[发明专利]用于散热的活塞销

说明书

相关申请的交叉引用

无。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的活塞，更具体地涉及一种用于活塞总成以使活塞本体和连杆互相连接的活塞销。

背景技术

用于内燃机的活塞总成在使用中会遭受极端高温、力和惯性。这类发动机的优化运行需要对主要由高强度轻质金属合金制造的活塞总成的部件的温度进行精细化管理。

在柴油发动机应用中长期观察的一项实践是通过活塞总成中的通道循环润滑油以作为各种接头的润滑剂以及作为冷却介质以将热量从活塞冠部转移出去。1956年4月24日授权的史密斯的第2,742,883号美国专利公开了一种此类活塞总成，其中，冷却油通过中空的活塞销传输，然后进入仅形成于活塞头冠部之下的上部通道。

在另一个例子中，1972年11月7日授权的佐尔拉(Zollner)的第3,702,092号美国专利公开了一种轻质活塞销总成，该活塞销总成由完全经由那里延伸的多个敞开的风道或者通道形成。该通道可为圆形的或者具有其它形状并且数量范围为两个至六个。在某些示例中，该通道并不完全经过活塞销延伸而是止于内部并且在活塞销的一端开口。该案例中在活塞销中形成这种止裂孔或者贯通通道的目的是为了减重。

在又另一个例子中，1997年2月1日授权的威兹曼(Wizemann)等人的第4,005,686号美国专利公开了一种包括活塞销的活塞总成，该活塞销具有位于其中的中空的通道，该通道是敞开的以容置来自于连杆的加压冷却液(即润滑油)。润滑油流经活塞销并进入活塞头或冠部区域。

已经观察到，至少在柴油机应用中，在等于或高于0.4kW/cm²的热负荷下运行的活塞通常需要强制的活塞冷却以使温度保持在270℃之下。因此在6缸重型卡车发动机中需要至少2kW并且当发动机的规格和/或比功率(kW/L)增大时甚至更大。该强制的活塞冷却意味着附加损失。也就是说，在没有开发任何相应有用功的情况下，为了移动该冷却液就需要燃烧燃料。

因此，为了减少或者完全消除与强制冷却相关的损失，在本领域中有必要提供更有效果和效率的手段使活塞的冠部摆脱吸收的热量。为了复原现有的发动机系统中固有的附加损失，因此需要探索改进的方法。

发明内容

本发明提供了用于内燃机中的一类活塞总成的活塞销。该活塞销包括具有封闭端的大致圆柱形的外表面。密封腔在封闭端形成于外表面内部。腔体内部填充有定量的传热介质。

位于该活塞销的密封腔内的传热介质作为附加的散热器以帮助控制活塞总成中的热负荷从而降低附加损失，该附加损失是推动冷却液通过活塞总成所需要的。换句话说，位于活塞销内的该密封腔起到热交换器的作用，即从与其耦合的活塞本体的销壳结构直接吸收热量，因此能够从活塞冠部将传导的热量转移出去。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于内燃机的活塞总成。该活塞总成包括具有一对销壳的活塞本体。每个销壳具有一个销孔。销孔沿着共同的销孔轴设置并且每个销孔具有周向延伸的销孔表面。这两个销孔表面通过介于其间的空隙或者空间彼此间隔开。连杆具有设置于介于销壳之间的空间中的上端。活塞销设置于活塞本体的销孔内并且可操作地与连杆的上端连接以枢转连接活塞本体和连杆。该活塞销包括其中的密封腔。该密封腔中填充定量的传热介质。

本发明提供了一种独特的并且相对廉价的方案以将活塞销用作额外的散热器，从而使发动机技术更接近复原现有技术系统中存在的附加损失，这些附加损失需要强制的活塞冷却以使温度保持在临界温度以下。

附图说明

参阅以下详细说明和附图，本发明的这些和其他特征以及优点将更易于理解，其中：

图1是示出了典型活塞本体局部剖面的活塞总成的爆炸图；

图2是根据本发明一个实施例的另一个典型的活塞总成的剖视图；

图3是大致沿着图1的线3-3的活塞销的剖视图；

图4是类似图3的但示出了密封腔的可替换实施例的剖视图；

图5是根据另一个可替换实施例的活塞总成的爆炸图，其中活塞销和连杆形成为整体单元；以及

图6是大致沿着图5中的线6-6的剖视图。

具体实施方式