本實(shí)用新型涉及機(jī)械工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種活塞，還涉及一種應(yīng)用上述活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中必不可少的部件。
請(qǐng)參閱圖1，現(xiàn)有的活塞包括頭部和裙部；頭部的端面凹陷形成燃燒室，燃燒室的中部設(shè)有圓錐凸起；頭部的外周面設(shè)有用于卡裝活塞環(huán)的環(huán)槽，活塞環(huán)用于密封活塞頭部與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套之間的間隙；裙部上相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)有銷釘孔，用于設(shè)置銷釘，銷釘與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄相連；裙部為橢圓狀，上述兩銷釘孔位于裙部上寬度尺寸小的兩側(cè)。
活塞工作時(shí)會(huì)沿缸套往復(fù)滑動(dòng)，造成活塞環(huán)受拉扯，易導(dǎo)致缸套內(nèi)的燃?xì)庑孤┑那闆r，影響燃?xì)庾龉Α?/p>
綜上，如何使活塞與缸套之間的間隙可靠密封是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種活塞，其第一環(huán)槽和第二環(huán)槽之間設(shè)有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套形成減壓腔的槽，利于增加活塞環(huán)兩側(cè)的壓差，從而使活塞環(huán)可靠地貼在環(huán)槽內(nèi)，防止發(fā)生燃?xì)庑孤┑膯栴}。本實(shí)用新型還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其應(yīng)用了上述活塞，能夠避免燃?xì)庑孤┑膯栴}。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
一種活塞，用于發(fā)動(dòng)機(jī)，包括頭部和與所述頭部的一端固定連接的裙部，所述頭部的外周面設(shè)有多個(gè)環(huán)槽，所述環(huán)槽中第一環(huán)槽靠近所述頭部的自由端、第二環(huán)槽與所述第一環(huán)槽緊鄰；所述第一環(huán)槽和所述第二環(huán)槽之間設(shè)有沿所述頭部的周向設(shè)置的槽，所述槽用于與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套圍成減壓腔。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述頭部的自由端端面處的圓錐凸起的母線與第一平面的夾角為25°-27°；所述第一平面與所述圓錐凸起的高垂直。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述裙部為圓筒狀裙部；所述裙部上相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)分別設(shè)有銷釘孔。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述第一側(cè)的外壁面的半徑分別小于所述裙部第三側(cè)和所述裙部第四側(cè)的外壁面半徑；所述第二側(cè)的外壁面的半徑分別小于所述裙部第三側(cè)和所述裙部第四側(cè)的外壁面半徑。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述裙部中，所述第一側(cè)的外壁面的半徑與所述第二側(cè)的外壁面的半徑相同、所述第三側(cè)的外壁面半徑與所述第四側(cè)的外壁面半徑相同。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述裙部沿其軸向的中間部分的外徑大，沿其軸向的兩端部分的外徑小。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述銷釘孔在所述裙部的內(nèi)壁面的開口為喇叭口。
優(yōu)選的，上述活塞中，所述頭部和所述裙部為一體式結(jié)構(gòu)；所述活塞為鋁合金活塞。
一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸套和設(shè)置在所述缸套內(nèi)的活塞，所述活塞為上述技術(shù)方案中任意一項(xiàng)所述的活塞。
優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述頭部與所述缸套的內(nèi)壁之間的間隙尺寸同所述缸套內(nèi)徑尺寸的比值范圍為1.5％-1.6％。
