[發明專利]帶有冷卻通道冷卻插入件的活塞及其構建方法

有效

• 申請號: 201680017848.2
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107454924B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: F·倪
• 申請（專利權）人: 天納克公司
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;F02F3/18;F02F3/22;F02F3/26
• 代理公司: 北京市君合律師事務所 11517
• 代理人: 吳龍瑛;閔森森

提供了一種用于內燃發動機的活塞及其構建方法。所述活塞具有頂部和底部。頂部具有包括頂面和凹入其中的燃燒碗的上燃燒表面。環形燃燒碗邊沿在頂面與燃燒碗的側壁之間延伸。底部具有底壁和從所述底壁懸垂的一對銷座。頂部被固定到所述底部，在所述頂部和所述底部之間形成有環形冷卻通道。燃燒碗的側壁具有限定冷卻通道的一部分的徑向朝外側面，在徑向朝外側面中靠近燃燒碗邊沿處形成有環形槽。冷卻環被布置在環形槽中。冷卻環引導冷卻劑靠近燃燒碗邊沿，以促進燃燒碗邊沿的冷卻。

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求2015年1月30日提交的、序列號為62/110,083的美國臨時專利申請和2016年2月1日提交的、序列號為15/011,784美國發明專利申請的優先權，所述專利申請通過引用而整體并入本文。

背景技術

1.技術領域

本發明總體涉及內燃發動機，更具體地，涉及在內燃發動機中使用的活塞。

2.相關技術

內燃機制造商常常尋求提高發動機性能和燃料經濟性的方法。為了提高燃料經濟性，發動機制造商可以諸如減小油泵尺寸，但這又會減小提供給活塞的冷卻油的體積，這會導致活塞或至少活塞的一部分(即公認為在使用期間活塞最熱的區域之一的燃燒碗邊沿)過熱。性能和燃料經濟性均可以通過增加壓縮負荷和氣缸孔內的溫度來提高，但活塞必須能夠適應這樣的負荷和溫度而不會失效，特別是在潛在的乏油環境下。

典型地，活塞的頂壁，尤其是燃燒碗的邊緣或邊沿，與活塞的任何其它區域相比經受最高的工作溫度。這是因為燃燒是從鄰近的燃燒碗中開始的，邊沿限定通常徑向向內突出的稍微銳利的邊緣，并且與周圍區域相比較，由于邊沿暴露于燃燒熱量下的相對較高的表面-體積比，因此易于快速加熱。

發明內容

本發明提供了一種用于內燃發動機的活塞。所述活塞具有包括頂部和底部的活塞體。頂部具有被構造成直接暴露于氣缸孔內的燃燒氣體之中的上燃燒表面。上燃燒表面具有頂面和凹入其中的燃燒碗。燃燒碗具有底板和向上朝頂面延伸的環形側壁。環形燃燒碗邊沿在頂面與側壁之間延伸。底部具有底壁和從底壁懸垂的一對銷座，銷座具有軸向對準的銷孔，而所述底壁具有進油口。頂部被固定到底部，其間形成環形冷卻通道。底壁形成冷卻通道的一部分，進油口延伸到冷卻通道中。側壁具有限定一部分冷卻通道的徑向朝外的側面，在徑向朝外的側面中形成靠近燃燒碗邊沿的環形槽。冷卻環布置在環形槽中。冷卻環被構造成延緩和引導其中的冷卻劑靠近燃燒碗邊沿，以便于冷卻燃燒碗邊沿。

按照本發明的另一方面，冷卻環被卡入所述環形槽中而形成彈性偏置配合。

按照本發明的另一方面，冷卻環具有彈性偏置為彼此間隔關系的相對的自由端。

按照本發明的另一方面，在橫截面中觀察，冷卻環具有周向非連續的壁，以通過允許油直接與徑向朝外的側壁接觸來進一步促進燃燒碗邊沿的冷卻。

按照本發明的另一方面，所述壁具有通過環形間隙彼此隔開的弓形自由邊緣，其中所述環形間隙面向所述環形槽以促進燃燒碗邊沿的冷卻，并且所述弓形自由邊緣接觸所述環形槽以便容納冷卻環中的油，從而進一步增強油在燃燒碗邊沿區域中的冷卻效果。

按照本發明的另一方面，所述相對的自由端是開放的，以允許油從所述冷卻環向外流出，便于使連續的、新鮮的油循環供給通過冷卻環，由此進一步增強油在燃燒碗邊沿的區域中的冷卻效果。

按照本發明的另一方面，所述壁具有與所述底壁上的進油口軸向對準的進油端口，以便于將新鮮的油供給引入到冷卻環，由此進一步增強油在燃燒碗邊沿的區域中的冷卻效果。

按照本發明的另一方面，在橫截面中觀察，冷卻環具有周向連續的壁。

按照本發明的另一方面，冷卻環具有密封于其中的冷卻介質。