一种活塞及发动机的制作方法

专利检索2022-05-10  140



1.本实用新型涉及发动机的技术领域,特别涉及一种活塞及发动机。


背景技术:

2.随着对发动机排放要求的不断升级和对动力性能要求的不断提高,传统铝活塞已经无法满足高爆压高功率密度发动机的使用条件,钢活塞的使用越来越广泛。钢活塞具有高强度,抗高温性能等优点,可以承受更高的爆发压力和热负荷。钢活塞相对于铝活塞一般设计为低压缩高,大内冷油腔。活塞热负荷最高的地方在内冷油腔的顶部,是最需要冷却的地方。而较大的活塞内冷油腔需要更多的机油流入量来保证油腔填充率;活塞的底部温度较低不需要过多冷却,这部分内冷机油降低了整体的冷却效率。如果钢活塞设计相对较小内冷油腔又面临着活塞整体重量较大问题。因此如何在保证重量不增加的情况下,提高内冷油腔的效率成为亟待解决的问题。


技术实现要素:

3.本实用新型公开了一种活塞及发动机,用于不增加活塞重量的前提下,提高冷油腔的冷却效率。
4.为达到上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
5.一种活塞,包括:
6.活塞本体,所述活塞本体的头部具有内冷油腔,在所述内冷油腔内壁上设置有嵌片,所述嵌片将所述内冷油腔分为沿所述活塞本体运动方向分布的第一环形油腔和第二环形油腔;其中,所述嵌片具有入口和出口;
7.入口导管,所述入口导管贯穿所述第二环形油腔且至少部分从所述入口伸入所述第一环形油腔。
8.通过在活塞本体头部的内冷油腔中嵌入嵌片,将内冷油腔沿活塞本体运动方向分成第一环形油腔和第二环形油腔两个腔体,同时在嵌片入口增加入口导管,入口导管贯穿第二环形油腔且至少部分从入口伸入第一环形油腔,保证冷却机油从入口导管进入第一环形油腔,使得第一环形油腔具有较高的机油流量和填充率,降低第二环形油腔的机油量,提高内冷油腔的整体冷却效率。由于在内冷油腔体积不变的前提下还能保证换热效率,从而使得活塞也可以进行轻量化设计。
9.可选地,所述嵌片为圆环,所述内冷油腔内壁具有凹槽,所述嵌片的外边缘和内边缘均与所述内冷油腔内壁的凹槽插接。
10.可选地,所述嵌片具有开口。
11.可选地,所述嵌片的材料为弹性金属。
12.可选地,所述入口导管与所述嵌片的入口过盈配合。
13.可选地,所述嵌片沿垂直所述活塞本体的运动方向设置。
14.第二方面,本实用新型提供一种发动机,包括第一方面任一项所述活塞。
15.这里的发动机采用较低流量的冷却喷嘴和机油泵泵入第一环形油腔可以保证冷却效率的同时,还降低发动机的功率损失。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的一种活塞的内部剖视图;
17.图2为本实用新型实施例提供的嵌片的结构示意图。
18.图标:100

活塞本体;110

内冷油腔;111

第一环形油腔;112

第二环形油腔;200

嵌片;210

入口;220

出口;230

开口;300

入口导管。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
20.钢活塞的内冷油腔一般通过机械加工所得,内冷油腔较大。内冷油腔较大的缺点是:
21.1)内冷油腔体积大,在保证内冷油腔机油填充率的条件下需要更多的机油喷入,这就需要设计大流量的机油泵和冷却喷嘴;同时会占用更多的发动机有效功,降低整机的输出。
22.冷却喷嘴连接发动机机体油道,把机油喷入活塞内冷油腔中的管体结构。活塞冷却喷嘴需要一定的压力和喷出面积,来保证有足够的机油流量进行活塞冷却。
23.2)活塞最需冷却的部位是活塞顶部和一环槽,但是现在的钢活塞内冷油腔110大使得很大一部分的机油流量没有冷却便会流出,冷却区域针对性不强,冷却效率低下。
24.钢活塞如果采用相对小的内冷油腔设计,则活塞会变得较为笨重,重量的增加造成发动机往复惯性力加大,引起噪声振动问题。
25.因此为了解决上述问题,本实用新型实施例提供的活塞具有如下结构:
26.如图1所示,本实用新型实施例提供了一种活塞,包括:
27.活塞本体100,活塞本体100的头部具有内冷油腔110,在内冷油腔110内壁上设置有嵌片200,嵌片200将内冷油腔110分为沿活塞本体100运动方向分布的第一环形油腔111和第二环形油腔112;其中,嵌片200具有入口210和出口220;
28.入口导管300,入口导管300贯穿第二环形油腔112且至少部分从入口210伸入第一环形油腔111。
29.需要说明的是,通过在活塞本体100头部的内冷油腔110中嵌入嵌片200,将内冷油腔110沿活塞本体100运动方向分成第一环形油腔111和第二环形油腔112两个腔体,同时在嵌片200入口210增加入口导管300,入口导管300贯穿第二环形油腔112且至少部分从入口210伸入第一环形油腔111,保证冷却机油从入口导管300进入第一环形油腔111,使得第一环形油腔111具有较高的机油流量和填充率,降低第二环形油腔112的机油量,提高内冷油腔110的整体冷却效率。由于在内冷油腔110体积不变的前提下还能保证换热效率,从而使得活塞也可以进行轻量化设计。
30.如图2所示,嵌片200为圆环,内冷油腔110内壁具有凹槽,嵌片200的外边缘和内边缘均与内冷油腔110内壁的凹槽插接。
31.在活塞内冷油腔110焊接封闭前,在内冷油腔110入口210安装入口导管300,在内冷油腔110中安装嵌片200,入口导管300与嵌片200的入口210过盈配合,嵌片200则卡在内冷油腔110内壁的凹槽内,入口导管300的出口220要高于嵌片200,这样的设计方式可以使得冷却油从入口导管300内进入第一环形油腔111,从而使得活塞最需冷却的部位活塞顶部和一环槽充分冷却,并且嵌片200为弹性开口230金属薄板,可以扭曲以方便安装,同时嵌片200具有入口210和出口220,对应内冷油腔110出入口210。
32.同时,嵌片200具有开口230。开口230的设计方便安装嵌片200,同时还具有一定的变形量。防止温度升高导致嵌片200变形。
33.可选地,嵌片200的材料为弹性金属。
34.为了方便安装,使得嵌片200可以稳定的安装在内冷油腔110的内壁上,将嵌片200沿垂直活塞本体100的运动方向设置。
35.第二方面,本实用新型提供一种发动机,包括第一方面任一项活塞。
36.由于钢活塞的内冷油腔110体积大,在保证内冷油腔110机油填充率的条件下需要更多的机油喷入,这就需要设计大流量的机油泵和冷却喷嘴;同时会占用更多的发动机有效功,降低整机的输出。
37.显然,本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
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