[發明專利]一種活塞結構

在審

• 申請號: 202111509629.5
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114165351A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉雨晨;宋雅麗;劉騰
• 申請（專利權）人: 中船動力研究院有限公司
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;F02F3/18;F01M9/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 任德欣

本發明涉及活塞潤滑技術領域，公開了一種活塞結構，包括活塞頭部和活塞裙部，活塞頭部與活塞裙部形成有環形冷卻腔，活塞裙部上設置有活塞銷孔，活塞結構上設置有與環形冷卻腔相連通的進油孔和回油孔，活塞結構上還設置有活塞銷孔潤滑孔和連桿小端潤滑孔，活塞銷孔潤滑孔連通環形冷卻腔和活塞銷孔；連桿小端潤滑孔的一端與環形冷卻腔相連通，連桿小端潤滑孔的另一端能夠與連桿小端上的集油孔在預設曲柄轉角周期性連通。該活塞結構通過進油孔進油，通過活塞銷孔潤滑孔使潤滑油進入到活塞銷孔和活塞銷之間進行潤滑；通過連桿小端潤滑孔能夠實現對連桿小端的潤滑，剩余的潤滑油通過回油孔泄出，保證了對活塞結構的冷卻，以及對關鍵結構的潤滑。

技術領域

本發明涉及活塞潤滑技術領域，尤其涉及一種活塞結構。

背景技術

隨著環境與能源兩方面要求的不斷提高，柴油機的設計與發展逐漸趨向高功率密度，因此對活塞的可靠性及耐久性提出了更高的要求。活塞作為柴油機燃燒室的重要組成部件，工作過程中受燃氣高溫、高壓、燒蝕和腐蝕作用，承受的熱負荷及機械負荷很高。尤其是船用高速柴油機，最大爆發壓力可達25MPa以上，活塞最大線速度可達14m/s以上。活塞結構承受超過設計限值的高溫會導致材料強度急劇降低，而潤滑不良直接導致活塞組件摩擦副發生嚴重的摩擦磨損問題，從而發生失效。因此對于活塞的冷卻要求和潤滑要求逐漸提高。一般活塞借助潤滑介質同時實現潤滑與冷卻兩方面功能——潤滑油即為冷卻介質，所以在設計活塞結構時必須將潤滑冷卻一并考慮。

目前高速柴油機活塞結構多采用噴射冷卻形式，不能較好地兼顧活塞銷孔-活塞銷，活塞銷-連桿小端襯套潤滑，所以針對柴油機性能要求，需要發明一種既可保證活塞結構冷卻效果，又可實現多個摩擦副充分潤滑的活塞潤滑冷卻結構。

發明內容

本發明的目的在于提出一種活塞結構，在保證冷卻效果的基礎上，能夠對活塞銷孔和連桿小端起到同時潤滑的作用。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種活塞結構，包括活塞頭部和與所述活塞頭部相連的活塞裙部，所述活塞頭部與所述活塞裙部形成有環形冷卻腔，所述活塞裙部上設置有活塞銷孔，所述活塞結構上設置有與所述環形冷卻腔相連通的進油孔和回油孔，所述活塞結構上還設置有：

活塞銷孔潤滑孔，連通所述環形冷卻腔和所述活塞銷孔；及

連桿小端潤滑孔，其一端與所述環形冷卻腔相連通，其另一端能夠與連桿小端上的集油孔在預設曲柄轉角周期性連通。

該活塞結構通過進油孔向環形冷卻腔內進油，通過活塞銷孔潤滑孔連通環形冷卻腔和活塞銷孔，以使潤滑油進入到活塞銷孔和活塞銷之間進行潤滑；連桿小端潤滑孔的一端與環形冷卻腔相連通，另一端與連桿小端上的集油孔在預設曲柄轉角周期性連通，從而能夠實現對連桿小端進行潤滑，另外剩余的潤滑油通過回油孔泄出，保證潤滑油能沿環形冷卻腔進行流動，帶走頂面高溫位置熱量，如此既保證了對活塞結構的冷卻，也同時保證了對關鍵結構的潤滑。

作為上述活塞結構的一種優選方案，所述活塞銷孔潤滑孔沿所述活塞裙部的軸線方向延伸，并與所述活塞銷孔的側邊弧面相切連通。

上述設置以便于潤滑油沿著活塞銷孔潤滑孔順利流入到活塞銷孔內。

作為上述活塞結構的一種優選方案，所述活塞結構的兩側分別設置有一所述活塞銷孔，所述活塞銷孔潤滑孔設置兩個，每個所述活塞銷孔分別通過一個所述活塞銷孔潤滑孔與所述環形冷卻腔相連通。

通過兩個活塞銷孔潤滑孔的設置，保證每個活塞銷孔均能夠有潤滑油流入，以便于起到潤滑作用。

作為上述活塞結構的一種優選方案，兩個所述活塞銷孔潤滑孔沿所述活塞結構的軸線成中心對稱設置。

兩個活塞銷潤滑孔沿活塞結構的軸線成中心對稱設置，保證活塞銷孔可從兩側同時供給潤滑油，潤滑效果更好。