[实用新型]一种带有适应燃烧室偏心的异形内冷油腔的活塞

说明书

本实用新型涉及一种带有适应燃烧室偏心的异形内冷油腔的活塞，属于内燃机活塞技术领域，活塞顶部设有燃烧室，活塞侧面设有镶圈和环槽，燃烧室中心线与活塞中心线的偏心距离为L；内冷油腔和燃烧室偏心一致，有效降低偏心侧火力岸温度，使活塞的整个火力岸受热均匀，减轻火力岸积炭。

技术领域

本实用新型涉及一种带有适应燃烧室偏心的异形内冷油腔的活塞，属于内燃机活塞技术领域。

背景技术

由于燃烧过程产生的热量非常高，必须对活塞施行强制冷却。一般情况下，发动机的单位面积功率超过0.29kW/cm²，中等功率船用柴油机的单位活塞面积功率超过0.15kW/cm²，就需要对活塞进行冷却。这种情况下需要对活塞进行振荡冷却，以保证活塞承受的热量被排出。

振荡冷却就是在活塞头部设置冷却油腔，冷却机油从油腔的一侧进油孔注入，从另一侧的回油孔排出，冷却机油受惯性力的作用在活塞内冷油腔内振荡，机油与油腔内壁面相对速度较大，并且形成紊流，提高了冷却介质和内壁面之间的热交换，散热面积是影响热交换的因素之一。

随着柴油机强化程度的提高，活塞所承载的热负荷和机械负荷也大幅度增加，使活塞头部温度升高，从而导致活塞顶面，特别是燃烧室喉口边缘烧蚀，当活塞第一环槽温度过高时，会导致润滑油结胶、碳化而卡环拉缸。

无油腔式活塞采用自由喷射冷却，可以利用循环润滑系统中的油对活塞底部进行喷油冷却，这种方式虽然结构简单、成本低，但在活塞头部内外表面之间易造成较大温差，燃烧产生的热量难以迅速排出，容易造成活塞环槽积碳，喉口疲劳开裂等风险。

目前市场上大部分内燃机铝合金活塞具有等截面的内冷油腔，虽然相比没有冷却油腔的活塞冷却效果较好，但是随着爆压及功率的进一步提升，等截面的内冷油腔的散热面积小，散热效果受到了限制，燃烧所产生的热量不能迅速被冷却油带走，对活塞环槽、顶部和喉口的热影响较大。

对于有较大燃烧室偏心的活塞，活塞火力岸受到的热量不同，受热产生的变形以及受热产生的积炭有所不同，偏心一侧的火力岸热量高，更容易产生积炭。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种带有适应燃烧室偏心的异形内冷油腔的活塞。最大限度的适应燃烧室偏心，保证内冷油腔的冷却效果，增加内冷油腔的表面积，加大散热面积。

本实用新型的技术方案如下：

一种带有适应燃烧室偏心的异形内冷油腔的活塞，活塞顶部设有燃烧室，活塞侧面设有镶圈和环槽，燃烧室中心线与活塞中心线的偏心距离为L；

内冷油腔环形设置于燃烧室底部周围，内冷油腔的偏心方向与燃烧室的偏心方向相同，偏心侧内冷油腔内径对活塞中心距离为L1，偏心对侧内冷油腔内径对活塞中心距离为L2，偏心侧内冷油腔外径对活塞中心距离为L3，偏心对侧内冷油腔外径对活塞中心距离为L4，偏心侧内冷油腔距燃烧室距离为L5，偏心对侧内冷油腔距燃烧室距离为L6，偏心侧内冷油腔到镶圈距离为H1，偏心对侧内冷油腔到镶圈距离为H2，偏心侧内冷油腔距环槽距离为R1，偏心对侧内冷油腔距环槽距离为R2；

其中，L1﹥L2，L3﹥L4，H1﹤H2，R1﹤R2，L5﹤L6。

优选的，L1-L2≤L、L3-L4≤L、H2-H1≤L、R2-R1≤L、L6-L5≤L，即内冷油腔的偏心应小于等于活塞燃烧室的偏心，同时为满足活塞结构强度，H1、H2应大于等于3％D，D为活塞直径，R1、R2应大于等于4％D，L5、L6应大于等于4％D。燃烧室的偏心L数值取决于发动机的设计需求，不在本申请保护范畴。

内冷油腔和燃烧室偏心一致，有效降低偏心侧火力岸温度，使活塞的整个火力岸受热均匀，减轻火力岸积炭。