CN103362682A - 一种柴油发动机活塞 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柴油发动机活塞，活塞的顶部具有缩口的类似ω形燃烧室，活塞的顶部还设有内冷油腔，主要是通过活塞冷却喷嘴向活塞内腔连续不断的喷射束状油液进行强制冷却；活塞环槽部设有两道气环槽和一道油环槽。本技术方案的设计强度高，质量轻，导热性、抗磨性和缸内导向性好，同时还能保证机器运转时噪声小，排放达到强制性标准，冷却效果好，在减少氮氧化物的排放同时提高发动机的动力负荷。
Description
技术领域
本发明专利涉及内燃机技术领域，具体的说涉及一种达到排放标准柴油发动机的活塞。
背景技术
近年来，随着人类社会的不断发展与进步，环境问题日趋引起人们的关注，世界各国逐渐健全并完善了相关的排放法规。随着国内与国际排放标准越来越严格，柴油机产品必须达到标准的排放要求才能获得相关部门的型式认证并得到生产许可，因而，要使柴油机产品具备一定的市场竞争力和市场前景，急需开发出一种低排放、低污染的新型柴油机。在影响柴油机排放性能的诸多因素中，主要运动件活塞是较为重要的影响因素之一。
由于柴油机在噪声及排放方面都有相关的国家标准，因此要提高柴油机的功率、燃油经济性和耐久性，同时还要进行成本控制，这就要求对柴油机的设计，尤其是活塞的设计越来越严格。
同时，柴油机向着大功率要求的趋势发展，又要求低排放、长寿命、燃油经济性和低成本，在这种环境下，柴油机的小型化与轻量化设计应运而生。可以说，小型化设计与减小重量在现代柴油机设计中的地位越来越重要。为了使发动机整体尺寸减小，必然的要使各个零部件尺寸相应减小；为了提高发动机的转速，降低振动与噪声，必然要求运动组件质量减小，以减小由此产生的惯性力。
发明内容
本发明的目的是对现有发动机活塞进行改进，使其能够符合排放标准，在减少氮氧化物的排放同时提高发动机的动力负荷。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种柴油发动机活塞，活塞的顶部具有缩口的类似ω形燃烧室，活塞的顶部还设有内冷油腔，主要是通过活塞冷却喷嘴向活塞内腔连续不断的喷射束状油液进行强制冷却；活塞环槽部设有两道气环槽和一道油环槽；所述燃烧室以活塞的轴截面的中线呈对称结构，在燃烧室的中心有一圆台结构，圆台的上表面为平面，圆台的侧表面为具有一定的弧度的曲线，曲线的另一端连接有1/4圆弧，圆弧的另一端通过一段与圆弧曲率不同的弧线连接第一圆柱形侧边，圆柱形侧边的另一端通过弧线连接第二圆柱形侧边，第二圆柱形侧边与活塞的上表面连接，所述各表面的相连接处均为平滑连接。
所述第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径；第二圆柱与第一圆柱之间的曲线曲率小于第二圆柱与圆弧之间的曲线的曲率，但大于圆弧与圆台上表面之间的圆台侧表面的曲率。
第一圆柱的直径与第二圆柱的直径的比值为0.882-0.902之间。
所述圆弧半径与第二圆柱的直径比为0.175-0.192之间。
所述圆台上表面直径与第二圆柱直径的比为0.093-0.113之间。
在活塞上还设置有活塞销孔，活塞销孔采用异型孔结构，活塞销孔在深度上分为位于中部的A及A两侧的B和C三部分，这三部分的直径为，C的直径≥B的直径≥A的直径。
活塞的内冷油腔结构为，油孔与活塞的中心线平行。
本发明的有益技术效果是：
1、在减少氮氧化物的排放同时提高发动机的动力负荷。
2、设计强度高，质量轻，导热性、抗磨性和缸内导向性好，同时还能保证机器运转时噪声小，排放达到强制性标准，冷却效果好。
附图说明
图1为本发明的纵剖视图。
图2为本发明的活塞销结构示意图。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅为示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本实施例中，以柴油2.7L发动机为例来进行详细说明，在本申请的技术方案中，依然适用其它型号的发动机，但具体的尺寸会与2.7L发动机不同，具体的尺寸只要通过实验就能够得到。
如图1和图2所示，一种柴油发动机活塞，活塞1的顶部具有缩口的类似ω形燃烧室2，活塞1的顶部还设有内冷油腔3，活塞1的内冷油腔3结构为，油孔与活塞的中心线平行；主要是通过活塞冷却喷嘴向活塞内腔连续不断的喷射束状油液进行强制冷却。
活塞1环槽部设有两道气环槽和一道油环槽，分别为环槽护圈4、第一道气环槽5、第二道气环槽6、油环槽7。柴油发动机活塞的第一道气环槽5内镶设有环槽护圈4，环槽护圈4材料为高镍奥氏体铸铁，环槽护圈4上设有第一道气环槽5，第一道气环槽5的横截面为梯形，第一道气环槽5高度为2.097（+0.08，+0.10）mm，第二道气环槽6高度为2（+0.04，+0.06）mm，油环槽7高度为3（+0.02，+0.04）mm。
燃烧室2以活塞的轴截面的中线呈对称结构，在燃烧室的中心有一圆台10结构，圆台10的上表面为平面，圆台的侧表面9为具有一定的弧度的曲线，曲线的另一端连接有1/4圆弧12，圆弧12的另一端通过一段与圆弧曲率不同的弧线连接第一圆柱11侧边，第一圆柱11侧边的另一端通过弧线连接第二圆柱8侧边，第二圆柱8侧边与活塞1的上表面连接，所述各表面的相连接处均为平滑连接。
所述第二圆柱8的直径大于第一圆柱11的直径；第二圆柱与第一圆柱之间的曲线曲率小于第二圆柱与圆弧之间的曲线的曲率，但大于圆弧与圆台上表面之间的圆台侧表面的曲率。
第一圆柱的直径与第二圆柱的直径的比值为0.882-0.902之间。
所述圆弧半径与第二圆柱的直径比为0.175-0.192之间。
所述圆台上表面直径与第二圆柱直径的比为0.093-0.113之间。
具体的情况是，自活塞的上表面至燃烧室底的深度为16.5±0.05mm，第一圆柱直径为φ58±0.1mm，燃烧室容积33.58±0.3ml。
在活塞1上还设置有活塞销孔，活塞销孔采用异型孔结构，活塞销孔在深度上分为位于中部的A15及A两侧的B14和C16三部分，这三部分的直径为，C的直径≥B的直径≥A的直径。
活塞销孔直径尺寸为：
A=Φ34.5（+0.006，+0.011）mm，B=（A+0.015）mm±0.003mm，C=（A+0.018）mm±0.003mm，此设计更好的迎合了活塞销在运动过程中的变形，有利于减小应力集中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种柴油发动机活塞，其特征在于：活塞的顶部具有缩口的类似ω形燃烧室，活塞的顶部还设有内冷油腔，主要是通过活塞冷却喷嘴向活塞内腔连续不断的喷射束状油液进行强制冷却；活塞环槽部设有两道气环槽和一道油环槽；所述燃烧室以活塞的轴截面的中线呈对称结构，在燃烧室的中心有一圆台结构，圆台的上表面为平面，圆台的侧表面为具有一定的弧度的曲线，曲线的另一端连接有1/4圆弧，圆弧的另一端通过一段与圆弧曲率不同的弧线连接第一圆柱形侧边，圆柱形侧边的另一端通过弧线连接第二圆柱形侧边，第二圆柱形侧边与活塞的上表面连接，所述各表面的相连接处均为平滑连接。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机活塞，其特征在于：所述第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径；第二圆柱与第一圆柱之间的曲线曲率小于第二圆柱与圆弧之间的曲线的曲率，但大于圆弧与圆台上表面之间的圆台侧表面的曲率。
3.根据权利要求1或2所述的柴油发动机活塞，其特征在于：第一圆柱的直径与第二圆柱的直径的比值为0.882-0.902之间。
4.根据权利要求1或2所述的柴油发动机活塞，其特征在于：所述圆弧半径与第二圆柱的直径比为0.175-0.192之间。
5.根据权利要求1或2所述的柴油发动机活塞，其特征在于：所述圆台上表面直径与第二圆柱直径的比为0.093-0.113之间。
6.根据权利要求1所述的柴油发动机活塞，其特征在于：在活塞上还设置有活塞销孔，活塞销孔采用异型孔结构，活塞销孔在深度上分为位于中部的A及A两侧的B和C三部分，这三部分的直径为，C的直径≥B的直径≥A的直径。
7.根据权利要求1所述的柴油发动机活塞，其特征在于：活塞的内冷油腔结构为，油孔与活塞的中心线平行。
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