度；d-通孔直徑；h1-窄凹槽槽深；w1-窄凹槽槽寬度。

具體實施方式