一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞制造技术

本实用新型专利技术公开了一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞,为克服目前缸内气流组织不足导致缸内混合气湍动能下降的问题，其由活塞本体与活塞头部组成；活塞头部设置有活塞缩口空腔、4个结构相同的活塞凹槽、2个活塞气环与结构相同的活塞油环；活塞缩口空腔设置在活塞头部顶端的中心处，4个活塞凹槽均匀地分布在活塞缩口空腔的腔壁上，即相邻两个活塞凹槽之间夹角为90度，4个活塞凹槽的顶端为敞开的，4个活塞凹槽的内侧和活塞缩口空腔连通；2个活塞气环与活塞油环设置在活塞头部的下端，2个活塞气环与活塞油环相互平行，2个活塞气环与活塞油环和活塞头部的回转轴线共线；活塞头部与活塞本体外径相等，活塞头部的底端与活塞本体的顶端连成一体。端连成一体。端连成一体。

【技术实现步骤摘要】
一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞


[0001]本技术涉及一种属于天然气内燃机
的活塞，更确切地说，本技术涉及一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞。

技术介绍

[0002]随着汽车行业油耗法规和排放法规日益严格，天然气燃料作为替代燃料具有存量大、清洁、高效等优点在内燃机行业中备受重视，因此，天然气发动机的开发和使用备受关注。在天然气发动机工作过程中，天然气发动机的燃烧过程取决于混合气的组织和形成，而天然气内燃机缸内的气流运动规律将直接影响混合气的组织和形成，缸内的气流运动规律则是由燃烧室形状影响。然而目前天然气发动机使用的活塞一般是平顶式活塞或者是由柴油机活塞改造而来，由于天然气燃烧机理和柴油燃烧机理的不同，导致平顶式活塞和由柴油机活塞改造而来的活塞不适合用于天然气发动机使用，因此，天然气内燃机活塞设计是天然气内燃机开发过程中一项重要任务。
[0003]本技术针对以上问题，提供了一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞，适用于缸径为70
‑
80mm的天然气内燃机上以匹配天然气燃烧特性，增强天然气内燃机进气过程和压缩过程中缸内气流湍动能能量和强度，以改善天然气内燃机的燃烧过程和排放。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了克服现有天然气内燃机平顶式活塞组织缸内气流组织不足导致缸内混合气湍动能下降的问题，提供了一种新式的缩口式凹槽天然气内燃机活塞。
[0005]为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞由活塞本体与活塞头部组成；/>[0006]活塞头部上设置有活塞缩口空腔、1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽、4号活塞凹槽、1号活塞气环、2号活塞气环与活塞油环；其中：1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽结构相同；1号活塞气环、2号活塞气环与活塞油环结构相同；
[0007]所述的活塞缩口空腔设置在活塞头部顶端的中心处，活塞缩口空腔的回转中心线与活塞头部的回转中心线共线，1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽均匀地分布在活塞缩口空腔的腔壁上，即相邻的两个活塞凹槽之间夹角为90度，1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽的顶端为敞开的，1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽的内侧和活塞缩口空腔连通；1号活塞气环、2号活塞气环与活塞油环设置在活塞头部的下端，1号活塞气环、2号活塞气环与活塞油环相互平行，1号活塞气环、2号活塞气环与活塞油环的回转轴线与活塞头部的回转轴线共线；
[0008]活塞头部的外径与活塞本体外径相等，活塞头部的底端与活塞本体的顶端连成一体，活塞头部与活塞本体的回转轴线共线。
[0009]技术方案中所述的活塞本体为圆筒形结构件，活塞本体的中部并沿其径向对称地
在活塞本体的筒壁及筒壁内侧的圆环体上对称地设置有活塞销孔，活塞销孔的回转轴线与活塞本体的回转轴线垂直相交；活塞销孔的孔径为12mm～16mm，圆环体的外径为18mm～22mm，长度为14mm～18mm；设置有活塞销孔的圆环体和活塞本体内空腔的顶端曲面之间左右对称地设置有加强筋，2个加强筋的下端和圆环体的上圆柱面固定连接，加强筋的宽度为2mm～4mm，加强筋的高度为6mm～8mm，加强筋的长度为14mm～18mm，加强筋与活塞头部的顶端面夹角为45
