一种柴油发动机活塞组合结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柴油发动机活塞组合结构，包括缸体，缸体内设置有缸套，缸套的内壁设置有活塞，活塞包括头部和裙部，头部的顶面中部向活塞的内部凹陷形成凹坑，头部的内部设置有环形冷却油腔，环形冷却油腔的底部设置有进油孔和回油孔，头部的外侧臂上设置有环槽组，裙部内设置有销孔，缸体于缸套的底端一侧设置有冷却喷嘴，冷却喷嘴用于将冷却油从进油孔喷入环形冷却油腔内。冷却喷嘴通过进油孔向环形冷却油腔喷入冷却油，冷却油在环形冷却油腔内强制流动吸收活塞热量后从回油孔流出，从而降低活塞特别是头部温度，使活塞在做高速往复运动时，保持较高的强度，满足高负荷柴油机的使用要求。的使用要求。的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油发动机活塞组合结构


[0001]本技术涉及柴油发动机零部件
，具体涉及一种柴油发动机活塞组合结构。

技术介绍

[0002]现有直列6缸8.9L柴油机最大功率309kW，升功率34.7kW/L。特种车辆应用要求柴油机最大功率达到405kW，升功率达到45.5kW/L。柴油机升功率大幅提升后，活塞温度随之大幅提升，造成活塞顶面开裂、活塞销咬合、活塞环拉缸等失效问题。现有柴油机的活塞组合结构无法满足特种车辆的使用要求。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是提供一种柴油发动机活塞组合结构，提高活塞的冷却效率，减少活塞顶面开裂、活塞销咬合、活塞环拉缸等失效问题，满足特种车辆的使用要求。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术的一种柴油发动机活塞组合结构，包括缸体，所述缸体内设置有缸套，所述缸套的内壁设置有活塞，所述活塞包括头部和裙部，所述头部的顶面中部向所述活塞的内部凹陷形成凹坑，所述头部的内部设置有环形冷却油腔，所述环形冷却油腔的底部相对设置有进油孔和回油孔，所述头部的外侧臂上设置有环槽组，所述裙部内设置有销孔，所述缸体于所述缸套的底端一侧设置有冷却喷嘴，所述冷却喷嘴用于将冷却油从所述进油孔喷入所述环形冷却油腔内。
[0005]在上述柴油发动机活塞组合结构中，冷却喷嘴通过进油孔向环形冷却油腔喷入冷却油，冷却油在环形冷却油腔内强制流动吸收活塞热量后从回油孔流出，从而降低活塞特别是头部温度，使活塞在做高速往复运动时，保持较高的强度，满足高负荷柴油机的使用要求。
[0006]作为本技术柴油发动机活塞组合结构的改进，所述环形冷却油腔环绕设置在所述凹坑的外圈一周。优选的，所述凹坑沿所述活塞轴向的截面呈类ω形，所述环形冷却油腔的腔孔沿所述活塞轴向的截面呈类直角三角形，且所述类直角三角形的斜边壁与所述类ω形的外侧壁部分共用。
[0007]通过将环形冷却油腔环绕在凹坑的侧壁一周上，大大增加冷却油与凹坑的接触面积，同等喷射冷却油的条件下，能够带走更多的热量，增强对活塞的冷却效果。
[0008]作为本技术柴油发动机活塞组合结构的另一种改进，所述环槽组包括包括自上向下依次设置的上压缩环槽、中压缩环槽和油环槽。
[0009]进一步的，所述上压缩环槽内嵌设有上压缩环，所述上压缩环的截面呈倒置平放的等腰梯形，且所述等腰梯形的底边位于所述活塞的外侧，所述等腰梯形的两腰夹角为15
°
～15.4
°
、高度为3.6～4.0mm、底边长度为2.8～3.0mm、顶边长度为1.9～2.1mm，所述上压缩环的外圈侧面上设置有第一非晶四面体碳涂层，所述第一非晶四面体碳涂层的厚度为20～
30μm。
[0010]进一步的，所述活塞中压缩环槽内嵌设有中压缩环，所述中压缩环的截面呈矩形，所述矩形的长度为4.3～4.7mm、宽度为1.9～2.0mm，所述中压缩环的内侧面底部设置有倒角，所述倒角大小为44.8
°
～45.2
°
，所述中压缩环的外侧面顶部向内侧倾斜，且倾斜角度为1.5
°
～2.5
°
，所述中压缩环的外侧面设置有半镶嵌镀铬层，所述半镶嵌镀铬层的厚度为30～100μm。
[0011]进一步的，所述油环槽内设置有油环，所述油环的外侧面中部设置有一凹槽，所述凹槽的槽底间隔设有若干贯通所述油环的排油孔，所述排油孔的直径为所述凹槽的上、下凸出部分形成两个刮油刃，所述刮油刃的端部设置有第二非晶四面体碳涂层，所述第二非晶四面体碳涂层的厚度为20～30μm，所述油环的内侧面设置有撑簧，所述油环主体的轴向高度为2.9～3.0mm、径向宽度为2.3～2.7mm。
[0012]三道活塞环均采用了薄型化结构设计，轴向高度和径向宽度更小，提升活塞环的柔性，可以顺应更大的缸孔变形量，减小发动机的漏气量和机油耗。另外，具有非晶四面体碳涂层的上压缩环、中压缩环和活塞销，可承受20MPa的燃烧爆发压力，活塞喉口可承受450℃(活塞材料为38MnVS6)或500℃(活塞材料为42CrMo4)高温，有效阻止活塞环拉缸，有效阻止活塞销与销孔咬死，能够满足特种车辆柴油机升功率高达45.5kW/L的要求。
