[发明专利]活塞喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞喷嘴，用来利用一种射向活塞冷却腔的液体液体射流以冷却内燃机的活塞。

背景技术

在内燃机中冷却活塞，以避免活塞高温。特别是在用轻金属材料制成的活塞上，太高的温度有减小活塞的蠕变强度的作用。此外，太高的温度会造成受热量影响的油垢的沉积以及在活塞环槽中的沉积。最后，在过高的温度下，可能导致活塞原设计的几何形状发生变化。

已知的降低活塞温度的措施是喷射活塞的冷却表面，这种冷却表面特别可能由活塞头或活塞中的一个环形冷却腔构成，例如用来自内燃机油循环中的润滑油冷却。为此，在曲柄箱的范围内布置一个活塞喷嘴，并与内燃机的油路接通。活塞喷嘴的喷油出口这样进行调整，即：使它的液体液体射流对准冷却表面或冷却腔的进油孔。

实践证明，当内燃机的工作温度逐渐升高时，保持成束的冷却液全液体射流是困难的，因为冷却液，特别是润滑油，在温度逐渐升高时变得越来越稀薄。另外，由于温度升高，油压随之升高，导致液体射束展开，这难以出现成束的液体射流射到冷却面上。

根据德国发布的专利文献DE 196 34 742 A1已知有一种活塞喷嘴，这种活塞喷嘴至少设有两个平行的出口，被设计成具有规定直径的较长的出口通道，以产生层流液体射流。

根据德国专利文献DE 31 25 835 C2已知有一种活塞冷却喷嘴，它的冷却液出口是通过折合一根管子构成的。它的出口的形状偏离一般的圆形。

发明内容

本发明的任务是，创造一种冷却内燃机活塞的活塞喷嘴，它不管工作温度如何，能可靠地产生一种成束的液体射流，因而能有效地冷却活塞。

解决的方法在于一种具有权利要求1所述特征的活塞喷嘴。根据本发明预先规定，在活塞喷嘴出口的中心布置了一个横截面大致为圆形的物体，它使喷出的液体射流基本上成圆管形的形状。

根据本发明的活塞喷嘴的出色之处在于，它能产生一种成束的层流液体射流，并且入射到达活塞的冷却表面上或活塞的冷却腔中基本保持不变，不会扩散开来。它的原理在于，由于液体射流的速度，在基本上为圆管形液体射流的“空腔”中的内压低于从外部作用到液体射流上的外压。这一压差导致液体射流在喷嘴出口处与活塞的冷却表面之间基本保持不变，因为较高的外压抵制液体射流的扩散。利用本发明的活塞喷嘴设计将会可靠和有效地冷却活塞，与内燃机的工作温度无关。

本发明的另一些较佳的改进设计，见各项从属权利要求。

所述物体的末端可以与活塞喷嘴的出口齐平。但也可以在活塞喷嘴的出口之上或之下。这一可变性允许根据本发明的活塞喷嘴在每一种情况下最佳地匹配内燃机的要求和尺寸。

在本发明的一个较佳实施例中，所述物体利用至少一个径向隔板与活塞喷嘴的外壳相连接。利用本发明活塞喷嘴的这一简单设计，亦即使用最简单的手段，就实现了稳定的液体射流形状保持。

本发明活塞喷嘴的一个较佳实施例中，所述物体是一个被设计成环状孔板形的物体。用这一物体可以进一步优化液体射流的形状。环状孔板形物体也可以用简单的方法安装到活塞喷嘴的外壳中。

环状孔板形物体可以有一个例如中心销，用至少一块径向隔板与环状孔板形物体的环相连接。这一较佳的环状孔板形物体的实施例是一种紧凑的构件，它只需要插入或压入活塞喷嘴的外壳中。这样，本发明活塞喷嘴的安装得到进一步简化。

本发明活塞喷嘴的另一个较佳改型的特征在于，所述物体设计成由一根包括在活塞喷嘴的外壳中的空气管构成。在这样的一个改型中，外压与液体射流的“空腔”内的内压之间的压差特别高，因此，液体射流的形状得到更有效的稳定。所述压差是由于穿过“空腔”流动的气流速度而造成的。在这种情况下，最好是让空气管在外壳的壳壁内保持气密和液体密封。

附图说明

对于本发明的一些实施例，下面根据附图作进一步的说明。图中：

图1所示为本发明活塞喷嘴第一实施例(不按比例)的示意图；

图2所示为图1之活塞喷嘴(不按比例)示意图的局部放大图；

图3所示为根据图2之活塞喷嘴的局部俯视图；

图4所示为本发明活塞喷嘴另一实施例(不按比例)的示意图；

图5所示为根据图4之活塞喷嘴的俯视图。

具体实施方式

在图1中示出了一个在内燃机中使用的活塞10。使用这种活塞10工作时出现非常高的温度，对活塞10以及活塞10在其中工作的气缸体11造成损坏。为了避免高温对活塞10的这种影响，要对活塞10进行冷却。