°
～65
°
。
[0010]技术方案中所述的活塞头部的直径为68mm～78mm，活塞头部的顶端面与侧壁面之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm；活塞头部的顶端面与活塞缩口空腔(4)之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm；活塞头部(2)的顶端面和1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽、4号活塞凹槽之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm。
[0011]技术方案中所述的活塞缩口空腔是设置在活塞头部顶端的敞开口的空腔，活塞缩口空腔的中心轴线与活塞本体的中心轴线共线，活塞缩口空腔由内壁面、连接圆弧曲面和下壁面组成；内壁面为圆锥面，下壁面圆形平面，圆弧曲面为圆环形曲面，内壁面的顶端与活塞头部的顶端面相交形成了圆形的圆弧段上缩口，圆弧段上缩口的直径为30mm～40mm，圆弧段上缩口的圆心在活塞头部的中轴线上；活塞缩口空腔在内壁面与圆弧段上缩口连接处设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm，内壁面和下壁面之间是采用连接圆弧曲面连接，连接圆弧曲面的半径为2mm～5mm，下壁面的直径为40mm～50mm，下壁面与内壁面之间的夹角为45
°
～60
°
，活塞缩口空腔的深度为5mm～15mm，整体看来，活塞缩口空腔在活塞头部的顶端呈现上窄下宽以活塞中轴线为轴线的圆台形空腔。
[0012]技术方案中所述的1号活塞气环宽度为1mm～2mm，深度为1mm～2mm；
[0013]所述的2号活塞气环宽度为1mm～2mm，深度为1mm～2mm；
[0014]所述的活塞油环宽度为1mm～2mm，深度为1mm～2mm；
[0015]1号活塞气环与2号活塞气环之间的间距为3mm～5mm，2号活塞气环与活塞油环(11)之间的间距为3mm～5mm。
[0016]技术方案中所述的1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽顶端所处平面共面，1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽顶端所处平面与活塞顶端面所处平面共面；
[0017]将相对布置的2个活塞凹槽作为一组，在活塞顶端面所在平面内，第一组活塞凹槽即1号活塞凹槽与3号活塞凹槽沿径向的对称中线和活塞销孔的中轴线平行并同处一个垂直平面内，第二组活塞凹槽即2号活塞凹槽与4号活塞凹槽沿径向的对称中线与第一组活塞凹槽的沿径向的对称中线垂直相交，两组活塞凹槽的沿径向的对称中线相交点在活塞本体的中轴线上；同一组内的活塞凹槽之间的最大距离为46mm，每个活塞凹槽宽为10mm，长为6.5mm，每个活塞凹槽的长边与短边之间设有圆角，圆角半径为1.5mm,每个活塞凹槽的最大深度为6mm。
[0018]技术方案中所述的1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽中的第一组或者第二组活塞凹槽之间的最大距离小于活塞缩口空腔的最大直径；在垂直于活塞头部的顶端面的方向上，1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽的最大深度均小于活塞缩口空腔的最大深度；1号活塞凹槽、2号活塞凹槽、3号活塞凹槽与4号活塞凹槽和活塞缩口空腔相交于内壁面和下壁面之间的连接圆弧曲面的腔壁处。
[0019]技术方案中所述的活塞本体内的旋转空腔上半部分是由抛物线以活塞本体中心轴线与活塞销孔的中心轴线的交点为中点旋转而成，抛物线最长距离为65.5mm，抛物线高为21mm；
[0020]在活塞本体内的旋转空腔下半部分是由不同直径的圆柱空腔连接组成：
[0021]第一个圆柱空腔的直径为65.5mm，高为17mm；
