一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构

1.本发明属于发动机结构技术领域，涉及一种具有卸载和润滑功能的发动机活塞铜套结构。


背景技术：

2.高功率密度发动机是车辆动力装置的主要发展方向之一，而功率密度的提升往往主要通过提高燃烧强度来实现，这会导致燃烧压力的显著增高，从而给活塞带来更大的爆发压力。在目前高功率密度柴油机中，活塞承受的最大爆发压力已经超过了22mpa。
3.活塞通过活塞销与发动机连杆相连，从而将缸内爆发压力传递给曲轴，推动曲轴的转动。在缸内最大爆发压力逐渐增加的情况下，铜套通常被镶嵌入活塞销孔内部，以解决活塞销座载荷过大，承载能力不足和润滑能力不足的情况。
4.目前，活塞铜套的结构均为内表面光滑圆面结构，在发动机爆发压力过大的情况下，这会导致如下问题产生：
5.(1)活塞铜套内表面与活塞销是接触的，当发动机爆发压力过大时，活塞铜套与活塞销的一些接触部位，如活塞铜套垂直活塞销轴向方向靠近活塞顶部40
°
的位置，会承受过大的载荷，从而发生疲劳失效问题。
6.(2)活塞铜套与活塞销这一对摩擦副的润滑方式为飞溅润滑，由于飞溅润滑有一定随机性，且连杆会在某些角度挡住润滑油飞溅进入活塞铜套与活塞销这一对摩擦副中，从而导致润滑不足的情况。
7.(3)由于活塞铜套与活塞销接触部位载荷过大，润滑油有一定可能无法飞溅进入活塞铜套与活塞销之间，且在载荷过大的区域，有可能因为挤压过于严重无法形成润滑油膜，形成干摩擦。
8.(4)由于活塞铜套与活塞销之间载荷过大并且润滑性能不足，从而产生刮伤、烧熔、疲劳等失效情况，从而导致活塞铜套脱落影响发动机正常工作。


