内燃机的活塞制造技术

本发明专利技术涉及一种内燃机(2)的活塞(1)，包括活塞顶(3)，所述活塞顶具有活塞顶凹腔(4)和环形部件(5)，并且包括布置在所述环形部件(5)与所述活塞顶凹腔(4)之间并且沿向下方向被封闭元件(7)封闭的圆环形的冷却通道(6)。对本发明专利技术必要的是：至少一个引导元件(8)布置在所述冷却通道(6)中，所述引导元件具有鼻部(10)，所述突前部朝向内冷却通道壁(9)导向并且沿周向至少部分地延伸，而且被确定方位为使得存在于所述冷却通道(6)中的冷却油(11)被朝向所述内冷却通道壁(9)的上区域(12)导向并且因此冷却所述区域(12)。

Piston of internal combustion engine

The invention relates to a piston (1) of an internal combustion engine (2), including a piston top (3), the piston top having a piston top cavity (4) and a ring component (5), and including a ring-shaped cooling channel (6) arranged between the ring component (5) and the piston top cavity (4) and closed by the sealing element (7) in a downward direction. It is necessary for the invention that at least one guiding element (8) is arranged in the cooling channel (6), the guiding element has a nose (10), the front of the protrusion is oriented towards the inner cooling channel wall (9) and extends at least partially along the circumference, and the orientation is determined so that the cooling oil (11) existing in the cooling channel (6) is guided towards the upper area (12) of the inner cooling channel wall (9 Cool the area (12) to and therefore.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的活塞
根据权利要求1的前序部分，本专利技术涉及一种内燃机的活塞，所述活塞包括活塞顶，所述活塞顶具有活塞顶凹腔和环形部件，以及布置在它们之间的冷却通道。本专利技术另外涉及一种具有至少一个这样的活塞的内燃机。
技术介绍
从EP1372904B1已知讨论中的这种用于内燃机的活塞，所述活塞包括活塞顶，所述活塞顶具有活塞顶凹腔(pistonbowl)和环形部件，并且具有布置在环形部件与活塞顶凹腔之间的圆环形的冷却通道，所述冷却通道沿向下方向被封闭元件封闭。在该封闭元件中通常布置有进口和出口，冷却油经由所述进口和所述出口能够再次进入冷却通道或者再次从冷却通道离开。冷却通道的内壁通常通过圆环形并且截面为U形的区域同时形成。如果冷却油经由开口到冷却通道中的进口而注入，则该冷却油由于活塞的上下移动而在冷却通道中被抛向各处，这样吸收了热能并且同时冷却了活塞。然而，在内燃机的运行期间，尤其是发生高热输入，并且因此在凹腔唇边处(也就是说，在径向内部，并且同时在冷却通道的上拐角区域)发生到活塞中的高温输入，这在最不利的情况下能够导致冷却油在冷却通道中在该点处碳化。必须不惜任何代价避免这样的碳化，因为碳化后的油的粘附膜减少任何热转移，凭此在这些点处损害通过新注入到冷却通道中的冷却油进行的冷却。在从现有技术已知的活塞的情况下，在过程中几乎发生冷却通道中的冷却油的失控的前后搅动，凭此活塞的必需的以及尤其是局部限定的冷却是不可能的。