[0022]第二个圆柱空腔的直径为62.5mm，高度为5.5m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞，其特征在于，所述的一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞由活塞本体(1)与活塞头部(2)组成；活塞头部(2)上设置有活塞缩口空腔(4)、1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)、4号活塞凹槽(15)、1号活塞气环(9)、2号活塞气环(10)与活塞油环(11)；其中：1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)与4号活塞凹槽(15)结构相同；1号活塞气环(9)、2号活塞气环(10)与活塞油环(11)结构相同；所述的活塞缩口空腔(4)设置在活塞头部(2)顶端的中心处，活塞缩口空腔(4)的回转中心线与活塞头部(2)的回转中心线共线，1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)与4号活塞凹槽(15)均匀地分布在活塞缩口空腔(4)的腔壁上，即相邻的两个活塞凹槽之间夹角为90度，1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)与4号活塞凹槽(15)的顶端为敞开的，1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)与4号活塞凹槽(15)的内侧和活塞缩口空腔(4)连通；1号活塞气环(9)、2号活塞气环(10)与活塞油环(11)设置在活塞头部(2)的下端，1号活塞气环(9)、2号活塞气环(10)与活塞油环(11)相互平行，1号活塞气环(9)、2号活塞气环(10)与活塞油环(11)的回转轴线与活塞头部(2)的回转轴线共线；活塞头部(2)的外径与活塞本体(1)外径相等，活塞头部(2)的底端与活塞本体(1)的顶端连成一体，活塞头部(2)与活塞本体(1)的回转轴线共线。2.按照权利要求1所述的一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞，其特征在于，所述的活塞本体(1)为圆筒形结构件，活塞本体(1)的中部并沿其径向对称地在活塞本体(1)的筒壁及筒壁内侧的圆环体上对称地设置有活塞销孔(12)，活塞销孔(12)的回转轴线与活塞本体(1)的回转轴线垂直相交；活塞销孔(12)的孔径为12mm～16mm，圆环体的外径为18mm～22mm，长度为14mm～18mm；设置有活塞销孔(12)的圆环体和活塞本体(1)内空腔的顶端曲面之间左右对称地设置有加强筋，2个加强筋的下端和圆环体的上圆柱面固定连接，加强筋的宽度为2mm～4mm，加强筋的高度为6mm～8mm，加强筋的长度为14mm～18mm，加强筋与活塞头部(2)的顶端面夹角为45
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～65
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。3.按照权利要求1所述的一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞，其特征在于，所述的活塞头部(2)的直径为68mm～78mm，活塞头部(2)的顶端面与侧壁面之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm；活塞头部(2)的顶端面与活塞缩口空腔(4)之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm；活塞头部(2)的顶端面和1号活塞凹槽(3)、2号活塞凹槽(13)、3号活塞凹槽(14)、4号活塞凹槽(15)之间设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm。4.按照权利要求1所述的一种缩口式凹槽天然气内燃机活塞，其特征在于，所述的活塞缩口空腔(4)是设置在活塞头部(2)顶端的敞开口的空腔，活塞缩口空腔(4)的中心轴线与活塞本体(1)的中心轴线共线，活塞缩口空腔(4)由内壁面(5)、连接圆弧曲面(6)和下壁面(7)组成；内壁面(5)为圆锥面，下壁面(7)圆形平面，圆弧曲面(6)为圆环形曲面，内壁面(5)的顶端与活塞头部(2)的顶端面相交形成了圆形的圆弧段上缩口(8)，圆弧段上缩口(8)的直径为30mm～40mm，圆弧段上缩口(8)的圆心在活塞头部(2)的中轴线上；活塞缩口空腔(4)在内壁面(5)与圆弧段上缩口(8)连接处设置有圆角，圆角半径为1mm～3mm，内壁面(5)和下壁面(7)之间是采用连接圆弧曲面(6)连接，连接圆弧曲面(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高莹，王玉让，弓栋梁，尤岳林，寇亚林，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：