柴油機(jī)活塞的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種柴油機(jī)活塞。該柴油機(jī)活塞采用的材質(zhì)為鋼或鑄鐵，其包括：活塞體；ω形燃燒室，開設(shè)在所述活塞體的頂部，該ω形燃燒室的深度的取值范圍為5-100mm，燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑的取值范圍為2-10mm，燃燒室底部過渡圓弧半徑的取值范圍為5-100mm；以及活塞環(huán)槽，其平行開設(shè)在所述活塞體的外周面。該柴油機(jī)活塞結(jié)構(gòu)簡單合理，通過采用鋼制材料代替原有的鋁制材料，壓縮高比較小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)高度降低，從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和對空間要求，同時(shí)該柴油機(jī)活塞能承受較高的溫度，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到的較高的缸內(nèi)燃燒壓力。
【專利說明】柴油機(jī)活塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機(jī)活塞。

【背景技術(shù)】
[0002] 活塞是柴油機(jī)的核心工作部件，活塞的頭部一般設(shè)計(jì)有凹陷的燃燒室結(jié)構(gòu)，作用 是提高柴油機(jī)工作時(shí)的柴油燃燒效率，使燃燒更為充分，具有節(jié)能減排的作用。
[0003] 現(xiàn)有柴油機(jī)一般采有鋁活塞，重量輕，但缺點(diǎn)是壓縮高比較大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高度比 較大；活塞能承受的溫度比較低，發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到的缸內(nèi)燃燒壓力也比較低。
[0004] 另外，由于鋼材和鋁材的熱膨脹不同，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)升溫時(shí)，鋁制活塞會(huì)明顯膨脹，使 其外徑名義值幾乎超過氣缸的內(nèi)徑，從而會(huì)導(dǎo)致顯著的摩擦功耗。
[0005] 公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對本實(shí)用新型的總體背景的理解，而 不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有 技術(shù)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，壓縮高比較小，摩擦功耗低的柴 油機(jī)活塞。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了柴油機(jī)活塞，該柴油機(jī)活塞采用的材質(zhì)為鋼 或鑄鐵，其包括：活塞體；ω形燃燒室，開設(shè)在所述活塞體的頂部，該ω形燃燒室的深度的 取值范圍為5-100mm，ω形燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑的取值范圍為2-10mm，ω形燃 燒室底部過渡圓弧半徑的取值范圍為5-100mm ;以及多道活塞環(huán)槽，其平行開設(shè)在所述活 塞體的外周面。
[0008] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，ω形燃燒室的深度為25. 5mm，ω形燃燒室與活塞頂部 過渡圓弧半徑為4mm，ω形燃燒室底部過渡圓弧半徑為8. 5mm。
[0009] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，ω形燃燒室的底部設(shè)有凸臺(tái)。
[0010] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，柴油機(jī)活塞的連接處空腔形成封閉式內(nèi)冷油道。
[0011] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，活塞環(huán)槽為三道。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：該柴油機(jī)活塞結(jié)構(gòu)簡單合理，通 過采用鋼制材料代替原有的鋁制材料，壓縮高比較小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)高度降低，從而減少了發(fā) 動(dòng)機(jī)的重量和對空間要求，同時(shí)該柴油機(jī)活塞能承受較高的溫度，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到的較 高的缸內(nèi)燃燒壓力。另外，在一個(gè)熱態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，該柴油機(jī)活塞膨脹時(shí)，氣缸同樣膨脹，在 活塞周圍始終留有足夠的配缸間隙，減少了總摩擦功耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型的柴油機(jī)活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2是本實(shí)用新型的柴油機(jī)活塞的縱向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖3是本實(shí)用新型的柴油機(jī)活塞的橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 主要附圖標(biāo)記說明：
[0017] 1-活塞體，11-ω形燃燒室，12-內(nèi)冷油道，13-活塞環(huán)槽。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0019] 除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括"或其變 換如"包含"或"包括有"等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它 元件或其它組成部分。
[0020] 如圖1至圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的柴油機(jī)活塞采用鋼制材料代 替原有的鋁制材料，其具體結(jié)構(gòu)包括：活塞體1，以及開設(shè)在該活塞體頂部的ω形燃燒室 11，該柴油機(jī)活塞通過采用鋼制材料代替原有的鋁制材料，壓縮高比較小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)高度 降低，從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和對空間要求，同時(shí)該柴油機(jī)活塞能承受較高的溫度，使得 發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到的較高的缸內(nèi)燃燒壓力。另外，在一個(gè)熱態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，該柴油機(jī)活塞膨脹 時(shí)，氣缸同樣膨脹，在活塞周圍始終留有足夠的配缸間隙，減少了總摩擦功耗。
