[发明专利]一种V型布置的活塞组

说明书

本发明公开了一种V型布置的活塞组，包括曲轴，曲轴上连接有至少一组以曲轴为中线呈V型布置的连杆，各连杆上套装有活塞，两侧的活塞以曲轴为中线呈V型布置，活塞的头部设有环形油腔，活塞的裙部设有一对销孔，销孔上套装有销轴，各连杆的小头套装在相应侧的销轴上，环形油腔上开设有与活塞内腔相通的高位进油孔和中位排油孔，单个活塞上的高位进油孔和中位排油孔分别位于水平面高的相邻象限内，单个活塞上的高位进油孔和中位排油孔位于销轴中线的同一侧。该活塞组具有结构简单可靠、可提高两侧活塞进油量和进油效率、确保环形油腔被润滑油可靠的填充的优点。

技术领域

本发明主要涉及V型内燃机活塞的冷却润滑，尤其涉及一种V型布置的活塞组。

背景技术

活塞连杆组是内燃机的重要零件，是动力转化和输出机构，承担着将热能转化为机械功的主要功能。活塞安装在缸套内，活塞销穿过销孔和连杆小头将活塞、连杆组合起来，内燃机工作时，活塞连杆组的工作环境相当恶劣，承受高温、高压以及高速运动产生的冲击力，在保证机械强度的同时，其部件的冷却和润滑至关重要。

现有技术活塞头部的环槽内侧有环形油腔，并设置进油孔和出油孔对环形油腔供油和排油，为保证冷却油腔的填充率以提高冷却效果，出油孔与进油孔对称设置；润滑油通过喷嘴从进油孔被强制喷射进入环形油腔内，冷却润滑油在环形油腔内振荡冷却油腔表面，将活塞头部及环槽的热量带走后从出油孔流出，降低头部及环槽的温度。

同时、设置二个喷油孔，喷油孔与连杆小头集油孔摆动轨迹在同一平面上，集油孔与喷油孔点位对应时，润滑油从喷油孔喷射进入到集油孔中，进入到连杆小头内，对连杆小头进行润滑冷却，喷油孔与环形油腔或油环槽相通。

活塞连杆组工作条件相当严酷，在排放升级的大背景下，内燃机强化程度不断提高，结构更加紧凑，更高爆压、更高功率密度成为内燃机性能持续提升的方向，活塞连杆组因高速、高爆压而产生的高温以及冷却润滑不良等问题更加突出。

内燃机运行时，活塞、连杆作往复运动，瞬时运动速度变化很大，润滑油在活塞连杆组的各润滑部位始终处于给油、润滑、润滑油逃逸、再给油的过程中。

汽缸V型布置的内燃机的单油腔活塞工作姿态与直列式内燃机不同，活塞呈V形夹角对称布置，润滑油沿环形油腔对活塞头部进行冲击冷却。

现有技术中当活塞采用一进(进油孔)一出(出油孔)结构时，汽缸内其中一组活塞的进油孔将处于销孔旁环形油腔的上侧，出油孔将处于销孔旁环形油腔的下侧，润滑油在环形油腔的填充低于正常水平，润滑油对环形油腔最高位置段的冷却相对不足，润滑油对该段冷却油腔壁的冷却效果产生异常，此部位环槽热量不断累积，形成局部高温，造成润滑失效和环槽异常磨损的风险增大；而另一组活塞的进油孔将处于销孔旁环形油腔的下侧，出油孔将处于销孔旁环形油腔的上侧，润滑油进入环形油腔的难度增大，润滑油逃逸增多，影响进油效果。当活塞采用二对分段式异型油道结构时，活塞有二个进油孔和二个出油孔，此结构增加了冷却油腔的热交换面积，但润滑油在环形油腔留存时间不足，冷却效果相对不足。

同时，现有技术在润滑油难以有效填充环形油腔的情况下，处于较高位置的喷油孔润滑油难以持续的进入，继而集油孔将处于缺油或不充分状态，连杆小头只能获得其中一个喷油孔有效的喷油，随着内燃机及连杆运行速度的提高，连杆小头留存的润滑油逃逸更迅速，连杆小头销、孔连接润滑失效的风险增大。

在当前排放升级的大背景下，内燃机爆发压力和活塞运行速度进一步提高，对提高活塞强度、降低活塞重量提出了新要求，降低活塞压缩高以降低重量成为主要的技术措施，降低活塞压缩高使得活塞的喷油孔与连杆小头的集油孔形成了错位，增加了润滑油到达连杆小头集油孔的难度，当内燃机及活塞长时间处于异常工作姿态时，连杆小头销、孔连接因润滑原因失效风险更大；同时内燃机强化程度的提高，活塞整体的热负荷进一步加大，燃烧室温度提高，增加了失效风险。

发明内容