[发明专利]用于内燃发动机的活塞

说明书

一种用于内燃发动机的活塞，其具有箱壁(18)，所述箱壁各自形成在裙壁(12)与轴头销凸台(10)之间，并且所述活塞的特征在于，至少下边缘上和至少内侧上的推力侧上的至少一个箱壁(18)，在第一部分(20)中从所述轴头销凸台(10)开始大体笔直且向外倾斜地延伸、然后向内弯曲地延伸，且然后在第二部分(16)中大体笔直且向内倾斜地延伸到所述裙壁(12)。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的活塞。

内燃发动机的活塞首先具有沿直径相对的裙壁(skirt wall)，这些裙壁是汽缸套表面(cylinder jacket surface)的一部分，这些汽缸套表面在运行期间沿着汽缸孔(cylinder bore)或插入其中的汽缸衬(cylinder liner)滑动。在沿活塞冲程(stroke)轴线的方向观察的内部区域中，还设置有轴头销凸台(gudgeon pin boss)，这些轴头销凸台用于接收轴头销，通过该轴头销，活塞连接至连接杆。裙壁与轴头销凸台之间的连接件(connection)称为裙连接件、连接壁或箱壁(box wall)。通常，设置四个这样的箱壁，两个用于连接推力侧(thrust side)上的裙壁，而两个用于连接反推力侧(counter-thrustside)上的裙壁。

特别地，推力侧箱壁承受高的机械负荷，因为在工作冲程期间，由于活塞顶上的气体压力和连接杆的倾斜位置，将推力侧裙壁压靠汽缸壁的水平侧向力起作用。该侧向力通过箱壁从轴头销凸台传递到裙壁上。这导致在内侧上、即箱壁的朝向活塞冲程轴线的侧面上的高压缩应力。

此外，必须要考虑所谓的接触面的变化，即如果在上止点(upper dead center)处，侧向力从反推力侧向推力侧变化。就此而言，汽缸孔与活塞的裙壁之间的接触也从反推力侧向推力侧变化。同样在接触面的这种变化的过程中，裙壁的内侧上，特别是在下边缘、也就是所谓的开放裙端上，出现了高压缩应力。强度不足可能会导致开放裙端处的开裂，这是火花点火发动机用活塞中最常见的损坏类型之一。

背景技术

为了克服这种情况，例如从DE 10 2009 032 379 A1中已知，特别是在内侧上以大体笔直的方式形成裙连接件，并且当从下面观察时，使这些裙连接件从轴头销凸台开始向内倾斜。换句话说，箱壁到与轴头销轴线垂直的假想平面的距离从轴头销凸台开始减小。从DE 10 2012 203 570 A1中已知类似的构造。

然而，在构造裙连接件时，必须遵守进一步的约束条件，特别是轴头销的长度和油喷嘴的位置，该油喷嘴用于将冷却油喷射到冷却管道中或活塞的下侧上。特别地，上述箱壁的向内倾斜的、笔直的路线(course)将导致轴头销凸台离外部相对较远，这增加了轴头重量并需要轴头销的适配。例如，根据DE 10 2013 214 738 A1、DE 41 09 160 A1、US 6,279,456 B1和JP 56-40706 B2，通过整体弯曲的裙连接件解决了该矛盾。这的确在无需向外转移(shift)轴头销凸台的情况下为冷却油喷嘴创造了空间，但是这种构造对于强度而言是不利的。

最后，DE 10 2009 045 437 A1公开了一种活塞，该活塞具有未更详细描述的连接壁，这些连接壁具有用于冷却油喷嘴的切口。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是创造一种活塞，该活塞在对于冷却油喷嘴的位置和/或轴头销凸台的位置的设计强度和灵活性的结合方面得到了优化。

该目的的解决方案由根据本发明的实施方案中的活塞提供。