專利名稱：用于火花點(diǎn)火引擎的活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涉及一種用于火花點(diǎn)火引擎的活塞的技術(shù)領(lǐng)域，該活塞包括在其上表面具有形成燃燒室的冠狀部的平臺(tái)部(land part)、從所述平臺(tái)部的外周部向下延伸并且在其徑向方向上彼此面對(duì)的 一對(duì)環(huán)繞部(skirt part)、將所述一對(duì)環(huán)繞部的側(cè)端部彼此聯(lián)接的一對(duì)側(cè)壁部、和形成在各所述側(cè)壁部的銷凸起部。
背景技術(shù)：
作為這種活塞，例如日本專利公開公報(bào)2008-008170號(hào)(在下文中稱為“專利文獻(xiàn)”)中的活塞為公知，該活塞中，冠狀部由平坦基表面和在基表面上方凸出的環(huán)狀凸出部構(gòu)成。該活塞的重量通過(guò)在活塞的平臺(tái)部的下表面形成凹部而減小，通過(guò)向該凹部提供不同重量的兩個(gè)肋，可以防止打破活塞的重量平衡。兩個(gè)密封環(huán)形凹槽和一個(gè)油環(huán)形凹槽從上向下依次形成在平臺(tái)部的外圓周表面上。密封環(huán)被嵌套進(jìn)密封環(huán)形凹槽，以保持燃燒室的氣密度(air-tightness)。油環(huán)被嵌套在油環(huán)形凹槽內(nèi)，以從氣缸的內(nèi)圓周表面上刮掉油。再說(shuō)，在活塞被插入并且嵌套在氣缸內(nèi)的狀態(tài)下，極窄的環(huán)形凹形空間形成在上密封環(huán)(在下文中稱為“上環(huán)”)、氣缸的內(nèi)圓周表面和平臺(tái)部的外圓周表面之間。吸入的空氣燃料混合物在該凹形空間中不容易燃燒，而使未燃燒的氣體留在其中。因此，從抑制HC(碳?xì)浠衔?的產(chǎn)生角度看，最好是盡量減小凹形空間的尺寸。為了這樣做，需要使基表面盡可能靠近上環(huán)的位置。然而，基表面越靠近上環(huán)的位置，上環(huán)越難承受燃燒熱。這樣在對(duì)上環(huán)進(jìn)行熱保護(hù)方面不好。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利公開公報(bào)2008-008170號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述情形，其目的在于通過(guò)創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)用于火花點(diǎn)火引擎的活塞的結(jié)構(gòu)，對(duì)上環(huán)進(jìn)行熱保護(hù)并且抑制HC的產(chǎn)生。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明具備由平坦基表面和在該基表面上方朝上凸出的凸出部構(gòu)成的冠狀部，其中，利用凸出部形成平臺(tái)部的變薄部，以使該變薄部的最深部位于凸出部的內(nèi)部較深的位置。更具體而言，本發(fā)明是一種用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，該活塞包括平臺(tái)部，其上表面具有形成燃燒室的冠狀部；一對(duì)環(huán)繞部，從所述平臺(tái)部的外周部向下延伸并且在其徑向方向上彼此面對(duì)；一對(duì)側(cè)壁部，將所述一對(duì)環(huán)繞部的側(cè)端部分彼此聯(lián)接；和銷凸起部，形成在各所述側(cè)壁部；
其中，所述冠狀部具有平坦基表面和在所述基表面上方朝上凸出的凸出部，凹形的變薄部在預(yù)定區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域開口，所述預(yù)定區(qū)域被夾在所述平臺(tái)部的下表面的所述側(cè)壁部之間，所述變薄部的上端部位于所述冠狀部的所述基表面上方的所述凸出部?jī)?nèi)。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞通過(guò)形成平臺(tái)部的變薄部，使其最深部(上端部)位于凸出部?jī)?nèi)部較深的位置，可以對(duì)上環(huán)進(jìn)行熱保護(hù)并且抑制HC的產(chǎn)生。


