[发明专利]高效冷却的高强化柴油机活塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油机活塞，特别是高效冷却的高强化柴油机活塞。

背景技术

由于柴油机的强化程度不断提高，导致柴油机活塞的机械负荷与热负荷日趋加重，因此，必须采取适当的措施对活塞进行专门的冷却，及时降低活塞的温度，提高活塞的工作可靠性。一般认为，当柴油机的平均有效压力大于0.85Mpa时，活塞必须进行专门的冷却。对于平均有效压力超过1.3Mpa的高强化柴油机，或缸径较大时，采用自由喷射冷却已不能满足要求，就必须采用内冷油腔进行强制冷却。

现有的内冷油腔是设在活塞内部、位于燃烧室下方、平行于活塞顶部的环状油道，其正对进油孔的油腔壁面为弧形凹面，当润滑油由进油孔垂直冲向油腔时，该弧形凹面对润滑油形成强烈的反射，导致对润滑油流入油腔时的较大阻碍，从而降低了对内冷油腔的供油效率，影响冷却效果。此外，目前国内95％以上的柴油机都是使用两气门进行配气的，其活塞上的燃烧室中心与活塞中心是不重合的，这将导致热量传递的不均匀。从活塞顶面的投影方向看，燃烧室偏向于哪一侧，则该侧所受热负荷相对严重，而现有内冷油腔不能控制进油孔两侧的油量分布，因而使活塞冷却不均匀，也直接影响冷却效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处，提供一种能提高向内冷油腔供油的效率，并克服活塞冷却的不均匀性，因而冷却效果好的高效冷却的高强化柴油机活塞。

本发明的技术方案是：活塞内部有位于燃烧室下方、平行于活塞顶平面的环状内冷油腔，活塞底部两侧设有与内冷油腔相通的轴向进油孔和回油孔，改进之处是内冷油腔中正对进油孔的部位设有一个沿活塞径向方向的分流凸尖，分流凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段位于进油孔相对于活塞顶平面的投影区内。

进一步的方案是：所述分流凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段偏离进油孔中心，其偏离方向与燃烧室中心相对于活塞中心的偏离方向相反；分流凸尖高a为内冷油腔高b的1/8～3/4倍；分流凸尖横截面的两侧边为斜线、圆弧线、抛物线中的一种或两种；分流凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段与进油孔中心间的偏离量c为0～3mm。

采用以上技术方案，本发明在内冷油腔内正对进油孔处设置分流凸尖，利用分流凸尖侧面的导向作用，降低先进入的润滑油对后进入的润滑油的阻碍，从而提高润滑油进入内冷油腔的速度，即提高供油效率，进而提高冷却效果。分流凸尖与内冷油腔的高度比以及凸尖两侧面的形状根据活塞的规格和进油量的大小设定以达到最佳供油效率。本发明还根据燃烧室中心相对于活塞中心的偏离状况设定分流凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段与进油孔中心间的偏离量c为0～3mm，当燃烧室中心与活塞中心重合时，c值为0，当二者不重合时，则凸尖脊区中心相对于进油孔中心向着燃烧室偏离方向的反方向偏离，这样在凸尖脊区的分流作用下，控制润滑油在进油孔两侧的油腔中的流量分布，以使活塞冷却均匀，提高冷却效果，保证活塞工作可靠性。为使该活塞内冷油腔中的分流凸尖制作容易，并保证其导向、分流效果，分流凸尖的圆角半径Ra可为0.5～1.5mm，并且允许分流凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段与进油孔中心、活塞中心相对于活塞顶平面的投影的连线之间的夹角β为0°～30°。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A向局部示意图(放大)；

图3为本发明中分流凸尖横截面示意图；

图4为本发明中侧面为另一种形状的分流凸尖横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本发明实施例。

例一：参阅图1、2、3，高效冷却的高强化柴油机活塞的内部有位于燃烧室1下方的环状内冷油腔2，活塞底部的一侧有与内冷油腔相通的轴向进油孔3，另一侧有回油孔，内冷油腔中正对进油孔的部位设有一个沿活塞径向方向的分流凸尖4，分流凸尖的圆角半径Ra为1.5mm，凸尖高a为油腔高b的1/4倍，凸尖横截面两侧边为圆弧线，其圆弧半径Rb为10mm，凸尖脊区中心即凸尖圆角的圆心所形成的线段相对于活塞顶平面的投影线段所在直线m偏离进油孔中心O，偏离量C为2.5mm，并且偏离方向与燃烧室中心相对于活塞中心的偏离方向相反。

例二：参阅图1、2、4，活塞内部有位于燃烧室1下方的环状内冷油腔2，一侧有轴向进油孔3，另一侧有回油孔，油腔中正对进油孔处设有沿活塞径向方向的分流凸尖4，凸尖的圆角半径Ra为0.6mm，凸尖高a为油腔b的1/2倍，凸尖横截面两侧为斜线，两斜线夹角θ为100°，凸尖脊区中心相对于活塞顶平面的投影线段所在直线m与进油孔中心O的偏离量C为0，该活塞中心与燃烧室中心相重合。