具有偏置到反推力侧的分布的油通道排放出口的活塞制造技术

一种用于内燃发动机的活塞包括活塞冠部和活塞裙板，以及形成在活塞冠部和活塞裙板之间的油通道。油通道的通道入口和多个通道排放出口形成在活塞裙板中。通道排放出口周向地围绕活塞中心轴线具有非轴对称布置，其偏置到活塞的反推力侧的分布中。塞的反推力侧的分布中。塞的反推力侧的分布中。

【技术实现步骤摘要】
具有偏置到反推力侧的分布的油通道排放出口的活塞


[0001]本专利技术总体上涉及一种内燃发动机中的活塞，并且更具体地涉及一种活塞中的油通道排放出口的布置。

技术介绍

[0002]在内燃发动机领域中，已知许多不同的操作策略和部件设计。数十年来，关于诸如燃料供给、废气再循环或EGR、涡轮增压、可变气门致动、可变几何涡轮、废气门的使用以及许多其它因素可以改变以产生不同结果的方式，研究和开发已经取得进展。除了改变这些和其它操作和设计参数之外，大量的研究和性能测试集中在发动机部件(尤其是活塞)可以成形和成比例以实现各种期望结果(特别是关于排放和效率)的不同方式。
[0003]某些性能目标，诸如功率密度、接受负载变化的能力、冷却系统尺寸和功效，以及其它性能目标可以与例如减排和燃料效率的目标竞争。因此，发动机部件，并且尤其是活塞，通常在设计时考虑了过多的交叉耦合变量。对于发动机制造商来说，在一个区域接受性能损失以便在另一个区域获得性能改进并不罕见。此外，适当地应用于一个发动机平台的部件设计或操作参数的看似微小的变化通常具有当应用于另一个时难以预期的结果。
[0004]在典型苛刻的活塞操作环境下，具有持续推进动力的一个区域是活塞和相关部件的润滑和冷却。由于压力的快速变化、相对极端的温度和压力、以及腐蚀性和促进疲劳的环境，活塞，尤其是用在压缩点火柴油发动机中的活塞，通常通过将油专门喷射到活塞的下侧来润滑和冷却。在授予Moloney等人的美国专利第6,494,170号中提出了一种示例活塞润滑策略。在Moloney的专利中，两件式活塞中的裙板顶部附近的管道将润滑剂运送到裙板的每侧上的裙板销孔，并润滑销接头。喷射到冠部上的流体下降到裙板和一些通道上，从而提供销接头的直接、连续的润滑。尽管Moloney等人可以在其预期环境中适当地工作，总是存在改进和替代策略的空间。

