[实用新型]一种内燃机活塞结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，尤其是指一种内燃机活塞结构。

背景技术

活塞组件包括活塞、活塞环、活塞销及缸套，是内燃机的核心运动件，是能源消耗、污染排放产生源头，对动力性能及可靠性起主导作用。

随着环境保护及能源危机问题的尖锐，对活塞组件的品质要求不断提高，通过高爆发力、高热负荷来实现高排放标准。活塞组件的工作环境相当苛刻，高压、高速、高温、高变频率。大型商用内燃机达16-21Mpa；每秒线速达8-16m/s；平均温度300℃、瞬间达1000℃； 因压缩爆炸，承载动力转换，使活塞组件承受周期性的机械应力与热负荷变化。

所述苛刻工作环境，对活塞组件的充分润滑、冷却尤为重要，直接影响内燃机的性能与可靠性。活塞主要为铝合金制造，当达300℃，机械强度会急剧下降50%。

现有技术中，冷却、润滑活塞组件，可以借助水循环，间接带走部分热量；也可以直接冷却、润滑，借助激溅润滑油及活塞内设冷油道冷却。然而，活塞头部，特别是外圆沿周，是最大热负荷摩擦区域，在循环行程中，特别是压缩与爆发行程工况下，达不到充分的润滑、冷却，导致活塞与缸壁形成半干摩擦，增加摩擦阻力，也因达不到充分的润滑、冷却，缸壁预留较大的间隙，造成燃烧的死区，排污增加。以下以具体实例予以说明：

例YC-6K系列商用柴油机，活塞组件的匹配间隙如下：活塞头部第一环岸（火力岸）与缸壁间隙达2.20mm，第二环岸与缸壁间隙为0.60mm，裙部与缸壁间隙达0.015mm。其活塞头部第一环岸有12mm 高×2.20mm的间隙，此间隙会造成缺氧燃烧，形成燃烧死区；第二环岸13mm高×0.60mm的间隙，造成可燃气体下窜，破坏润滑油膜，活塞下行时，机油上窜，造成机油消耗增加。活塞环闭口间隙平均第一道环达0.50mm，第二道环达0.90mm，第三道环达0.375mm，该预留较大的缝隙造成可燃气体的泄露，影响燃烧效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内燃机活塞结构，以使活塞组件润滑与冷却充分，同时缩小装配间隙，增强燃烧室的密封，提升燃烧效率。

为达成上述目的，本实用新型的解决方案为：

一种内燃机活塞结构，包括活塞，活塞由头部及裙部组成；在活塞头部至少设置两个油槽，该两个油槽与活塞环及缸套匹配形成两油库，工作状态下，润滑油在两油库之间相互循环。

进一步，在活塞头部形成第一环岸、第二环岸及第三环岸，在第一环岸上设置第一道环，在第二环岸上设置第二道环，在第三环岸上设置第三道环；在第二环岸下沿设置第一油槽，而在第三环岸中部设置第二油槽。

进一步，所述第一油槽深度为1.50-3.77mm，高度为1.50-3.50 mm。

进一步，所述第一油槽设置为L型，与设置在第二环岸上的第二道环匹配形成U型油库。

进一步，所述第二油槽深度为2.50-4.50mm，高度为1.00-2.50 mm。

进一步，所述第二油槽设置为单堤矩形，上沿设置为上密封唇，下沿设置为下密封唇。

进一步，上密封唇与缸壁间隙为0.25-0.70mm，高为1.2–2.2mm。下密封唇与缸壁间隙为0.80-1.60mm，高为1.0–2.5mm。

进一步，第一环岸与缸壁间隙为0.60–1.2mm；第二环岸与缸壁间隙为0.20–0.55mm。

进一步，活塞裙部与缸壁间隙为0.05–0.10mm。

进一步，第一道环的闭口间隙为0.17mm-0.33mm；第二道环的闭口间隙为0.37mm-0.53mm；第三道环的闭口间隙为0.12mm-0.28mm。

进一步，在第三环岸下方活塞上设置环形集油槽。

进一步，活塞裙部型面设置为C型。

采用上述方案后，本实用新型在活塞头部至少设置两个油槽，该两个油槽相互连通，随着活塞上下行程，所述两个油槽起到边工作、边储油、布油、循环润滑油作用，从而达到充分的润滑与冷却，使得活塞头部冷却充分，降低活塞机械强度的弱化。

同时，所述两个油槽设置结构，使得活塞环第一道环、第二道环及第三道环的闭口间隙缩小，以及活塞的配缸间隙同步缩小，使得燃烧室密封效果更好，提升燃烧效率，从而使得内燃机综合效率提升。

附图说明

图1是本实用新型的侧视图（局部剖视）；

图1A是图1的局部放大图；

图2是本实用新型活塞与缸套配合示意图；

图3是本实用新型活塞裙部型面与缸壁配合示意图。