技术实现思路
本专利技术因此关于如下的问题：针对讨论中的类型的活塞提出一种改进的或者至少替代的实施例，其尤其是解决了从现有技术已知的缺点。根据本专利技术，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。本专利技术基于如下的主要构思：在内燃机的活塞的冷却通道中布置至少一个引导元件，所述元件布置并且确定方位为使得其沿内冷却通道壁的上区域的方向引导存在于冷却通道中的冷却油，并且这样做时，通过局部的加强来冷却最可能被油的碳化影响的区域。本专利技术的活塞在该情况下以本身已知的方式展现出具有活塞顶凹腔和环形部件的活塞顶，其中用于容纳活塞环的外部沟槽布置在环形部件中。被封闭元件沿向下方向封闭的、通常构造为圆环形的冷却通道在该情况下布置在环形部件与活塞顶凹腔之间。活塞在该情况下为钢活塞，例如为像当前的发展水平那样设计的单件的钢活塞。根据本专利技术，至少一个引导元件现在布置在冷却通道中，所述引导元件具有面向内冷却通道壁的方向并且至少沿周向部分地布置的凸耳，所述引导元件以如下的方式确定方位：沿内冷却通道壁的上方且位于径向内侧的区域的方向引导存在于冷却通道中的冷却油，并且因此有效地冷却在内燃机的运行期间经受增加的温度负荷的区域。特别地，结果在某些情况下在该区域中发生的碳化能够被可靠地防止。必须防止油的这样的碳化，因为其结果是在此形成碳化的膜，绝热膜沉积在冷却通道的内表面上，并且另外地损害在该点处的热交换，并且因此损害活塞的冷却。至少一个引导元件在该情况下优选地以在凸耳的高度处沿径向宽度将冷却通道大约减小至70％至20％的方式形成。凸耳本身在该情况下布置在冷却通道的大约一半高度处，虽然根据期望的局部冷却效果其能够至少布置得稍高或稍低。通过本专利技术的活塞因此能够第一次提供内冷却通道壁的尤其是容易遭受冷却油的碳化的上方点的区域的加强冷却，并且在过程中能够实现改进的冷却效果，这也特别提高了活塞的效率。在本专利技术技术方案的有益的另外的开发中，至少一个引导元件被夹持在环形部件的下侧与至少一个封闭元件之间并且以该方式保持就位。这样的夹持允许引导元件的相对简单的组装，凭此能够免除额外的固定装置或固定步骤，例如软焊或者粘合或者焊接。作为其替代方式，还能够想到至少一个引导元件夹持在上冷却通道壁与至少一个封闭元件之间并且以该方式保持就位。为此目的，例如能够简单地将至少一个引导元件插入到冷却通道中并且能够通过封闭元件的插入而将至少一个引导元件固定在冷却通道中。至少一个引导元件在该情况下优选地具有适当形成的接触区域，通过所述接触区域抵靠冷却通道的内表面和封闭元件二者，并且这样做时使预先确定的固定位置成为可能。在本专利技术技术方案的另外的有益的实施例中，至少一个引导元件形成相对于活塞轴线倾斜并且至少以圆环形段(annularsegment)的形式的壁，其与冷却通道的外冷却通道壁一起形成漏斗形截面，并且在下区域或者凹陷的中间部段/中断中具有用于冷却油的出口开口。在该情况下，至少一个引导元件只形成一种阻流板，其将冷却油引导至冷却通道中需要特别冷却的区域。从下方注射到冷却通道中的冷却油遇到引导元件，并且在上下移动的情况下沿着期望加强的冷却的内冷却通道壁的上区域被导向至后者。依据已经在该点发生的热吸收，其沿着优选圆形的冷却通道的上冷却通道壁流动，并且再次向下流动到外冷却壁上，其中，连同接下来的上升移动，冷却油再次被抛到上冷却通道壁上，或者沿着由引导元件形成的倾斜壁抛至内冷却通道壁的上区域。在前后抛过若干次后，其再次通过出口开口或者布置在引导元件的下区域中的中断而离开。在本专利技术技术方案的有益的另外的开发中，至少一个引导元件由钢板或塑料制成。在钢板中的执行以及在塑料中的执行二者允许重量优化的制造，这是有益的，尤其是因为活塞的高加速。当然，作为替代例也能够想到实心的实施例。在本专利技术技术方案的另外的有益的实施例中，凸耳沿周向具有中断，并且因此允许内冷却通道壁的上区域的限定的周向段的选择性的冷却。在该背景下尤其是能够想到凸耳尤其是位于燃料注射喷嘴的区域中，这在内燃机的运行期间引起到活塞中的增加的热输入，并且结果，也要求局部增加的冷却。