[0021] 該柴油機(jī)活塞采用的材質(zhì)為鋼或鑄鐵，其連接處的空腔形成一個(gè)較大的封閉式內(nèi) 冷油道12,活塞體1的外周面開設(shè)有活塞環(huán)槽13,該活塞環(huán)槽13為平行開設(shè)在活塞體1的 外周面的多道，具體包括：氣環(huán)和油環(huán)。該柴油機(jī)活塞的強(qiáng)度和剛度都遠(yuǎn)超鋁合金，因此活 塞的高度可減少百分之三十，從而減小活塞與缸壁之間的接觸面積，降低摩擦功耗，減小燃 油消耗。
[0022] 該柴油機(jī)活塞較鋁制活塞高度較低，則允許較長的連桿長度。而連桿長度越長，其 縱向運(yùn)動(dòng)越可接近于理想狀態(tài)，活塞頂部的氣體壓力分解到裙部的側(cè)向力也就越少，這也 起到降低摩擦功耗的作用。除了增加連桿的長度外，由于活塞高度較低，也可降低發(fā)動(dòng)機(jī)缸 體的高度，從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和空間要求。另外，較低的活塞高度同時(shí)也意味著較小 的振蕩質(zhì)量，這樣平衡塊和軸瓦的寬度便可減少，從而減少軸瓦摩擦。除了活塞高度之外， 由于材料強(qiáng)度的增加，鋼制活塞的壁厚和重量也可相應(yīng)減少?？梢韵胂?，活塞銷（活塞與連 桿之間的連接零件）也可變得更短更輕質(zhì)。
[0023] 由于鋼材和鋁材的熱膨脹不同，鋼活塞擁有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)升溫時(shí)，鋁 制活塞會(huì)明顯膨脹，使其外徑名義值幾乎超過氣缸的內(nèi)徑，從而會(huì)導(dǎo)致顯著的摩擦功耗。相 比之下，鋼材的熱膨脹則與灰鑄鐵類似。也就是說，在一個(gè)熱態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，活塞膨脹時(shí)，氣 缸同樣膨脹，在活塞周圍始終留有足夠的配缸間隙。在所有工況點(diǎn)，活塞和氣缸壁之間的間 隙均可保持在大約相同的較低水平。由于干涉而引發(fā)的摩擦功耗很少發(fā)生?？傊?，在不同 型號的發(fā)動(dòng)機(jī)中，減少的總摩擦功耗能夠使燃油節(jié)約2-5個(gè)百分點(diǎn)。
[0024] ω形燃燒室11為口大腔淺的淺口結(jié)構(gòu)，喉口內(nèi)縮；ω形燃燒室11的底部設(shè)有凸 臺(tái)。ω形燃燒室11的深度Β的取值范圍為5-100mm，優(yōu)選地，ω形燃燒室11的深度Β為 25. 5_。ω形燃燒室11的燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑C的取值范圍為2-10_，優(yōu)選 地，ω形燃燒室11的燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑C為4mm。ω形燃燒室11的燃燒室 底部過渡圓弧半徑D的取值范圍為5-100_，優(yōu)選地，ω形燃燒室11的燃燒室底部過渡圓 弧半徑D為8. 5mm。
[0025] 綜上，該柴油機(jī)活塞結(jié)構(gòu)簡單合理，通過采用鋼制材料代替原有的鋁制材料，壓縮 高比較小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)高度降低，從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和對空間要求，同時(shí)該柴油機(jī)活 塞能承受較高的溫度，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到的較高的缸內(nèi)燃燒壓力。另外，在一個(gè)熱態(tài)的發(fā)動(dòng) 機(jī)內(nèi)，該柴油機(jī)活塞膨脹時(shí)，氣缸同樣膨脹，在活塞周圍始終留有足夠的配缸間隙，減少了 總摩擦功耗。
[0026] 前述對本實(shí)用新型的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些 描述并非想將本實(shí)用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行 很多改變和變化。對示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本實(shí)用新型的特定原理 及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實(shí)用新型的各種不同的示例 性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本實(shí)用新型的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形 式所限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種柴油機(jī)活塞，其特征在于，該柴油機(jī)活塞采用的材質(zhì)為鋼或鑄鐵，其包括： 活塞體； ω形燃燒室，開設(shè)在所述活塞體的頂部，該ω形燃燒室的深度的取值范圍為5-100_， ω形燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑的取值范圍為2-10_，ω形燃燒室底部過渡圓弧半 徑的取值范圍為5-100mm ;以及 多道活塞環(huán)槽，其平行開設(shè)在所述活塞體的外周面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)活塞，其特征在于，所述ω形燃燒室的深度為 25. 5mm，ω形燃燒室與活塞頂部過渡圓弧半徑為4mm，ω形燃燒室底部過渡圓弧半徑為 8. 5mm η
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)活塞，其特征在于，所述ω形燃燒室的底部設(shè)有凸臺(tái)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的柴油機(jī)活塞，其特征在于，所述柴油機(jī)活塞的連 接處空腔形成封閉式內(nèi)冷油道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)活塞，其特征在于，所述活塞環(huán)槽為三道。
【文檔編號】F02F3/26GK203847269SQ201420302970
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】呂昂, 黃第云, 胡國強(qiáng) 申請人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司