圖I是表示具有本發(fā)明的實(shí)施方式的活塞的引擎的氣缸的外周結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖2是從上方(從冠狀部側(cè))看時(shí)活塞的平面圖；圖3是沿著圖2所示的方向III的箭頭的視圖；圖4是沿著圖3所示的線IV-IV的截面示意圖；圖5是沿著圖3所示的線V-V的截面示意圖；圖6是沿著圖2所示的線VI-VI的截面示意圖；圖7是沿著圖2所示的線VII-VII的截面示意圖；圖8是沿著圖2中所示的方向VIII的箭頭的視圖；圖9是對(duì)應(yīng)于圖3的表示實(shí)施方式2的示意圖；和圖10是對(duì)應(yīng)于圖4的表示實(shí)施方式2的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖I是表示具有本發(fā)明的實(shí)施方式的活塞I的引擎100(火花點(diǎn)火內(nèi)燃引擎)的氣缸的外周的截面示意圖。該引擎100具有氣缸體2和被附接到氣缸體2的上部分的氣缸蓋3?；钊鸌被存儲(chǔ)在氣缸4中以便能夠在示意圖中沿著氣缸4的軸中心豎直地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
活塞I通過(guò)連接桿5被聯(lián)接到曲柄軸，曲柄軸被可旋轉(zhuǎn)地支撐在曲軸箱內(nèi)，該曲軸箱設(shè)置在氣缸體2的下部分。這樣將活塞I的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣缸體
2的下部分設(shè)置有噴油裝置6，用于使活塞I冷卻。如示意圖所示，燃燒室7形成在氣缸4中的活塞I上方，燃燒室7的頂部分7a由凹部構(gòu)成，該凹部形成用于氣缸蓋3的下表面上的各氣缸4。在本實(shí)施方式中，燃燒室7形成為所謂的包圍頂部(pent roof)，并且頂部分7a利用用于進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的兩個(gè)傾斜表面形成為三角形頂部。兩個(gè)進(jìn)氣口 8和兩個(gè)排氣口 9在各傾斜表面上開口。進(jìn)氣口 8的直徑大于排氣口 9的直徑。因此,相對(duì)于氣缸的中心,兩個(gè)傾斜表面彼此相交的位置稍靠近排氣側(cè)。僅如圖I所示，進(jìn)氣門10被布置在各進(jìn)氣口 8的開口部分中，排氣門11被布置在各排氣口 9的開口部分中。進(jìn)氣門10和排氣門11通過(guò)未示出的氣門機(jī)構(gòu)在預(yù)定時(shí)刻開啟
/關(guān)閉。另外，噴射器12 (燃料噴射氣門)被布置在進(jìn)氣口 8下面，其噴射口對(duì)準(zhǔn)進(jìn)氣口 8的開口部分之間的區(qū)域，以從燃燒室7的外周部朝中心噴射燃料。該噴射器12通過(guò)未示出的燃料分配管被連接到具有高壓燃料泵等等的燃料饋送系統(tǒng)。本實(shí)施方式設(shè)想直接噴射系統(tǒng)，但是本發(fā)明還可以應(yīng)用于端口噴射系統(tǒng)。此外，沿著氣缸4的軸中心延伸的火花塞13被布置在氣缸蓋3中。在頂部分7a的中心附近，火花塞13的末端(下端)上的電極13a對(duì)準(zhǔn)燃燒室7。未示出的火花線圈單元被連接到火花塞13的基端，以在預(yù)定時(shí)刻在電極之間產(chǎn)生火花以點(diǎn)燃燃燒室7內(nèi)的空氣燃料混合物。較佳地，空氣燃料混合物在燃燒室7的中心附近被點(diǎn)燃，以實(shí)現(xiàn)良好的火焰?zhèn)鞑?，如現(xiàn)有技術(shù)所已知的。下述的凸出部15被形成在活塞I的頂峰部分(冠狀部26)，該頂峰部分是燃燒室7的底部分。這樣在調(diào)節(jié)燃燒室7的尺寸和設(shè)定較高的氣缸4中的幾何壓縮比方面是有效的。在本實(shí)施方式中，該幾何壓縮比被設(shè)定為大于12的14。當(dāng)然，幾何壓縮比的值并不局限于14。 用于使活塞I冷卻的噴油裝置6通過(guò)形成在氣缸體2中的油通道被連接到油泵(未示出)。噴油裝置6由噴嘴16和主體部分17構(gòu)成。主體部分17具有嵌入其中的單向閥(checkvavle)。當(dāng)引擎速度達(dá)到預(yù)定引擎速度以上時(shí),該單向閥通過(guò)油通道內(nèi)的油壓被打開并且從噴嘴16噴射油。在噴嘴16中，噴射口的方向和管嘴的形狀被設(shè)定成使得油被朝著活塞I的下表面的排氣側(cè)(平臺(tái)部18)噴射。更具體而言，噴嘴被構(gòu)造成在預(yù)定區(qū)域R內(nèi)朝著排氣側(cè)端部分噴射油，該預(yù)定區(qū)域R保持在上述的平臺(tái)部18的下表面18a上的一對(duì)側(cè)壁部19之間。(活塞的結(jié)構(gòu))如圖I至8所示，活塞I具有圓柱形平臺(tái)部18、一對(duì)環(huán)繞部20、一對(duì)側(cè)壁部19和銷凸起部21。大致圓形的活塞銷孔22形成在銷凸起部21的中心部分。用于將活塞I和連接桿5彼此聯(lián)接的活塞銷23被插入活塞銷孔22中。在平面視時(shí)，銷凸起部21的軸中心S沿著垂直于進(jìn)氣/排氣方向的方向(氣缸排列方向)延伸并通過(guò)平臺(tái)部18的中心(參見圖5)。兩個(gè)密封環(huán)形凹槽24a、24b和一個(gè)油環(huán)形凹槽從上向下依次形成在平臺(tái)部18的外圓周表面上。用于改善燃燒室7的氣密度的密封環(huán)30被嵌套在各密封環(huán)形凹槽24a、24b內(nèi)。用于從氣缸4的內(nèi)圓周表面刮掉油的油環(huán)32被嵌套在油環(huán)形凹槽25內(nèi)。注意，在下面的描述中，上密封環(huán)性凹槽24a稱為“上環(huán)形凹槽24a”，嵌套在密封環(huán)形凹槽24a內(nèi)的密封環(huán)30稱為“上環(huán)30”。各環(huán)繞部20 (參見圖6)形成為從平臺(tái)部向下延伸。環(huán)繞部20布置成在進(jìn)氣/排氣方向上彼此面對(duì)，并且銷凸起部21在兩者之間。在平面截面視(平面視)時(shí)，各環(huán)繞部20形成為大致圓弧形，并且在活塞I做往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間在氣缸4的內(nèi)圓周表面上滑動(dòng)。在本實(shí)施方式中，兩個(gè)環(huán)繞部20具有相同的寬度LI (參見圖5和8)。側(cè)壁部19 (參見圖5)形成為彼此聯(lián)接環(huán)繞部20的側(cè)端部分，并且布置成在銷凸起部的軸中心S的方向(垂直于進(jìn)氣/排氣方向的方向)上彼此面對(duì)。這樣形成框架部分14，在框架部分14中，側(cè)壁部19和環(huán)繞部20沿著圓周方向依次布置。構(gòu)成平臺(tái)部18的上表面部分的冠狀部26由平坦基表面27和凸出部15構(gòu)成，平坦基表面27位于平臺(tái)部18的上表面18b的外周部，凸出部15在基表面27上方凸出(參見圖I至3和圖6)。凸出部15形成為與頂部分7a的三角形頂部形狀相符，并且從進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)朝著頂部分7a的中心凸出(參見圖3和6)。換句話說(shuō)，凸出部15形成為具有沿著銷凸起部21的軸中心的方向延伸的山形狀的橫截面(包圍頂部)，并且在平面視時(shí)布置于銷凸起部21的軸中心。依照頂部分7a的頂部形狀， 相對(duì)于氣缸的中心，凸出部15的兩個(gè)傾斜表面15a、15b的延伸表面彼此相交的位置位于排氣側(cè)。具體而言，凸出部15的總高度在排氣側(cè)大于在進(jìn)氣側(cè)。碗狀的凹形部分28形成在凸出部15的中心附近。提供該凹形部分28有利于通過(guò)火花塞13的點(diǎn)火形成焰心。大致圓形的間隙凹槽33形成在進(jìn)氣側(cè)的傾斜表面15a上，以避免凸出部15和進(jìn)氣門10之間的干涉。并且，階梯形的突起部分34成一定角度形成在排氣側(cè)的傾斜表面15b上，以避免凸出部15和排氣門11之間的干涉(參見圖2)。在平臺(tái)部18的下表面上開口的凹形的變薄部40形成在平臺(tái)部18中(參見圖3至5和圖7)。變薄部40的開口部分形成在預(yù)定區(qū)域R的外側(cè)(在徑向方向上框架部分14的外側(cè))的區(qū)域中，該預(yù)定區(qū)域R保持在上述下表面上的側(cè)壁部19之間。變薄部40的最深部分，即上端部分，位于基表面27上方的凸出部15內(nèi)，如圖3所示。更具體而言，將平臺(tái)部18聯(lián)接到側(cè)壁部19的兩個(gè)肋42 (參見圖5)形成在變薄部40中。這兩個(gè)肋42在進(jìn)氣/排氣方向上并排布置，銷凸起21的軸中心在兩者之間。此外，變薄部40通過(guò)這兩個(gè)肋42被劃分成三個(gè)凹形空間43至45。在平面截面視時(shí)，銷凸起軸中心S處于與保持在兩個(gè)肋42之間的中間凹形空間44相交的位置關(guān)系，中間凹形空間44、44的最深部分位于基表面27上方的凸出部15內(nèi)。這三個(gè)凹形空間43至45中，中間凹形空間44最深(沿著平臺(tái)部軸中心的方向的深度)。將排氣側(cè)的凹形空間43與進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45相比時(shí)，排氣側(cè)的凹形空間43比進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45更深(參見圖3)。排氣側(cè)的凹形空間43和進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45被定位成其最深部分位于基表面27下方和上環(huán)形凹槽24a上方。此外，如圖7所示，各凹形空間43至45傾斜成其上側(cè)在徑向方向上向內(nèi)傾斜(圖7中只示出中間凹形空間44)。傾斜的角度“Θ (theta)”優(yōu)選地為45度以下，并且在本實(shí)施方式中被設(shè)定在10度到30度的范圍內(nèi)。如實(shí)施方式I所述，冠狀部26由平坦基表面27和在基表面27上方朝上凸出的凸出部15構(gòu)成。變薄部40形成得較深，以便其最深部分到達(dá)冠狀部26的基表面27上方的凸出部15的內(nèi)部。因此，如圖7所示，可以使平臺(tái)部18中設(shè)置有上環(huán)形凹槽24a的部分周圍的空間擴(kuò)大。因此，各凹形空間44的最深部分(變薄部40)可以插入傳熱系統(tǒng)路徑中間，該傳熱系統(tǒng)路徑從直接暴露在燃燒熱中的冠狀部26的凸出部15延伸到上環(huán)形凹槽24a，從而燃燒熱不容易傳遞到上環(huán)形凹槽24a。另外，可以通過(guò)曲軸箱內(nèi)的油霧經(jīng)由凹形空間的最深部分吸收燃燒熱。因此，可以減少上環(huán)形凹槽24a周圍的熱負(fù)荷。當(dāng)從噴油裝置6噴射的一些油以油霧的形式進(jìn)入變薄部40時(shí)，通過(guò)這樣進(jìn)入的油霧可以使上環(huán)形凹槽24a的外周部冷卻。換句話說(shuō)，變薄部40可以用作冷卻空間。因此，上環(huán)形凹槽24a可以盡可能地靠近基表面，以減少產(chǎn)生HC (碳?xì)浠衔?的凹形部分50的尺寸，而不會(huì)使上環(huán)30暴露于非常熱的條件下(凹形空間50由平臺(tái)部18的外圓周表面、氣缸4的內(nèi)圓周表面和上環(huán)30形成，參見圖I)。用這樣的方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上環(huán)30進(jìn)行熱保護(hù)并且抑制HC的產(chǎn)生。在如上所述的實(shí)施方式I中，凹形空間44，也就是變薄部40，傾斜成其上側(cè)在徑向方向上向內(nèi)傾斜，并且形成為在徑向方向上的內(nèi)部和外部較寬(而不是使凹形空間44逐漸變細(xì)，其徑向方向上的空間距離基本不變)。因此，上環(huán)形凹槽24a周圍的在徑向方向上的厚度Wl可以更小，可以改善平臺(tái)部18的上環(huán)形凹槽24a周圍的冷卻特性。