对此的原因是，例如，由柴油注射喷嘴产生的燃料的通常六个到十个喷嘴，这在燃烧期间导致不均匀的热分布。结果，在活塞的凹腔唇上存在热点或者少热点，其中热点位于燃料喷嘴的区域中。活塞中的温度分布能够通过局部限制的冷却以及通过该局部限制的区域中的增加的冷却而被均匀化，凭此活塞暴露至较低的热负荷。在本专利技术技术方案的另外的有益的实施例中，用于集中冷却油的喷射的集油漏斗形成在至少一个引导元件上，尤其是与其一体地形成。这样的集油漏斗在该情况下例如能够突出穿过布置在其下方的封闭元件中的对应的入口开口，并且通过这样做，能够强制引导元件在冷却通道中的定位。通过这样的集油漏斗的以与引导元件组件的单体件的形成或制造，能够进一步减少成本和部件种类。在本专利技术技术方案的有益的另外的开发中，凸耳展现出中断上的折叠边缘。这样的折叠边缘使存在于冷却通道中的冷却油沿待冷却的区域(尤其是诸如内冷却通道壁的上区域)的方向被最优选地引导。本专利技术还基于如下主要的构思：使内燃机配备有至少一个这样的活塞，其中至少一个活塞引导元件展现出带有中断的凸耳，其中燃料(尤其是柴油燃料)的注射喷嘴在相关的活塞的凸耳上被导向到相关的汽缸中。这尤其是意味着至少一个引导元件以如下方式布置在冷却通道中：每个通过燃料注射喷嘴注射到汽缸中的燃料喷射撞击活塞顶凹腔或活塞顶凹腔边缘的区域，其中相关的凸耳布置在冷却通道的区域中。结果，在内燃机的运行期间发生的增加的热输入连同在活塞的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机(2)的活塞(1)，包括活塞顶(3)，所述活塞顶具有活塞顶凹腔(4)和环形部件(5)，并且具有布置在所述环形部件(5)与所述活塞顶凹腔(4)之间的圆环形的冷却通道(6)，所述冷却通道沿向下方向被封闭元件(7)封闭，/n其特征在于，/n至少一个引导元件(8)布置在所述冷却通道(6)中，所述引导元件展现出面向内冷却通道壁(9)的方向并且至少部分地沿周向布置的凸耳(10)，所述凸耳被确定方位为使得存在于所述冷却通道(6)中的冷却油(11)被沿所述内冷却通道壁(9)的上区域(12)的方向导向并且因此冷却所述区域(12)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170404 DE 102017205716.51.一种内燃机(2)的活塞(1)，包括活塞顶(3)，所述活塞顶具有活塞顶凹腔(4)和环形部件(5)，并且具有布置在所述环形部件(5)与所述活塞顶凹腔(4)之间的圆环形的冷却通道(6)，所述冷却通道沿向下方向被封闭元件(7)封闭，
其特征在于，
至少一个引导元件(8)布置在所述冷却通道(6)中，所述引导元件展现出面向内冷却通道壁(9)的方向并且至少部分地沿周向布置的凸耳(10)，所述凸耳被确定方位为使得存在于所述冷却通道(6)中的冷却油(11)被沿所述内冷却通道壁(9)的上区域(12)的方向导向并且因此冷却所述区域(12)。


2.如权利要求1所述的活塞，
其特征在于，
所述至少一个引导元件(8)被夹持在所述环形部件(5)的下侧与至少一个封闭元件(7)之间，并且以这种方式保持就位。


3.如权利要求1所述的活塞，
其特征在于，
所述至少一个引导元件(8)被夹持在上冷却通道壁(13)与至少一个封闭元件(7)之间，并且以这种方式保持就位。


4.如前面权利要求中的一项所述的活塞，
其特征在于，
所述至少一个引导元件(8)形成相对于活塞轴线(14)倾斜的壁(15)，所述倾斜的壁连同外冷却通道壁(16)形成漏斗形截面，并且在下区域中具有用于冷却油(11)的出口开口(17)。


5.如前面权利要求中的一项所述的活塞，
其特征在于，
所述凸耳(10)沿周向具有中断(18)并且这样有利于所述内冷却通道壁(9)的限定的周向段的选择性的冷却。


6.如权利要求5所述的活塞，
其特征在于，
所述凸耳(10)在所述中断(...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克彼得·容，菲利浦·利希特，赖纳·夏普，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE