引擎活塞结构的制作方法

文档序号:15997688发布日期:2018-11-20 19:02阅读:391来源:国知局

本实用新型是关于一种引擎活塞结构,尤指一种活塞头具有肩部及凹部结构设计的引擎活塞结构。



背景技术:

摩托车为一种由引擎或马达驱动,利用手把操纵方向的二轮或三轮车辆,由于有着操纵简单、行动方便及价格低廉的特点,成为目前最常利用的交通工具。

在摩托车的引擎上,活塞为一设置于汽缸内部的重要零件,在四行程引擎中,分别为进气、压缩、爆炸及排气四个行程,活塞于汽缸内依序上下进行滑动,于爆炸行程活塞下行时,通过连杆将动力传递至曲柄轴转换为旋转运动。

现今的四行程引擎已经普遍发展为高压缩比(10以上),代表活塞在上死点附近时,会相当接近进气阀与排气阀,此结构特征严重限制进气阀与排气阀的开启扬程,进而使引擎性能低下,现有的改善作法为通过分析凸轮轮廓与气阀系统的几何参数得出气阀对于活塞的干涉区域,并且在活塞头相对应的位置设置气阀闪躲槽(以下称为阀让槽)。

参阅图1至图2B,其分别为已知引擎活塞结构示意图、图1的活塞头的俯视结构示意图及图1的活塞头的侧视结构示意图。

已知引擎活塞结构设置于一引擎总成内,引擎总成包括有一汽缸体101、一汽缸头102、一曲柄轴总成103及一连杆104,汽缸头102设置于汽缸体101上,连杆104驱动曲柄轴总成103转动,引擎活塞结构包括有:一活塞头11、一安装部12及一活塞销13。活塞头11包括有一凸部111、二进气阀让槽T11,T12及二排气阀让槽T21,T22,安装部12与活塞头11连接并位于活塞头11的下方,活塞销13设置于安装部12内,连杆104的两端分别连接活塞销13及曲柄轴总成103。

现今的四行程引擎已普遍采用四气阀的设计,其具备二进气阀与二排气阀(图未示),为了提升引擎的性能,通常会将进气阀及排气阀设计得较大,其中,进气阀的直径普遍大于排气阀的直径,如图2A所示,这容易使得活塞头11的二进气阀让槽T11,T12及二排气阀让槽T21,T22切穿活塞头11的边缘,且二进气阀让槽T11,T12及二排气阀让槽T21,T22突出设置于活塞头11的表面,环绕凸部111形成四个半月形突设结构,此种结构于引擎运转中容易受热害而损坏,且阀让槽是相对细小的结构,一般设计圆角较小,因而较不利于模具寿命。

另外,由于阀径的设定较大,会使进排气阀的阀杆夹角变大,进而导致汽缸头102的燃烧腔室S1容积增大,为了维持高的压缩比,活塞头11的容积便不能太小,故活塞结构通常会设计为平顶或凸顶的型式,如活塞头11的凸部111。

活塞头11为了对应气阀阀径较大的设计而结构变得较为复杂,使得活塞头11在压缩行程上行至上死点附近时,压缩后容积形成一个较为复杂的形状,此容积的S/V(S:表面积,V:体积)比值较大,意即压缩后容积的表面积相对大,且火星塞点火后火焰传递至壁面的距离差异较大,皆不利于燃烧效率。

因此,本创作人思及一种引擎活塞结构,利用在活塞头内形成肩部及凹部,并于凹部内形成二进气阀让槽及二排气阀让槽的结构,使阀让槽完全整合于凹部之内,不但提升引擎的燃烧效率,也有利于活塞头的制作模具的寿命,创作人缘因于此,本于积极创作的精神,亟思一种可以达成上述效果的引擎活塞结构,几经研究实验终至完成本创作。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的是在提供一种引擎活塞结构,利用凹部内形成二进气阀让槽及二排气阀让槽的结构,提升引擎的燃烧效率,本创作者思及以下方式。

