[发明专利]螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组

说明书

本发明公开了一种螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组，包括：活塞本体、活塞销和连杆，该活塞本体的顶部具有凹坑，凹坑的外壁紧密缠绕有中空的螺线管，用于将活塞本体的顶部与气缸内的高温高压燃气完全隔离，螺线管内设置有螺线管油道，螺线管油道内通有润滑油，螺线管油道的两端分别为螺线管进油口和螺线管出油口，其中，润滑油能够由螺线管进油口进入螺线管油道中，并在螺线管油道中回旋流动，再经过螺线管出油口流出活塞本体。本发明的螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组能够将活塞顶部与气缸内的高温高压燃气隔离，确保活塞在内燃机运行在高负荷工况下获得足够强度且稳定连续的冷却。

技术领域

本发明是关于内燃机技术领域，特别是关于一种螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组。

背景技术

目前，往复活塞式内燃机的强化程度随着技术进步越来越高，气缸内的工质燃烧压力以及燃烧温度也随之增高，活塞所面临的工作环境变得愈发恶劣，尤其是在高温高压环境下，以及活塞在高线速度运行下的热负荷与机械负荷影响下，使得如何为活塞提供足够强度和及时的冷却变得尤为重要。

通常，在活塞头部的内腔设置有开式的润滑油冷却通道，在活塞裙底部，活塞销座附近位置设置有连通活塞头部内腔的进油口，安装在发动机气缸体主油道上的润滑油喷嘴即通常所说的冷却喷钩，能够将润滑油通过活塞裙部的进油口喷射进入活塞头部内腔的冷却通道，活塞在上下运行过程中，可以对进入活塞头部内腔的润滑油产生震荡对流换热，从而达到降低活塞尤其活塞头部温度的目的。

此外，也有内燃机活塞在头部下方设置有进油口，活塞头部内腔仍然是开式结构，通过与其距离较近的设置在连杆小头上的润滑油喷嘴提供射流，进入活塞头部内腔后起到冷却活塞的作用。

然而，现有技术存在如下缺点：

第一，采用润滑油喷嘴喷射冷却方式的活塞，对于润滑油喷嘴的喷射油束落点要求高，喷嘴口内腔的形状、粗糙度、加工制造的尺寸及形位误差、装配精度、包装运输各环节都是影响润滑油喷嘴的喷射油束落点的关键要素。装机过程中需要对润滑油喷嘴的喷射油束落点进行试喷射的打靶试验，延长了发动机的装机流转时间，同时打靶试验的操作误差也会导致的发动机各缸活塞冷却强度差别较大的问题。

第二，活塞运行到压缩上止点时，气缸内的工质被压缩再到燃烧膨胀做功，工质燃烧放热直接作用于活塞，活塞在压缩上止点时的温度最高，也最需要得到足够强度的冷却，而此时，主油道上的润滑油喷嘴距离活塞却最远，润滑油喷嘴喷射的油束存在直线保持性能下降，油束落点受整机震动冲击等因素影响将出现偏移，加之活塞头部内腔冷却通道为开式结构，进入的机油难以填满整个冷却内腔，对流换热能力不足，导致活塞冷却能力下降，尤其是内燃机在高负荷下工作时，活塞容易因高温产生与之相关联的失效故障。

第三，在连杆小头上安装润滑油喷嘴的结构，润滑油是通过连杆小头轴瓦上设置的沟槽进入润滑油喷嘴的，因小头轴瓦上的沟槽截面不能设置的太大，导致进入润滑油喷嘴的润滑油量的压力也不会太大，而活塞头部下方的润滑油冷却内腔通道又是开式结构，进入的润滑油不足以填满冷却内腔，对流换热效果不佳，尤其当内燃机在高负荷下工作时，活塞的冷却能力不理想，活塞存在高温失效风险。

第四：无论采用活塞裙部喷射上油冷却的方案，还是活塞头部下方喷射上油冷却的方案，均为开式结构，润滑油喷射进入后难以灌满内腔而实现完全的对流换热，所以在高负荷工况下容易发生活塞头部材料热变形及烧融问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺线管顶置密绕闭式循环冷却活塞连杆组，其能够将活塞顶部与气缸内的高温高压燃气隔离，冷却效果好。