本實(shí)用新型提供一種活塞，用于發(fā)動(dòng)機(jī)，包括頭部和與頭部的一端固定連接的裙部，頭部的外周面設(shè)有多個(gè)環(huán)槽，環(huán)槽中第一環(huán)槽靠近頭部的自由端、第二環(huán)槽與第一環(huán)槽緊鄰，第一環(huán)槽和第二環(huán)槽之間設(shè)有沿頭部的周向設(shè)置的槽，該槽用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套圍成減壓腔。
應(yīng)用上述活塞時(shí)，第一環(huán)槽和第二環(huán)槽之間的槽能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套圍成減壓腔，該減壓腔使該處氣壓降低，能夠加大第一環(huán)槽內(nèi)活塞環(huán)兩側(cè)的壓力差，確保在活塞于缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述第一環(huán)槽內(nèi)的活塞環(huán)緊貼第一環(huán)槽的下沿，使頭部與缸套之間的間隙始終可靠密封，防止燃燒室內(nèi)的燃?xì)庑孤?，提高燃?xì)獾淖龉π省?/p>
另外，上述燃燒室內(nèi)的燃?xì)鉄o法經(jīng)由頭部與缸套之間間隙泄漏至曲軸箱內(nèi)利于降低曲軸箱的壓力。同時(shí)，上述槽與缸套圍成減壓腔還能夠防止曲軸箱內(nèi)潤滑油竄入燃燒室內(nèi)。
本實(shí)用新型還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其應(yīng)用了上述活塞，能夠避免燃?xì)庑孤┑膯栴}。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1所示活塞的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1所示活塞的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的活塞的剖面圖；
圖5為圖4中A部分的放大圖；
其中，圖1-圖5中：
頭部101；第一環(huán)槽111；第二環(huán)槽112；槽113；燃燒室114；圓錐凸起1141；裙部102；銷釘孔121。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種活塞，其第一環(huán)槽111和第二環(huán)槽之間設(shè)有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套形成減壓腔的槽，利于增加活塞環(huán)兩側(cè)的壓差，從而使活塞環(huán)可靠地貼在環(huán)槽內(nèi)，防止發(fā)生燃?xì)庑孤┑膯栴}。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其應(yīng)用了上述活塞，能夠避免燃?xì)庑孤┑膯栴}。
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
請(qǐng)參閱圖1-圖5，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種活塞，用于發(fā)動(dòng)機(jī)，包括頭部101和與頭部101的一端固定連接的裙部102，頭部101的外周面設(shè)有多個(gè)環(huán)槽，環(huán)槽中第一環(huán)槽111靠近頭部101的自由端、第二環(huán)槽112與第一環(huán)槽111緊鄰，第一環(huán)槽111和第二環(huán)槽112之間設(shè)有沿頭部101的周向設(shè)置的槽，該槽用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套圍成減壓腔。
應(yīng)用上述活塞時(shí)，第一環(huán)槽111和第二環(huán)槽112之間的槽能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套圍成減壓腔，該減壓腔使該處氣壓降低，能夠加大第一環(huán)槽111內(nèi)活塞環(huán)兩側(cè)的壓力差，確保在活塞于缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述第一環(huán)槽111內(nèi)的活塞環(huán)始終緊貼第一環(huán)槽111的下沿，使頭部101與缸套之間的間隙始終可靠密封，防止燃燒室114內(nèi)的燃?xì)庑孤岣呷細(xì)獾淖龉π省?/p>
另外，上述燃燒室114內(nèi)的燃?xì)鉄o法經(jīng)由頭部101與缸套之間間隙泄漏至曲軸箱內(nèi)利于降低曲軸箱的壓力。同時(shí)，上述槽與缸套圍成減壓腔還能夠防止曲軸箱內(nèi)潤滑油竄入燃燒室114內(nèi)。
上述活塞中，頭部101為圓柱狀，其自由端的端面處設(shè)有凹槽形成燃燒室114，該凹槽的中部設(shè)有圓錐凸起1141，該圓錐凸起1141的母線與第一平面的夾角的范圍為25°-27°，上述第一平面與圓錐凸起1141的高垂直，圓錐的高與頭部的軸線重合或平行。相比于現(xiàn)有技術(shù)中圓錐凸起1141的母線與第一平面的夾角為33°-35°的方案，本實(shí)施例提供的活塞更匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油角度，能夠有效降低NOx和PM的排放，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以低排放燃燒模式工作。