为达成上述目的,本实用新型的引擎活塞结构,设置于一压缩比10.5以上的引擎总成内,引擎总成包括有一汽缸体、一汽缸头、一曲柄轴总成及一连杆,汽缸头设置于汽缸体上,连杆驱动曲柄轴总成转动,引擎活塞结构包括有:一活塞头、一安装部及一活塞销。活塞头包括有一肩部及一凹部,肩部环绕形成于凹部的周围并完整包围凹部,凹部内形成二进气阀让槽及二排气阀让槽,二进气阀让槽及二排气阀让槽完全整合于凹部之内,凹部的底面平行汽缸体及汽缸头的结合面,安装部与活塞头连接并位于活塞头的下方,活塞销设置于安装部内,连杆的两端分别连接活塞销及曲柄轴总成。

在本实用新型中,围绕凹部可形成一第一轮廓线,第一轮廓线为封闭圆滑曲线,且第一轮廓线邻近二进气阀让槽侧的宽度可大于邻近二排气阀让槽侧的宽度。

上述汽缸头可形成一燃烧腔室,燃烧腔室正投影于活塞头上可形成一第二轮廓线,第二轮廓线可位于第一轮廓线之内。

上述汽缸头在环绕燃烧腔室的周围可形成一对应活塞头的挤压面,且挤压面可平行汽缸体及汽缸头的结合面。

在本实用新型中,当活塞头位于上死点位置时,挤压面与肩部的间隙可介于0.8mm至2.5mm之间。

上述凹部的底面在结构转折后与肩部连接,且结构转折处呈现一圆角结构。

上述圆角结构邻近二进气阀让槽及二排气阀让槽处的圆角可小于远离二进气阀让槽及二排气阀让槽处的圆角,且圆角结构的圆角变化可为连续且平滑的。

上述肩部与凹部的底面的高度差可介于1.5mm至3.5mm之间。

上述引擎总成更可包括二进气阀及二排气阀,二进气阀可分别对应二进气阀让槽,二排气阀可分别对应二排气阀让槽,每一进气阀包括一进气阀杆部及一进气阀阀部,每一排气阀包括一排气阀杆部及一排气阀阀部,汽缸体形成一汽缸中心线,进气阀杆部与汽缸中心线的夹角角度可小于或等于20度,排气阀杆部与汽缸中心线的夹角角度可小于或等于20度。

上述每一进气阀阀部的直径为D,二进气阀阀部的间距为P,汽缸体的汽缸内径为B,其满足下列关系:(D+P)/B≦0.8。

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质,是为了进一步说明本实用新型的申请专利范围,而有关本实用新型的其他目的与优点,将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1是已知引擎活塞结构示意图。

图2A是图1的活塞头的俯视结构示意图。

图2B是图1的活塞头的侧视结构示意图。

图3是本实用新型的引擎活塞结构示意图。

图4是图3的局部结构放大示意图。

图5是本实用新型的引擎总成的进气阀配置示意图。

图6是本实用新型的引擎总成的进气阀及排气阀的配置示意图。

图7A是本实用新型的引擎活塞结构的活塞头的立体结构示意图。

图7B是图7A的俯视结构示意图。

图7C是图7B之A-A剖面的结构示意图。

图7D是图7B之B-B剖面的结构示意图。

主要元件符号说明:

101汽缸体102汽缸头

103曲柄轴总成104连杆

11活塞头111凸部

12安装部

13活塞销

201汽缸体202汽缸头

2021挤压面203曲柄轴总成

204连杆205进气阀

2051进气阀杆部2052进气阀阀部

206排气阀2061排气阀杆部

2062排气阀阀部

21活塞头211肩部

212凹部

22安装部

23活塞销

A1,A2夹角角度B汽缸内径

C汽缸中心线D直径

G间隙H高度差

P间距P1第一轮廓线

P2第二轮廓线R1~R4圆角

S1,S2燃烧腔室T11,T12,T31,T32进气阀让槽

T21,T22,T41,T42排气阀让槽W1,W2宽度

具体实施方式

参阅图3至图7D,其分别为本实用新型的引擎活塞结构示意图、图3的局部结构放大示意图、引擎总成的进气阀配置示意图、引擎总成的进气阀及排气阀的配置示意图、引擎活塞结构的活塞头的立体结构示意图、图7A的俯视结构示意图、图7B的A-A剖面的结构示意图及图7B的B-B剖面的结构示意图。