這里，盡管變薄部40如上所述地傾斜成其上側(cè)在徑向方向上向內(nèi)傾斜，但是該傾斜的角度“ Θ ”被設(shè)定成10度到30度之間的較小值,從而與該傾斜的角度設(shè)定成例如45度或以上的情況相比，平臺(tái)部18中的設(shè)置有上環(huán)形凹槽24a的部分在徑向方向上的厚度Wl可以更小。用這樣的方式，可以進(jìn)一步增強(qiáng)上環(huán)形凹槽24a周圍的散熱性，從而改善其冷卻特性。在如上所述的實(shí)施方式I中，通過(guò)向變薄部40提供兩個(gè)環(huán)42，可以防止由于變薄 部40而導(dǎo)致平臺(tái)部18的剛性退化。通過(guò)這些肋42劃分的三個(gè)凹形空間43至45中，進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45的最深部分和排氣側(cè)的凹形空間43的最深部分位于上環(huán)形凹槽24a上方。用這樣的方式，可以迅速改善上環(huán)形凹槽24a周圍的冷卻效果。另外，在如上所述的實(shí)施方式I中，排氣側(cè)的凹形空間43形成為比進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45更深。這樣可以防止活塞I在進(jìn)氣/排氣方向上的重量平衡被打亂，打亂重量平衡可能是由于使凸出部15的排氣側(cè)部分高于其進(jìn)氣側(cè)部分所產(chǎn)生的。另外，這種結(jié)構(gòu)可以改善平臺(tái)部18的排氣側(cè)部分的冷卻效果，相比于進(jìn)氣側(cè)部分，該排氣側(cè)部分暴露于更高的溫度。在如上所述的實(shí)施方式I中，噴油裝置6朝著平臺(tái)部18的下表面上的預(yù)定區(qū)域R內(nèi)的排氣側(cè)端部分噴射油。從噴油裝置6(噴嘴16)噴射的油被噴灑在排氣側(cè)端部分，然后被一對(duì)側(cè)壁部19引導(dǎo)以從排氣側(cè)流向進(jìn)氣側(cè)。用這樣的方式，可以充分地保證在燃燒時(shí)受到高溫的平臺(tái)部18在進(jìn)氣/排氣方向上的冷卻特性。當(dāng)通過(guò)噴油裝置6的手段保證平臺(tái)部18在進(jìn)氣/排氣方向上的冷卻特性時(shí)，在垂直于進(jìn)氣/排氣方向的方向(即，銷凸起部21的軸中心S的方向)上的冷卻特性變得較低。另一方面，在如上所述的實(shí)施方式I中，在平面視時(shí)，構(gòu)成變薄部40的三個(gè)凹形空間43至45中的最深凹形空間44形成在銷凸起部21的軸中心S上，從而保證在軸中心S的方向上的冷卻特性。此外，在實(shí)施方式I中，凸出部15以截面呈沿著所述銷凸起部21的所述軸中心S的方向延伸的山形狀的方式形成，并且在平面視時(shí)，布置在軸中心上。因此，凸出部15在平面視時(shí)可以形成在對(duì)應(yīng)于變薄部40 (最深的凹形空間44)的位置。因此，變薄部40可以形成為其最深部分充分地到達(dá)凸出部15內(nèi)的較深位置。如上所述，實(shí)施方式I通過(guò)迅速改善燃燒時(shí)平臺(tái)部18的冷卻效果，尤其是上環(huán)形凹槽24a周圍的冷卻效果，可以對(duì)上環(huán)進(jìn)行熱保護(hù)，同時(shí)使上環(huán)30盡可能地靠近基表面27以抑制HC的產(chǎn)生。(實(shí)施方式2)圖9和10表不本發(fā)明的實(shí)施方式2,其中，變薄部40的結(jié)構(gòu)不同于實(shí)施方式I中描述的變薄部40。注意，相同的參考數(shù)字表示與圖3和4中基本相同的組件，因而省略這些組件的詳細(xì)說(shuō)明。具體而言，在本實(shí)施方式中，變薄部40不是由實(shí)施方式I中描述的三個(gè)凹形空間43至45中的排氣側(cè)的凹形空間43構(gòu)成的。更具體而言，變薄部40設(shè)置有將平臺(tái)部18聯(lián)接到側(cè)壁部19的僅僅一個(gè)肋42。變薄部40由兩個(gè)構(gòu)件(component)構(gòu)成在平面視時(shí)位于銷凸起軸中心的凹形空間44和相對(duì)于凹形空間44位于進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45。在本實(shí)施方式中，通過(guò)去掉實(shí)施方式I中描述的排氣側(cè)的凹形空間43，排氣側(cè)的環(huán)繞部20 (參見圖10)可以變寬。位于做功沖程中的插入側(cè)的環(huán)繞部20 (排氣側(cè)的環(huán)繞部20)的寬度可以被設(shè)定為大于縮回側(cè)的環(huán)繞部20 (進(jìn)氣側(cè)的環(huán)繞部20)的寬度。因此，可以減少作用在做功沖程中的插入側(cè)的環(huán)繞部20上的表面壓力，并且可以降低該環(huán)繞部的插入剛性。另外，因?yàn)橛捅粐娚涞念A(yù)定區(qū)域R的排氣側(cè)端部分的寬度LI比
進(jìn)氣側(cè)端部分的寬度L2更寬，所以可以進(jìn)一步改善在平臺(tái)部18的排氣側(cè)端部分中的油噴射的冷卻效果。另一方面，變薄部40 (凹形空間44、45)形成在靠近平臺(tái)部18的進(jìn)氣/排氣方向上的中心的部分和進(jìn)氣側(cè)的部分之間的整個(gè)區(qū)域。因此，可以保證平臺(tái)部18中的進(jìn)氣側(cè)的部分的冷卻特性。用這樣的方式，本實(shí)施方式可以對(duì)上環(huán)30進(jìn)行熱保護(hù)，并且抑制HC的產(chǎn)生，同時(shí)改善環(huán)繞部20的強(qiáng)度。(其它實(shí)施方式)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)并不局限于的如上所述的實(shí)施方式，而是包括各種其它結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，盡管各實(shí)施方式中描述的變薄部40通過(guò)肋42被分成多個(gè)凹形空間43至45，但是肋42并不是必需的。在各實(shí)施方式中，進(jìn)氣側(cè)的凹形空間45的最深部分和排氣側(cè)的凹形空間43的最深部分位于基表面27下方，當(dāng)然還可以位于基表面27上方。在如上所述的實(shí)施方式中，中間凹形空間44 (在平面視時(shí)位于銷凸起部21的軸中心的凹形空間44)具有平坦底表面44a(參見圖3和8)。然而，底表面44a的排氣側(cè)部分可能比其進(jìn)氣側(cè)部分更深(更高)，以例如防止活塞I在進(jìn)氣/排氣方向上的重量平衡被打舌L。綜上所述，本發(fā)明涉及一種用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，該活塞包括平臺(tái)部(18)，其上表面具有形成燃燒室的冠狀部(26)；一對(duì)環(huán)繞部(20)，從所述平臺(tái)部(18)的外周部向下延伸并且在其徑向方向上彼此面對(duì)；一對(duì)側(cè)壁部(19)，將所述一對(duì)環(huán)繞部(20)的側(cè)端部分彼此聯(lián)接；銷凸起部(21)，形成在各所述側(cè)壁部；和變薄部(40)，形成在所述平臺(tái)部；其中，所述冠狀部(26)具有平坦基表面(27)和在所述基表面上方朝上凸出的凸出部
(15)，所述變薄部(40)形成為在預(yù)定區(qū)域(R)的外側(cè)的區(qū)域開口的凹形形狀，所述預(yù)定區(qū)域(R)被夾在所述平臺(tái)部(18)的下表面的所述側(cè)壁部(19)之間；所述變薄部(40)的上端部位于所述冠狀部(26)的所述基表面(27)上方的所述凸出部(15)內(nèi)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)在形成燃燒室的冠狀部中形成凸出部，可以設(shè)定較高的引擎的幾何壓縮比。然而，平臺(tái)部的外圓周表面通常具有多個(gè)環(huán)形凹槽階梯，密封環(huán)或油環(huán)被嵌套在各環(huán)形凹槽中。因此，與平臺(tái)部的外圓周表面相符的環(huán)形的凹形部分形成于嵌套在上環(huán)形凹槽內(nèi)的上環(huán)、氣缸的內(nèi)圓周表面、和平臺(tái)部的外圓周表面之間。該凹形部分將未燃燒的氣體留在其中，因此導(dǎo)致HC生產(chǎn)。因此，較佳地，凹形空間的尺寸應(yīng)盡可能地小。在這種情況下，上環(huán)需要盡可能地靠近基表面。然而，在具有高壓縮比的引擎中，燃燒室內(nèi)的溫度在燃燒時(shí)變得較高，這樣通過(guò)使上環(huán)更靠近基表面而將上環(huán)暴露于非常熱的條件下。另一方面，在本發(fā)明中，變薄部形成在平臺(tái)部中。利用設(shè)置在冠狀部中的凸出部，變薄部形成為其上端位置是在冠狀部的基表面上方的凸出部?jī)?nèi)部較深的位置。因此，可以進(jìn)一步擴(kuò)大形成平臺(tái)部的上環(huán)形凹槽的區(qū)域周圍的空間，從而在曲軸 箱內(nèi)的大氣充滿油霧時(shí)可以提高從變薄部的內(nèi)表面進(jìn)入的油霧的冷卻特性。因此，在使上環(huán)形凹槽盡可能地靠近基表面時(shí)可以提高上環(huán)形凹槽周圍的散熱性。最后，可以對(duì)上環(huán)進(jìn)行熱保護(hù)和抑制HC的產(chǎn)生。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述引擎設(shè)置有向所述預(yù)定區(qū)域噴射油的噴油裝置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)從噴油裝置噴射油，可以使保持在平臺(tái)部的下表面的側(cè)壁部之間的預(yù)定區(qū)域冷卻。該預(yù)定區(qū)域優(yōu)選為沿著進(jìn)氣/排氣方向的在燃燒時(shí)特別受到高溫的區(qū)域。在本發(fā)明中，即使當(dāng)油通過(guò)噴油裝置噴向預(yù)定區(qū)域時(shí)，一些噴油變成油霧以便能夠更容易地進(jìn)入變薄部。因此，通過(guò)油進(jìn)入可以使上環(huán)形凹槽的外周部冷卻，從而進(jìn)一步改善如上所述的發(fā)明效果。所述預(yù)定區(qū)域是在平面視時(shí)沿著所述燃燒室的進(jìn)氣/排氣方向延伸的區(qū)域。所述銷凸起部形成為在平面視時(shí)其軸中心S沿著垂直于所述燃燒室的所述進(jìn)氣/排氣方向的方向延伸且通過(guò)所述平臺(tái)部的軸中心。所述變薄部的開口部分在平面視時(shí)局部布置于與所述銷凸起部的所述軸中心S交叉的位置。該結(jié)構(gòu)可以改善平臺(tái)部在垂直于進(jìn)氣/排氣方向的方向(銷凸起部的軸中心S的方向)上的冷卻特性，該情況下噴油裝置的冷卻效果較低。因此，可以進(jìn)一步促進(jìn)平臺(tái)部的冷卻，從而可以可靠地獲得如上所述的發(fā)明效果同樣的效果。注意，在本說(shuō)明書中的術(shù)語(yǔ)“平面視”是指“從活塞的軸中心的方向(平臺(tái)部的軸中心的方向)上看”。此外，所述凸出部?jī)?yōu)選以截面呈沿著所述銷凸起部的所述軸中心S的方向延伸的山形狀的方式形成，并且優(yōu)選在平面視時(shí)布置在所述銷凸起部的所述軸中心上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在平面視時(shí)，凸出部形成在銷凸起部的軸中心S上。因此，凸出部可以可靠地設(shè)置有足夠高度，以防止凸出部和進(jìn)氣門、排氣門之間的干涉，從而可以有效地增加幾何壓縮比。同時(shí)，在銷凸起部的軸中心S上的具有開口的變薄部可以形成為其最深部分充分地到達(dá)凸出部?jī)?nèi)部的較深位置。此外，優(yōu)選所述變薄部?jī)A斜成其上側(cè)在所述徑向方向上向內(nèi)傾斜，并且所述傾斜的角度被設(shè)定在10度到30度的范圍內(nèi)。因此，與將該傾斜的角度設(shè)定成例如45度或以上的情況相比，可以使平臺(tái)部18中的設(shè)置有上環(huán)形凹槽24a的部分在徑向方向上的厚度Wl(參見圖7)變得更薄。用這樣的方式，可以進(jìn)一步增強(qiáng)上環(huán)形凹槽24a周圍的散熱性，從而改善其冷卻特性。工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞是有效的，并且當(dāng)應(yīng)用在采用將凸出部設(shè)置在冠狀部中的活塞的引擎中時(shí)更為有效。