技术实现要素：

9.为解决在实际工作中，高功率密度发动机的活塞铜套载荷过大和润滑不足的问题。本发明主要目的在于提供一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，在高功率密度发动机活塞铜套载荷过大时仍能够满足润滑要求。
10.本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
11.本发明公开的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，所述活塞铜套通过镶嵌工具镶嵌于活塞销孔内部，所述活塞铜套与活塞销孔为过盈配合且所述活塞铜套与活塞销孔的长度相同。所述活塞铜套具有卸载槽与油槽，且卸载槽也具有油槽的功能，与油槽相连。所述卸载槽位于所述活塞铜套应力最大处，所述卸载槽在活塞内部的部分以起到进油口的作用，所述卸载槽在活塞外部的部分以起到出油口的作用，且该卸载槽深度需兼顾卸载和活塞铜套强度要求。所述油槽位置靠近活塞内侧，且沿所述活塞铜套内侧周向方向延伸一
周，与所述卸载槽相交，且所述油槽深度略深于所述卸载槽，所述油槽深度略深于所述卸载槽目的是保证油路畅通。所述油槽配有储油槽，位于所述活塞铜套中间靠近活塞底部位置。由于所述新结构活塞铜套镶嵌于活塞销孔内部，且卸载槽位于所述活塞铜套应力最大处。在承受缸内燃烧爆发压力时，卸载槽用于减小应力约束从而释放应力减小该区域载荷，减少因该区域载荷过大导致活塞铜套的失效现象，所述失效现象包括产生拉伤和疲劳。
12.由于所述卸载槽位于活塞铜套应力最大处，沿所述活塞铜套轴向方向延伸，所述卸载槽起到油槽的作用。所述卸载槽在活塞内部的部分起到进油口的作用，润滑油更易飞溅进入进油口，所述卸载槽在活塞外部的部分起到出油口的作用。卸载槽处压力载荷较大，润滑油进入卸载槽后可以加强该区域的润滑效果，从而避免该区域由于挤压作用无法形成油膜的情况出现，使其对活塞铜套和活塞销的润滑效果更好。
13.由于所述油槽位置靠近活塞内侧，且沿所述活塞铜套内侧周向方向延伸一周，与所述卸载槽相交。飞溅进入进油口的润滑油通过所述油槽向所述活塞铜套周向方向延伸，使得活塞铜套和活塞销的润滑效果更好。
14.由于所述活塞铜套内表面能够通过所述油槽储存润滑油，且所述活塞铜套内有储油槽，同样能够储存润滑油，该油槽和储油槽能够使得活塞铜套和活塞销的润滑效果更好。
15.有益效果：
16.1、本发明公开的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，通过在活塞铜套载荷最大处设置卸载槽结构，能够减小活塞铜套应力约束进而释放应力，从而有效避免活塞铜套载荷过大导致活塞铜套失效的情况，增加活塞的使用寿命。
17.2、本发明公开的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，能够减小活塞铜套载荷，避免活塞铜套与活塞销接触区域由于挤压作用无法形成油膜的情况，同时卸载槽兼具油槽作用，具有进油口与出油口，进油口能够增加飞溅进入活塞铜套的润滑油量，出油口能够排出润滑油增加润滑油流动性，从而能够有效地增加活塞铜套和活塞销之间的润滑效果。
18.3、本发明公开的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，所述油槽与所述卸载槽相连，能够增加进入活塞铜套的润滑油量，且所述油槽具有储油槽结构，能够储存润滑油，从而保证润滑油无法飞溅进入时活塞铜套与活塞销之间的润滑油量，能够有效增加活塞铜套和活塞销之间的润滑效果。
附图说明
19.构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，被发明的示意性实施及其说明用于本发明，并不构成对本发明的不当限定。附图中：
20.图1为本发明所述的活塞铜套镶嵌于活塞中的剖面图示意图。
21.图2：本发明所述的活塞铜套的a-a剖视图。
22.图3：本发明所述的活塞铜套的b-b角度展开示意图。
23.在图中：1-活塞、2-活塞销孔、3-活塞铜套、4-活塞销座、5-卸载槽、6-油槽、7-储油槽、8-进油口、9-出油口。
具体实施方式
24.以下结合附图，对本发明提出的具有卸载润滑功能的活塞铜套的结构、特征、功效和优点进行详细说明，但不作为本发明的限定。
25.如图1、2、3所示，本实施例公开的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，包括活塞1、活塞销孔2、活塞铜套3、活塞销座4、卸载槽5、油槽6、储油槽7、进油口8、出油口9。
26.附图1展示了具有卸载润滑功能的活塞铜套3镶嵌于活塞1中的剖面示意图，为了便于展示清晰，仅对本发明所述相关部分进行了标注。结合附图1-3所示，活塞铜套3通过专用镶嵌工具镶嵌于活塞销孔2内部，活塞铜套3与活塞销孔2为过盈配合且活塞铜套3与活塞销孔2长度一致。活塞铜套3的卸载润滑结构包括卸载槽5，油槽6和储油槽7，其中卸载槽前后端分别为进油口8和出油口9。
27.所述卸载槽5位于所述活塞铜套3载荷最大处，从而所述卸载槽5可以减小该区域应力约束，进而释放应力减小该区域载荷，降低所述活塞铜套3产生拉伤和疲劳等失效现象的可能。同时，所述卸载槽5深度较浅，防止降低活塞铜套3强度。
28.所述卸载槽5同时起到了油槽的功能，所述卸载槽5在活塞1内部的部分起到了进油口8的作用，润滑油更易飞溅进入进油口8，所述卸载槽5在活塞1外部的部分起到了出油口9的作用，可以将多余的润滑油排出，以防卸载槽5和油槽6内油压过大。同时，所述卸载槽5处压力载荷较大，润滑油进入卸载槽5后可以加强该区域的润滑效果，从而避免该区域由于挤压作用无法形成油膜的情况出现，从而增强所述活塞铜套3与活塞销的润滑效果。同时，所述进油口8与油槽6相交，可以增加油槽6的进油效果，从而增强活塞铜套与活塞销之间的润滑效果。
29.所述油槽6位置靠近活塞内侧，且沿所述活塞铜套内侧周向方向延伸一周，飞溅的润滑油可以更容易通过油槽6进入活塞铜套3与活塞销之间，基于此，活塞铜套3与活塞销之间的润滑效果更好。油槽6比出油口9深度较深，活塞铜套3可以通过油槽6储存一定量的润滑油，从而当飞溅润滑不足时油槽6可以用储存的润滑油保证活塞铜套3与活塞销之间的润滑效果。同时，在活塞铜套3的底部设置了储油槽7，用于储存一定量的润滑油，活塞铜套3可以通过与活塞销的挤压效果将储油槽7中的润滑油运输到活塞铜套内表面，以加强活塞铜套3和活塞销之间的润滑效果。
30.综上所述，本发明提出的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构，可以有效减少爆发压力过大导致的活塞铜套载荷过大的情况，达到卸载的效果从而增强活塞铜套的强度，并可以有效的增强活塞铜套与活塞销之间的润滑效果，此外该结构还具有储油功能，可以保证飞溅润滑效果不理想时活塞铜套与活塞销之间的润滑。该活塞铜套结构可用于不同尺寸的需要卸载和润滑的活塞铜套。本发明公布的一种具有卸载润滑功能的活塞铜套结构达到了适用范围广、实用性强的特点。
31.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。