防止机油上窜的活塞结构及柴油机的制作方法

1.本发明涉及柴油机技术领域，具体的说，涉及一种防止机油上窜的活塞结构及柴油机。


背景技术：

2.在柴油机运行过程中，活塞、缸套结构设计不合理，将会有大量的机油通过活塞和缸套的配缸间隙进入燃烧室，出现过度烧机油，导致pm值排放异常增高。同时，长期低负荷运行时，进入燃烧室过多的机油燃烧不完全，形成硬质积碳，加速缸内磨损，出现活塞、缸套和活塞环早期失效，恶劣时会出现卡环、拉缸等重大故障。


技术实现要素：

3.针对上述不足，本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种防止机油上窜的活塞结构，有效避免机油进入燃烧室中。基于同一种发明构思，本申请所要的解决的第二个技术问题是：提供一种应用上述防止机油上窜的活塞结构的柴油机。
4.为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
5.一种防止机油上窜的活塞结构，包括：活塞和缸套，所述活塞设有活塞环和油环，所述油环位于所述活塞环的下方，所述缸套设有刮碳环，在所述活塞环的下方，所述活塞和所述缸套之间设有台阶式配缸间隙，所述台阶式配缸间隙包括相连通的大间隙区和小间隙区，所述大间隙区的配缸间隙大于所述小间隙区的配缸间隙，所述大间隙区与泄油道连通，所述泄油道设于所述活塞，所述大间隙区位于所述油环的上下侧，所述小间隙区位于所述活塞环和所述大间隙区之间。
6.优选地，所述油环的下方设有与所述大间隙区连通的环形油槽。
7.优选地，所述环形油槽位于所述大间隙区的下部。
8.优选地，所述泄油道与所述环形油槽连通。
9.优选地，所述泄油道均布有多条。
10.优选地，所述大间隙区的配缸间隙为0.8mm～1.2mm。
11.优选地，所述小间隙区的配缸间隙为0.25mm～0.4mm。
12.优选地，所述刮碳环内表面设有环形台阶，所述刮碳环位于所述环形台阶的上部与所述活塞之间形成燃烧间隙。
13.优选地，所述燃烧间隙为1mm～2mm。
14.为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
15.一种柴油机，包括上述防止机油上窜的活塞结构。
16.采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
17.防止机油上窜的活塞结构包括活塞和缸套，活塞设有活塞环和油环，油环位于活塞环的下方，缸套设有刮碳环，在活塞环的下方，活塞和缸套之间设有台阶式配缸间隙，台阶式配缸间隙包括相连通的大间隙区和小间隙区，大间隙区的配缸间隙大于小间隙区的配
缸间隙，大间隙区与泄油道连通，泄油道设于活塞，大间隙区位于油环的上下侧，小间隙区位于活塞环和大间隙区之间。活塞上下运动过程中，大间隙区利用其具有大的容积进行缓冲泄压，防止因大间隙区压力过大导致大量机油进入小间隙区，而小间隙区因其配缸间隙小，具有节流作用，防止过多机油进入燃烧室中燃烧掉，同时防止低工况时形成积碳。
附图说明
18.图1是本发明防止机油上窜的活塞结构的剖视结构示意图；
19.图2是图1中a部的放大结构示意图；
20.图中：1、活塞；11、泄油道；12、环形油槽；2、缸套；3、刮碳环；31、环形台阶；4、活塞环；5、油环；b、大间隙区；c、小间隙区；d、大火力环岸区。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，且不用于限定本发明。
22.实施例一
23.如图1和图2共同所示，一种防止机油上窜的活塞结构，包括：活塞1和缸套2，活塞1设有活塞环4和油环5，油环5位于活塞环4的下方，缸套2设有刮碳环3，在活塞环4的下方，活塞1和缸套2之间设有台阶式配缸间隙，台阶式配缸间隙包括相连通的大间隙区b和小间隙区c，大间隙区b的配缸间隙大于小间隙区c的配缸间隙，大间隙区b与泄油道11连通，泄油道11设于活塞1，大间隙区b位于油环5的上下侧，小间隙区c位于活塞环4和大间隙区b之间。
24.活塞1上下运动过程中，大间隙区b利用其具有大的容积进行缓冲泄压，防止因大间隙区b压力过大导致大量机油进入小间隙区c，而小间隙区c因其配缸间隙小，具有节流作用，防止过多机油进入燃烧室中燃烧掉，同时防止低工况时形成积碳。