權(quán)利要求
1.一種用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，其特征在于包括 平臺(tái)部，其上表面具有形成燃燒室的冠狀部； 一對(duì)環(huán)繞部，從所述平臺(tái)部的外周部向下延伸并且在其徑向方向上彼此面對(duì)； 一對(duì)側(cè)壁部，將所述一對(duì)環(huán)繞部的側(cè)端部分彼此聯(lián)接； 銷凸起部，形成在各所述側(cè)壁部；和 變薄部，形成在所述平臺(tái)部；其中， 所述冠狀部具有平坦基表面和在所述基表面上方朝上凸出的凸出部， 所述變薄部形成為在預(yù)定區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域開口的凹形形狀，所述預(yù)定區(qū)域被夾在所述平臺(tái)部的下表面的所述側(cè)壁部之間； 所述變薄部的上端部位于所述冠狀部的所述基表面上方的所述凸出部?jī)?nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，其特征在于， 所述引擎設(shè)置有向所述預(yù)定區(qū)域噴射油的噴油裝置。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，其特征在于， 所述預(yù)定區(qū)域是在平面視時(shí)沿著所述燃燒室的進(jìn)氣/排氣方向延伸的區(qū)域， 所述銷凸起部形成為在平面視時(shí)其軸中心S沿著垂直于所述燃燒室的所述進(jìn)氣/排氣方向的方向延伸且通過(guò)所述平臺(tái)部的軸中心， 所述變薄部的開口部分在平面視時(shí)局部布置于與所述銷凸起部的所述軸中心S交叉的位置。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，其特征在于， 所述凸出部以截面呈沿著所述銷凸起部的所述軸中心S的方向延伸的山形狀的方式形成，并且在平面視時(shí)布置在所述銷凸起部的所述軸中心上。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的用于火花點(diǎn)火引擎的活塞，其特征在于， 所述變薄部?jī)A斜成其上側(cè)在所述徑向方向上向內(nèi)傾斜，并且所述傾斜的角度被設(shè)定在10度至IJ 30度的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于火花點(diǎn)燃引擎的活塞，該活塞包括平臺(tái)部(18)，其上表面具有形成燃燒室的冠狀部(26)；一對(duì)環(huán)繞部(20)，從所述平臺(tái)部(18)的外周部向下延伸并且在其徑向方向上彼此面對(duì)；一對(duì)側(cè)壁部(19)，將所述一對(duì)環(huán)繞部(20)的側(cè)端部分彼此聯(lián)接；和銷凸起部(21)，形成在各所述側(cè)壁部(19)。本發(fā)明可以抑制在燃燒時(shí)產(chǎn)生HC，并且對(duì)上環(huán)(30)進(jìn)行熱保護(hù)，該上環(huán)(30)被嵌套在所述平臺(tái)部(18)的外圓周表面上的上環(huán)形凹槽(24a)內(nèi)。所述冠狀部(26)由平坦基表面(27)和在該基表面(27)上方朝上凸出的所述凸出部(15)構(gòu)成，形成在所述平臺(tái)部(18)的變薄部(40)形成得深，以便其最深部分位于所述凸出部(15)的內(nèi)部。
文檔編號(hào)F02F3/16GK102959222SQ201180031658
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者手島和之, 西山吉一, 竹重裕行, 村中宏彰 申請(qǐng)人:科爾本施密特有限公司, 馬自達(dá)汽車株式會(huì)社