[发明专利]一种新型十字头式二冲程直流扫气活塞组件

说明书

本发明提供了一种新型十字头式二冲程直流扫气活塞组件，其特征在于，包括扫气活塞和进气阀，所述扫气活塞由可拆卸的活塞头和活塞座圈共同构成，进气阀位于扫气活塞内部并与活塞杆的一端可拆连接，所述活塞头的顶部中央设有扫气口，所述进气阀与扫气口相配合并通过活塞杆的运动实现进气阀的打开与关闭。采用本发明的扫气活塞组件能够改善燃烧效率，提高换气质量，且安装维修方便可靠。

技术领域

本发明涉及柴油发动机领域，特别是涉及十字头式二冲程柴油发动机的活塞。

背景技术

与四冲程柴油发动机相比，二冲程柴油发动机具有效率高、功率大、工作可靠、寿命长、可燃用劣质燃油等优点，但其也存在是燃烧不充分、热负荷严重等问题，而造成这一问题的重要原因是换气质量不良，这也是制约此类柴油发动机发展的瓶颈之一。现有的二冲程柴油发动机的换气形式有弯流扫气和直流扫气两种形式，其中弯流扫气方式存在换气质量较差、气缸受热不均匀易变形等问题，而直流扫气方式则克服了上述缺点，是现代船舶用大型柴油发动机的主要换气形式。

现有的直流扫气方式如图1所示，在气缸套的下部圆周面上开有扫气孔，扫气路径为：扫气箱—扫气口—气缸套内部—排气阀，空气以一定的仰角近似切向进入气缸，进气由水平方向改为竖直方向，有较大的速度损失，且旋转上升的空气在到达排气口(吹逐废气)之前有较长的路径，且各横截面上，空气形成漩流，在燃烧室中间形成旋流中心，与空气相比废气密度小、粘度大，易于聚积在旋流的中心区域，该区域上方是排气阀的阀冠，常规设计阀冠直径是缸套直径的0.32～0.5倍，阀冠阻碍了这些废气的顺利排出。有资料分析，中心区域大小取决于扫气的速度和空气密度，速度越高，密度越大，中心废气区域直径越大，影响排气质量，同时，扫气速度越高，进入气缸的空气越靠近气缸的内壁向上流动，从而冲刷气缸内壁，形成“室壁激冷效应”，导致气缸壁温度过低，影响燃烧效率，此外，由于扫气孔开在气缸套内壁上，活塞环随活塞运动时上下剐蹭扫气孔容易造成断环事故，且活塞顶部由于长期作用在高温高压环境中，也极易造成烧蚀龟裂，现有的直流扫气结构下，更换活塞环或活塞，需要将活塞、活塞杆和气封函等附件一并吊出，牵连工程大且容易污染曲柄箱，维修困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的新型十字头式二冲程直流扫气活塞组件，至少能够部分的解决现有技术中存在的问题，为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种新型十字头式二冲程直流扫气活塞组件，其特征在于，包括扫气活塞和进气阀，所述扫气活塞由可拆卸的活塞头和活塞座圈共同构成，进气阀位于扫气活塞内部并与活塞杆的一端可拆连接，所述活塞头的顶部中央设有扫气口，所述进气阀与扫气口相配合并通过活塞杆的运动实现进气阀的打开与关闭。

更进一步地，所述活塞座圈包括外圈和内圈，内圈在轴向长度上比外圈长，使活塞座圈在通过轴线的截面上整体呈圆台形，内圈的轴向长度设置较长的目的是便于对活塞杆进行导向，活塞座圈和活塞头通过端面螺钉紧固。

更进一步地，所述活塞头内腔设有第一导风叶片，所述活塞座圈的外圈和内圈之间还设有第二导风叶片，且活塞头和活塞座圈紧固时第一导风叶片和第二导风叶片的对应叶片共面。

更进一步地，所述第二导风叶片从外圈延伸到内圈并沿着圆周均布，且第二导风叶片与内圈的外壁相切。

更进一步地，第一导风叶片在径向方向延伸的距离比第二导风叶片小，以保证其和进气阀之间具有一定的径向间隙，防止进气阀上下运动时与第一导风叶片发生干涉。

作为优选，所述的第一导风叶片和第二导风叶片均为8个。

作为优选，所述扫气口的直径占活塞头外径的45％-55％。

更进一步地，扫气口和进气阀的配合面为锥面，便于更好的关闭进气阀且减小进气阀对活塞头的冲击。