技术实现思路

[0005]在一方面，一种用于内燃发动机的活塞包括限定活塞中心轴线并且具有形成燃烧碗的碗表面的活塞冠部、围绕燃烧碗周向延伸的活塞边缘、以及与碗表面相对的冠部通道表面。活塞还包括附接到活塞冠部并且具有带裙板底表面的裙板冠部底壁的活塞裙板，以及与裙板底表面相对并且面向冠部通道表面的裙板通道表面。活塞裙板进一步包括裙板轴向壁，其围绕活塞中心轴线周向延伸并且从裙板冠部底壁向下延伸，并且具有形成在其中的肘销孔，其限定垂直于活塞中心轴线定向的孔中心轴线。油通道部分地由冠部通道表面和裙板通道表面中的每一个形成，并且围绕活塞中心轴线周向延伸。通道入口形成在活塞裙板中并且通向油通道，多个通道排放出口形成在裙板冠部底壁中并且在裙板底表面中在通道入口径向向内的位置处开口。多个通道排放出口围绕活塞中心轴线周向地具有非轴对称布置和偏置到肘销孔一侧的分布。
[0006]在另一方面，一种用于内燃发动机的活塞和销接头组件包括销接头组件，其具有
带曲柄端和销端的连接杆，销端具有带有形成在其中的销孔和在销孔内的肘销的杆头部。该组件进一步包括限定活塞中心轴线并且包括第一肘销支柱和第二肘销支柱的活塞，其一起形成限定孔中心轴线并且接收肘销的肘销孔，使得连接杆被支撑用于在活塞的推力侧与反推力侧之间围绕孔中心轴线枢转。活塞进一步具有形成在其中的油通道、通道入口和多个通道排放出口，每个通道排放出口在油通道和面向销接头组件的活塞的暴露的底表面之间延伸。多个通道排放出口周向地围绕活塞中心轴线具有非轴对称布置和偏置到活塞的反推力侧的分布。
[0007]在又一方面，一种用于内燃发动机的活塞包括限定活塞中心轴线并且具有形成燃烧碗的碗表面的活塞冠部、围绕燃烧碗周向延伸的活塞边缘、以及与碗表面相对的冠部通道表面。活塞进一步包括附接到活塞冠部并且包括裙板底表面的活塞裙板，以及与裙板底表面相对并且面向冠部通道表面的裙板通道表面。油通道部分地由冠部通道表面和裙板通道表面中的每一个形成。活塞裙板进一步具有在其中形成限定孔中心轴线的肘销孔，孔中心轴线和活塞中心轴线位于将活塞分成推力侧和反推力侧的公共平面中。活塞裙板进一步具有在其中形成通向油通道的通道入口，以及多个来自油通道的通道排放出口，每个通道排放出口在裙板底表面中开口，以将油从油通道排向支撑在肘销孔中的肘销。通道入口位于活塞的推力侧，并且多个通道排放出口偏置到活塞的反推力侧的分布。
附图说明
[0008]图1是根据一个实施例的内燃发动机系统的截面侧视示意图；
[0009]图2是根据一个实施例的活塞的截面侧视示意图；
[0010]图3是图2的活塞的底端视图；
[0011]图4是根据一个实施例的活塞和销接头组件的截面侧视示意图；以及
[0012]图5是活塞和销接头组件的截面侧视示意图，示出了使用中的示例油流动。
具体实施方式
[0013]参见图1，示出了内燃发动机系统10，其包括发动机11，其具有气缸体12和附接到气缸体12上的发动机头部14。进气系统16用于将进气从进气入口18输送到进气歧管20，转而将进气输送到形成在气缸体12中的气缸24。涡轮增压器压缩机可以流体地定位在空气入口18与进气歧管20之间。尽管仅示出了单个气缸，但是气缸体12可以包括任何合适配置的任何数量的气缸，诸如直列式配置或V形配置。排气歧管22典型地通过后处理系统(未示出)将排气从气缸24输送到排气烟囱、排气管等。气缸衬套26位于气缸体12内并且与发动机头部14一起形成气缸24。内燃发动机系统10还包括燃料系统28，其包括燃料供应30(诸如传统的燃料箱)和燃料加压泵32，其经构造对燃料(诸如液体燃料)加压以便通过燃料喷射器34喷射到气缸24中。所示的进气门36位于发动机头部14内，并且控制进气从进气系统16输送到气缸24内。排气门38也位于发动机头部14中，并且控制气缸24和排气歧管22之间的流体连接。
[0014]内燃发动机系统10可以包括压缩点火发动机系统，其经构造利用液体燃料诸如液态柴油馏分燃料来操作。在其他情况下，例如，内燃发动机系统10可以是火花点火的或者可以对气体燃料和液体燃料的混合物进行操作。内燃发动机系统10还示出具有延伸到气缸24
中用于直接喷射的燃料喷射器34。可替代地，内燃发动机系统10可以是例如端口喷射式的。其它可能的变化可以包括用燃料喷射器34的所谓单元泵或流体连接到燃料喷射器34的所谓单元泵将液体燃料加压到喷射压力，或从流体连接到用于多个气缸的多个燃料喷射器的加压共轨提供燃料。活塞24是活塞和销接头组件110的一部分，其包括通过肘销122联接到活塞24的连接杆42，并且当活塞24以传统的四冲程循环模式在上止点位置和下止点位置之间移动时可操作以旋转曲轴44。还设置喷油器46以向活塞24的下侧喷射用于润滑和冷却的油，从而以本文进一步讨论的方式润滑和冷却活塞和销接头组件110。
[0015]现在还参见图2和3，活塞40包括限定活塞中心轴线50并且具有形成燃烧碗54的碗表面52的活塞冠部48、围绕燃烧碗54周向延伸的活塞边缘56、以及与碗表面52相对的冠部通道表面60。术语“相对”是指相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于内燃发动机的活塞，包括：活塞冠部，其限定活塞中心轴线并且具有形成燃烧碗的碗表面，围绕所述燃烧碗周向延伸的活塞边缘，以及与所述碗表面相对的冠部通道表面；活塞裙板，其附接到所述活塞冠部并且包括具有裙板底表面的裙板冠部底壁，以及与所述裙板底表面相对并且面向所述冠部通道表面的裙板通道表面，所述活塞裙板进一步包括裙板轴向壁，其围绕所述活塞中心轴线周向延伸并且从所述裙板冠部底壁向下延伸，并且具有形成在其中的肘销孔，其限定垂直于所述活塞中心轴线定向的孔中心轴线；油通道，其部分地由所述冠部通道表面和所述裙板通道表面中的每一个形成，并且围绕所述活塞中心轴线周向延伸；通道入口，其形成在所述活塞裙板中并且通向所述油通道；多个通道排放出口，其形成在所述裙板冠部底壁中并且在所述裙板底表面中在所述通道入口径向向内的位置处开口；以及所述多个通道排放出口围绕所述活塞中心轴线周向地具有非轴对称布置和偏置到所述肘销孔一侧的分布。2.根据权利要求1所述的活塞，其中：所述多个通道排放出口的所述分布被限制在周向地围绕所述活塞中心轴线的角度范围，即180
°
或更小；所述活塞裙板进一步包括第一肘销支柱和第二肘销支柱，并且所述多个通道排放出口周向地围绕所述活塞中心轴线成角度地位于所述第一肘销支柱与所述第二肘销支柱之间；以及所述多个通道排放出口中的每一个从所述油通道径向向内和轴向向下延伸到相应的开口位置，并且所述相应的开口位置中的每一个相对于所述肘销孔轴向向上。3.根据权利要求2所述的活塞，其中：所述角度范围为45
°
或更小；所述活塞中心轴线和所述孔中心轴线位于将所述活塞分成推力侧和反推力侧的公共平面中；以及所述多个通道排放出口的所述分布被限制在所述活塞的所述反推力侧；所述通道入口在所述活塞的所述推力侧；所述通道入口形成所述油通道的所述唯一油入口，并且所述多个通道排放出口形成所述油通道的所述唯一油出口。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的活塞，其中所述多个通道排放出口的数量总共为两个。5.一种用于内燃发动机的活塞和销接头组件，包括：销接头组件，其包括具有曲柄端和销端的连接杆，所述销端具有带有形成在其中的销孔和在所述销孔内的肘销的杆头部；活塞，其限定活塞中心轴线并且包括第一肘销支柱和第二肘销支柱，其一起形成限定孔中心轴线并且接收所述肘销的肘销孔，使得所述连接杆被支撑用于在所述活塞的推力侧与反推力侧之间围绕所述孔中心轴线枢转；所述活塞进一步具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：