不同于現(xiàn)有技術(shù)中截面為橢圓狀的裙部102，上述實(shí)施例提供的活塞中裙部102設(shè)置為圓筒狀裙部(即該裙部102的截面為圓狀)。為了安裝用于連接曲柄的銷釘，裙部102上相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)分別設(shè)有銷釘孔121，兩銷釘孔121優(yōu)選設(shè)置為同軸。
本實(shí)施例提供的活塞中裙部102為圓筒狀，能夠降低加工難度，節(jié)省加工時(shí)間，且利于降低加工成本。
為了避免長時(shí)間使用后裙部102因銷釘拉扯造成上述第一側(cè)和第二側(cè)膨脹而拉扯缸套，上述活塞中，第一側(cè)的外壁面的半徑設(shè)置為分別小于裙部102第三側(cè)的外壁面半徑和裙部102第四側(cè)的外壁面半徑、第二側(cè)的外壁面的半徑設(shè)置為分別小于裙部102第三側(cè)的外壁面半徑和裙部102第四側(cè)的外壁面半徑。上述第一側(cè)、第三側(cè)、第二側(cè)和第四側(cè)四者依次連接組成上述裙部102。
本實(shí)施例提供的活塞中，第一側(cè)和第二側(cè)分別相對(duì)于第三側(cè)和第四側(cè)凹陷，該凹陷結(jié)構(gòu)利于潤滑油快速回油，且能夠減輕活塞的重量。
具體的，上述裙部102中，第一側(cè)的外壁面的半徑與第二側(cè)的外壁面的半徑相同、第三側(cè)的外壁面半徑與第四側(cè)的外壁面半徑相同。加工時(shí)可先將裙部102各處外壁半徑加工成第一預(yù)設(shè)尺寸(該第一預(yù)設(shè)尺寸為上述第三側(cè)的外壁面半徑尺寸)，然后分別于裙部102的第一側(cè)和第二側(cè)處繼續(xù)加工直至達(dá)第二預(yù)設(shè)尺寸(第二預(yù)設(shè)尺寸為上述第一側(cè)的外壁面半徑尺寸且，第二預(yù)設(shè)尺寸小于第一預(yù)設(shè)尺寸)即可。
以上裙部102的外壁可設(shè)置為沿軸向各處半徑尺寸一致，但優(yōu)選設(shè)置為沿軸向的中間部分的外徑大，沿軸向的兩端部分的外徑小，即整個(gè)裙部102呈鼓形，以避免活塞在缸套內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)時(shí)裙部102產(chǎn)生拉缸問題。
上述活塞中，銷釘孔121在裙部102的內(nèi)壁面上的開口為喇叭口，以減輕銷釘孔121的開口處應(yīng)力集中問題，有效提高活塞的可靠性。
具體的，上述喇叭口設(shè)置為5段過渡結(jié)構(gòu)，如圖5所示，其中最外段的孔徑最大，并且其孔徑相對(duì)于中間段的孔徑增加了0.006mm-0.007mm。
為了便于生產(chǎn)制造，并提高頭部101和裙部102連接的可靠性，頭部101和裙部102設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，上述活塞設(shè)置為為鋁合金活塞，其在高溫(360℃)條件下抗拉強(qiáng)度不低于75MPa，硬度范圍為110HB-140HB。本實(shí)施例提供的活塞的高溫抗拉強(qiáng)度使之能承受更高爆發(fā)壓力沖擊，其硬度可減小活塞變形，進(jìn)而減小機(jī)油竄入燃燒室114，并利于PM排放降低，有條件增加內(nèi)燃機(jī)功率。
上述活塞的壓縮比范圍設(shè)置為14.0:1至17.3:1，顯然該活塞的壓縮比現(xiàn)有技術(shù)中壓縮比范圍為13.9:1至15.0:1的活塞有所提高，能夠提高燃燒效率，降低燃油消耗，為排放改進(jìn)提供條件。
本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括缸套和設(shè)置在缸套內(nèi)的活塞，其中，活塞為上述實(shí)施例提供的活塞。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞的頭部101與缸套壁之間的間隙尺寸與缸套內(nèi)徑尺寸的比值范圍為1.5％-1.6％，該比值相比于現(xiàn)有技術(shù)中0.9％-1.1％有所提高，可減小由于高溫、高壓而造成的拉缸(活塞頭部101膨脹與缸套擦刮)故障幾率；另一方面，通過試驗(yàn)確認(rèn)該間隙增加對(duì)減少排放無負(fù)面作用。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用了上述實(shí)施例提供的活塞，能夠避免燃?xì)庑孤┑膯栴}。當(dāng)然，本實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)還具有上述實(shí)施例提供的有關(guān)活塞的其它效果，在此不再贅述。
本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。