本实用新型的引擎活塞结构设置于一压缩比10.5以上的引擎总成内,引擎总成包括有一汽缸体201、一汽缸头202、一曲柄轴总成203、一连杆204、二个进气阀205及二个排气阀206,汽缸体201形成一汽缸中心线C,汽缸头202设置于汽缸体201上,连杆204驱动曲柄轴总成203转动,引擎活塞结构包括有:一活塞头21、一安装部22及一活塞销23。

活塞头21包括有一肩部211及一凹部212,肩部211环绕形成于凹部212的周围并完整包围凹部212,凹部212内形成二个进气阀让槽T31,T32及二个排气阀让槽T41,T42,凹部212的底面平行汽缸体201及汽缸头202的结合面,二个进气阀205分别对应二个进气阀让槽T31,T32,二个排气阀206分别对应二个排气阀让槽T41,T42,每一进气阀205包括一进气阀杆部2051及一进气阀阀部2052,每一排气阀206包括一排气阀杆部2061及一排气阀阀部2062,安装部22与活塞头21连接并位于活塞头21的下方,活塞销23设置于安装部22内,连杆204的两端分别连接活塞销23及曲柄轴总成203。

如图4所示,汽缸头202形成一燃烧腔室S2,同时环绕燃烧腔室S2的周围形成一对应活塞头21的挤压面2021,且挤压面2021平行汽缸体201及汽缸头202的结合面,其中,当活塞头21位于上死点位置时,挤压面2021与肩部211的间隙G介于0.8mm至2.5mm之间,由此,间隙G形成一圈局部压力较高的挤压区(Squish Zone),并将外围的油气混合气体往燃烧腔室S2中间挤压,有助于油气混合气体的搅动进而提升燃烧效率。

承上,肩部211与凹部212的底面的高度差H介于1.5mm至3.5mm之间,如此,本实用新型的引擎活塞结构可使压缩后容积形成一完整厚实的空间(S/V比值较低),因而火焰传递路径更为均匀,有助于提升引擎总成的燃烧效率。

如图5所示,在活塞头21的俯视角度下,围绕凹部212形成一第一轮廓线P1,第一轮廓线P1为封闭圆滑曲线,而汽缸头202所形成的燃烧腔室S2正投影于活塞头21上形成一第二轮廓线P2,且第二轮廓线P2位于第一轮廓线P1之内。

承上,为了使第二轮廓线P2位于第一轮廓线P1之内(配合参阅图4至图6),在引擎总成内的进气阀杆部2051与汽缸中心线C的夹角角度A1小于或等于20度,排气阀杆部2061与汽缸中心线C的夹角角度A2小于或等于20度,同时每一进气阀阀部2052的直径D、二个进气阀阀部2052的间距P及汽缸体201的汽缸内径B满足下列关系:(D+P)/B≦0.8,由此,使凹部212所形成的第一轮廓线P1位于汽缸头202的燃烧腔室S2所形成的第二轮廓线P2的外侧。

接下来,如图7B所示,凹部212所形成的第一轮廓线P1邻近二个进气阀让槽T31,T32侧的宽度W1大于邻近二排气阀让槽T41,T42侧的宽度W2,由此配合进气阀阀部2052的阀径较大的结构设计。

如图7C及图7D所示,凹部212的底面在结构转折后与肩部211连接,且结构转折处呈现一圆角结构,同时,圆角结构邻近进气阀让槽T31的圆角R1及排气阀让槽T42处的圆角R2小于远离二个进气阀让槽T31,T32及二个排气阀让槽T41,T42处的圆角R3,R4,且邻近阀让槽及远离阀让槽的圆角结构的圆角变化为连续且平滑的,加上进气阀让槽T31,T32及排气阀让槽T41,T42完全整合于该凹部之内,不会如现有技术形成突出活塞头表面的半月形结构,由此,肩部211与凹部212之间的结构转折处、进气阀让槽T31,T32及排气阀让槽T41,T42的结构形状相对于已知阀让槽更加平滑连续,有利于改善活塞头21的制作模具的寿命。

由上述内容可知,本实用新型的引擎活塞结构,利用活塞头21的肩部211及凹部212的结构设计,提升引擎的燃烧效率,配合凹部212内所形成的二个进气阀让槽T31,T32及二个排气阀让槽T41,T42的圆角结构为连续且平滑的设计,改善活塞头21的制作模具的寿命。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已,本实用新型所主张的权利范围应以权利要求书所述为准,而非仅限于上述实施例。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1