[0013]综上所述，采用上述柴油发动机活塞组合结构，大大提高活塞的冷却效率，减少活塞顶面开裂、活塞销咬合、活塞环拉缸等失效问题，能够满足特种车辆柴油机升功率高达45.5kW/L的要求。
附图说明
[0014]在附图中：
[0015]图1为本技术整体剖切的结构示意图。
[0016]图2为本技术整体拆分的结构示意图。
[0017]图3为本技术活塞仰视图。
[0018]图4为本技术活塞剖切结构示意图。
[0019]图5为本技术冷却喷嘴喷出冷却油束的结构示意图。
[0020]图6为本技术活塞销剖切结构示意图。
[0021]图7为本技术上压缩环截面示意图。
[0022]图8为本技术中压缩环截面示意图。
[0023]图9为本技术油环截面示意图。
[0024]图中，1、缸体；2、缸套；3、头部；31、凹坑；32、环形冷却油腔；321、进油孔；322、回油孔；33、上压缩环槽；34、中压缩环槽；35、油环槽；4、裙部；41、销孔；411、活塞销；412、第三非晶四面体碳涂层；5、冷却喷嘴；51、喷嘴主体；52、喷油管；61、上压缩环；611、第一非晶四面体碳涂层；62、中压缩环；621、半镶嵌镀铬层；63、油环；631、排油孔；632、刮油刃；633、第二非晶四面体碳涂层；634、撑簧；71、缸体主油道；72、喷嘴固定螺栓。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，
对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。
[0026]此外，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0027]如图1
‑
3所示，本技术一种柴油发动机活塞组合结构，包括缸体1，缸体1内设置有缸套2，缸套2的内壁设置有活塞，活塞包括头部3和裙部4，头部3的顶面中部向活塞的内部凹陷形成凹坑31，头部3的内部设置有环形冷却油腔32，环形冷却油腔32的底部相对设置有进油孔321和回油孔322，头部3的外侧臂上设置有环槽组，裙部4内设置有销孔41，缸体1于缸套2的底端一侧设置有冷却喷嘴5，冷却喷嘴5用于将冷却油从进油孔321喷入环形冷却油腔32内。
[0028]柴油机活塞在工作时不断地从燃烧系统吸收热量，冷却喷嘴5固定在发动机的缸体1上，通过进油孔321向环形冷却油腔32喷入冷却油，冷却油在环形冷却油腔32内强制流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，包括缸体(1)，所述缸体(1)内设置有缸套(2)，所述缸套(2)的内壁设置有活塞，所述活塞包括头部(3)和裙部(4)，所述头部(3)的顶面中部向所述活塞的内部凹陷形成凹坑(31)，所述头部(3)的内部设置有环形冷却油腔(32)，所述环形冷却油腔(32)的底部相对设置有进油孔(321)和回油孔(322)，所述头部(3)的外侧臂上设置有环槽组，所述裙部(4)内设置有销孔(41)，所述缸体(1)于所述缸套(2)的底端一侧设置有冷却喷嘴(5)。2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述环形冷却油腔(32)环绕设置在所述凹坑(31)的外圈一周。3.根据权利要求2所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述凹坑(31)沿所述活塞轴向的截面呈类ω形，所述环形冷却油腔(32)的腔孔沿所述活塞轴向的截面呈类直角三角形，且所述类直角三角形的斜边壁与所述类ω形的外侧壁部分共用。4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述进油孔(321)和回油孔(322)分别设于所述销孔(41)的两侧，且所述回油孔(322)共有两个，所述进油孔(321)具有喇叭状的入口。5.根据权利要求1所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述环槽组包括自上向下依次设置的上压缩环槽(33)、中压缩环槽(34)和油环槽(35)。6.根据权利要求5所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述上压缩环槽(33)内嵌设有上压缩环(61)，所述上压缩环(61)的截面呈倒置平放的等腰梯形，且所述等腰梯形的底边位于所述活塞的外侧，所述等腰梯形的两腰夹角为15
°
～15.4
°
高度为3.6～4.0mm、底边长度为2.8～3.0mm、顶边长度为1.9～2.1mm，所述上压缩环(61)的外圈侧面上设置有第一非晶四面体碳涂层(611)，所述第一非晶四面体碳涂层(611)的厚度为20～30μm。7.根据权利要求5所述的一种柴油发动机活塞组合结构，其特征在于，所述活塞中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊辉，李佳特，晏存欢，陶进，殷刚，彭倩迪，
申请(专利权)人：东风康明斯发动机有限公司，
类型：新型
国别省市：