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CN204921161U - 一种发动机顶置式刮碳环装置 - Google Patents

一种发动机顶置式刮碳环装置 Download PDF

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CN204921161U
CN204921161U CN201520562654.3U CN201520562654U CN204921161U CN 204921161 U CN204921161 U CN 204921161U CN 201520562654 U CN201520562654 U CN 201520562654U CN 204921161 U CN204921161 U CN 204921161U
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王黎明
李国志
韩莉
吴超
周伟超
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Henan Diesel Engine Industry Co Ltd
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Henan Diesel Engine Industry Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于机械技术领域,提出一种发动机顶置式刮碳环装置一种发动机顶置式刮碳环装置。提出刮碳环装置的刮碳环(3)设置在气缸套(12)与气缸盖(2)之间;气缸套(12)、气缸盖(2)、刮碳环(3)的外部设置有冷却水套(1);刮碳环(3)与活塞头部(5)间隙配合;气缸套(12)与活塞裙部间隙配合;刮碳环(3)内壁面的下端具有向内伸出、用于刮除活塞头部位置积碳的刮碳刃(15);刮碳环(3)外壁面的中部具有环形凹槽Ⅰ(17),且环形凹槽Ⅰ(17)与冷却水套上的冷却腔(9)相连通,构成用于刮碳环冷却的环形冷却腔。本实用新型有效降低了刮碳环和活塞头部的热负荷,提高了刮碳环和活塞的使用寿命。

Description

一种发动机顶置式刮碳环装置
技术领域
本实用新型属于机械技术领域,具体涉及一种发动机顶置式刮碳环装置。
背景技术
发动机在工作过程中,受燃料质量的影响,活塞头部外圆表面和活塞环槽内容易出现积碳,研究表明,一旦活塞头部的积碳加厚到接近气缸套内壁时,气缸套的磨损率将急剧上升,同时附着在活塞环槽内的积碳容易引起活塞环磨损,严重时会造成活塞环卡滞,进而引起拉缸等严重故障。目前在发动机领域,主要采用在气缸套内孔上部加装刮碳环的办法,刮去活塞头部积碳,如专利《一种内燃机及其活塞刮碳环》(CN203822461U)就采用了气缸套内置刮碳环结构。该结构可以有效清除活塞头部积碳,但也带来了许多不利因素,主要表现在:1、刮碳环承担着刮碳的作用,极易磨损,最好采用表面氮化的方法提高其耐磨性,但是,为保证气缸套强度,刮碳环通常做成薄壁零件,而薄壁零件进行氮化处理后会造成严重变形,因此,该结构的刮碳环耐磨性不好,使用寿命较短。2、气缸套内置刮碳环结构中,气缸套抬肩最接近发动机的燃烧室,热负荷较大,但为了保证气缸套抬肩上支撑面处的强度,无法在气缸套抬肩上设计冷却腔,因此,该结构中气缸套抬肩处的冷却效果较差,若发动机长期在高热负荷工况下工作,气缸套抬肩处的热应变加大,将会增加活塞头部与气缸套粘结的风险。3、柴油机工作较长时间后,由于积碳的影响,刮碳环外壁与气缸套上的刮碳环槽之间不可避免会有积碳填充,刮碳环与气缸套出现卡滞,这对拆卸刮碳环带来很大困难。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型的目的是提出一种发动机顶置式刮碳环装置。
本实用新型为完成上述目的采用如下技术方案:
一种发动机顶置式刮碳环装置,所述刮碳环装置的刮碳环设置在气缸套与气缸盖之间;所述气缸套、气缸盖、刮碳环的外部设置有冷却水套;所述刮碳环的内孔直径小于气缸套的内孔直径;所述刮碳环与活塞头部间隙配合;所述气缸套与活塞裙部间隙配合;所述刮碳环内壁面的下端具有向内伸出、用于刮除活塞头部位置积碳的刮碳刃;所述刮碳环上端面的中部具有向上伸出的环形凸台,且所述的环形凸台与气缸盖下端面的凹槽相吻配;所述刮碳环与气缸盖之间设置有气密封环和顶置水密封圈,用于封水和封气;所述刮碳环外壁面的中部具有环形凹槽Ⅰ,且所述的环形凹槽Ⅰ与冷却水套上的冷却腔相连通,构成用以刮碳环进行冷却的环形冷却腔。
所述刮碳环的上端面上具有用以安装气密封环的环形凹槽Ⅱ和用以安装顶置水密封圈的环形凹槽Ⅲ。
所述的刮碳环与水套之间由侧置水密封圈密封。
本实用新型提出的一种发动机顶置式刮碳环装置,刮碳环安装在气缸套顶部,与气缸套之间不存在结合力,刮碳环拆装便利,不需要专用工具;刮碳环通过内孔下方的刮碳刃不断清扫活塞头部积碳,对刮碳环的耐磨性提出很高的要求,所以,本实用新型中,刮碳环采用整体氮化处理,极大提高了刮碳环的耐磨性和使用寿命;刮碳环与燃烧室和活塞头部直接接触,热负荷较大,本实用新型中,刮碳环外圆上设置有较大的冷却腔,冷却水不断流入冷却腔,将刮碳环上的热量及时导出,有效降低了刮碳环和活塞头部的热负荷,提高了刮碳环和活塞的使用寿命;刮碳环上设置有一道气密封环,两道水密封圈,有效阻隔了气缸内气体向外溢出及外界冷却水进入气缸内。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中刮碳环的结构示意图。
图中:1、冷却水套;2、气缸盖;3、刮碳环;4、活塞;5、活塞头部;6、气密封环;7、顶置水密封圈;8、回水孔;9、冷却腔;10、进水孔;11、侧置水密封圈;12、气缸套,13、内孔;14、环形凹槽Ⅱ;15、刮碳刃;16、环形凹槽Ⅳ;17、环形凹槽Ⅰ;18、环形凹槽Ⅲ;19、环形凸台。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明:
如图1所示,一种发动机顶置式刮碳环装置,所述刮碳环装置的刮碳环3设置在气缸套12与气缸盖2之间;所述气缸套12、气缸盖2、刮碳环3的外部设置有冷却水套1;所述刮碳环3的内孔直径小于气缸套12的内孔直径;所述刮碳环3与活塞4头部间隙配合;所述气缸套12与活塞4裙部间隙配合;所述刮碳环3下方的气缸套12与活塞4围成的腔内的空气在活塞4上行过程中被压缩,形成了很好的密封环带;所述刮碳环3内壁面的下端具有向内伸出、用于刮除活塞头部位置积碳的刮碳刃15;所述刮碳环3上端面的中部具有向上伸出的环形凸台19,且所述的环形凸台19与气缸盖2下端面的凹槽相吻配;所述刮碳环3与气缸盖2之间设置有气密封环6和顶置水密封圈7,用于封水和封气;所述刮碳环3外壁面的中部具有环形凹槽Ⅰ17,且所述的环形凹槽Ⅰ17与冷却水套1上的冷却腔9相连通,构成用于刮碳环3冷却的环形冷却腔。
所述刮碳环3的上端面上具有用以安装气密封环6的环形凹槽Ⅱ14和用以安装顶置水密封圈7的环形凹槽Ⅲ18。
所述的刮碳环3与水套1之间由侧置水密封圈11密封。
本实用新型所述的一种发动机顶置式刮碳环装置的刮碳原理:发动机在压缩阶段时,活塞4上行,当活塞头部5外圆上边缘与刮碳环3的内孔下边缘位置重叠时,刮碳环3上凸出气缸套12内孔的刮碳刃15开始刮碳,随着活塞4继续上行,活塞头部5上的积碳被不断刮掉,刮下的积碳短暂停留在刮碳环3内壁和燃烧室内,在接下来的发动机排气阶段,缸内强度较高的排气气流将刮碳环3内壁和燃烧室内的积碳经排气门吹出气缸。
本实用新型所述的一种发动机顶置式刮碳环装置的冷却原理:冷却水从水套1内的进水孔10进入水套内的冷却腔9,然后流入刮碳环3的环形腔17,对刮碳环3进行冷却,完成冷却后,冷却水经水套1上回水孔8流出,继续进行其它零件的冷却。

Claims (2)

1.一种发动机顶置式刮碳环装置,其特征在于:所述刮碳环装置的刮碳环(3)设置在气缸套(12)与气缸盖(2)之间;所述气缸套(12)、气缸盖(2)、刮碳环(3)的外部设置有冷却水套(1);所述刮碳环(3)的内孔直径小于气缸套(12)的内孔直径;所述刮碳环(3)与活塞(4)头部间隙配合;所述气缸套(12)与活塞(4)裙部间隙配合;所述刮碳环(3)内壁面的下端具有向内伸出、用于刮除活塞头部位置积碳的刮碳刃(15);所述刮碳环(3)上端面的中部具有向上伸出的环形凸台(19),且所述的环形凸台(19)与气缸盖(2)下端面的凹槽相吻配;所述刮碳环(3)与气缸盖(2)之间设置有气密封环(6)和顶置水密封圈(7);所述刮碳环(3)外壁面的中部具有环形凹槽Ⅰ(17),且所述的环形凹槽Ⅰ(17)与冷却水套(1)上的冷却腔(9)相连通,构成用于刮碳环(3)冷却的环形冷却腔。
2.如权利要求1所述的一种发动机顶置式刮碳环装置,其特征在于:所述刮碳环(3)的上端面上具有用以安装气密封环的环形凹槽Ⅱ(14)和用以安装顶置水密封圈的环形凹槽Ⅲ(18)。
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