25.油环5的下方设有与大间隙区b连通的环形油槽12，当活塞1向下运动时，油环5向下刮机油并储存在环形油槽12中，环形油槽12用于进一步扩大大间隙区b的容积，增强大间隙区b的缓冲泄压能力，进一步降低油压，机油不易上窜。
26.优选地，环形油槽12位于大间隙区b的下部。
27.周向均布的多条泄油道11与环形油槽12连通，用于尽快排出环形油槽12中的机油，使大间隙区b的油压不会过高。
28.大间隙区b的配缸间隙为0.8mm～1.2mm。小间隙区c的配缸间隙为0.25mm～0.4mm。
29.刮碳环3内表面车削有环形台阶31，刮碳环3位于环形台阶31的上部与活塞1之间形成大的燃烧间隙，燃烧间隙位于活塞1顶部的大火力环岸区d，燃烧间隙为1mm～2mm，由于间隙大，使得燃烧间隙中的燃油和空气充分混合燃烧，避免出现小间隙死区燃烧不充分导致的积碳问题，同时改善pm和ch排放，对环境更友好。
30.实施例二
31.一种柴油机，包括实施例一中的防止机油上窜的活塞结构。
32.综上所述，本申请根据活塞运行特点和油气混合燃烧特点，采用分段阶梯式配缸间隙，控制窜入燃烧室的机油量；同时活塞顶部的大火力环岸区采用大配缸间隙，让油气充
分混合燃烧，改善pm和ch排放，同时避免因长时间低工况运行生成的硬质积碳导致的过渡磨损和拉缸故障。
33.以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.防止机油上窜的活塞结构，包括：活塞和缸套，所述活塞设有活塞环和油环，所述油环位于所述活塞环的下方，所述缸套设有刮碳环，其特征在于，在所述活塞环的下方，所述活塞和所述缸套之间设有台阶式配缸间隙，所述台阶式配缸间隙包括相连通的大间隙区和小间隙区，所述大间隙区的配缸间隙大于所述小间隙区的配缸间隙，所述大间隙区与泄油道连通，所述泄油道设于所述活塞，所述大间隙区位于所述油环的上下侧，所述小间隙区位于所述活塞环和所述大间隙区之间。2.如权利要求1所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述油环的下方设有与所述大间隙区连通的环形油槽。3.如权利要求2所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述环形油槽位于所述大间隙区的下部。4.如权利要求3所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述泄油道与所述环形油槽连通。5.如权利要求1所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述泄油道均布有多条。6.如权利要求1所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述大间隙区的配缸间隙为0.8mm～1.2mm。7.如权利要求1所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述小间隙区的配缸间隙为0.25mm～0.4mm。8.如权利要求1所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述刮碳环内表面设有环形台阶，所述刮碳环位于所述环形台阶的上部与所述活塞之间形成燃烧间隙。9.如权利要求8所述的防止机油上窜的活塞结构，其特征在于，所述燃烧间隙为1mm～2mm。10.柴油机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述防止机油上窜的活塞结构。

技术总结
本发明公开了一种防止机油上窜的活塞结构及柴油机，活塞结构包括：活塞和缸套，活塞设有活塞环和油环，油环位于活塞环的下方，缸套设有刮碳环，在活塞环的下方，活塞和缸套之间设有台阶式配缸间隙，台阶式配缸间隙包括相连通的大间隙区和小间隙区，大间隙区的配缸间隙大于小间隙区的配缸间隙，大间隙区与泄油道连通，泄油道设于活塞，大间隙区位于油环的上下侧，小间隙区位于活塞环和大间隙区之间。活塞上下运动过程中，大间隙区利用其具有大的容积进行缓冲泄压，防止因大间隙区压力过大导致大量机油进入小间隙区，而小间隙区因其配缸间隙小，具有节流作用，防止过多机油进入燃烧室中燃烧掉，同时防止低工况时形成积碳。同时防止低工况时形成积碳。同时防止低工况时形成积碳。


技术研发人员：史长平 张皓钰
受保护的技术使用者：潍柴重机股份有限公司
技术研发日：2022.05.09
技术公布日：2022/7/12