專利名稱：發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)、其加工方法及相應(yīng)的發(fā)動機(jī)與汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，涉及汽車發(fā)動機(jī)，具體說是一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)、其加工方法及相應(yīng)的發(fā)動機(jī)與汽車。
背景技術(shù)：
活塞是汽車發(fā)動機(jī)的“心臟”，承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，是發(fā)動機(jī)中工作條件最惡劣的關(guān)鍵零部件之一?；钊墓τ檬浅惺軞怏w壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。由于活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的惡劣條件下工作，容易出現(xiàn)故障，具體原因如下:
①由于連桿與活塞不在一條直線上，根據(jù)力的分解原理，氣體在燃燒膨脹時產(chǎn)生的巨大推力會對活塞及活塞環(huán)產(chǎn)生一個壓向氣缸壁的側(cè)壓力，而在氣缸內(nèi)的高溫高壓環(huán)境下，氣缸壁與活塞之間由于熱效應(yīng)，其摩擦系數(shù)不容忽視，這樣，活塞與氣缸壁之間的滑動摩擦損耗相當(dāng)明顯；
②在活塞往復(fù)直線運動過程中，活塞裙部與氣缸壁接觸，在高轉(zhuǎn)速大扭矩運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)中，活塞裙部磨損顯著；
③活塞往復(fù)直線運動進(jìn)行換向，由于活塞裙部與氣缸壁為剛性接觸，活塞裙部容易產(chǎn)生敲缸噪音；
④活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度(8 12m/s)往復(fù)運動，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。另外，現(xiàn)有活塞加工工藝復(fù)雜，制造精度要求高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上不足，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的活塞裙部與活塞壁之間為滾動摩擦，減小了活塞裙部與氣缸壁的摩擦損耗，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性；
本發(fā)明的另一個目的，是提供帶有上述發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)；
本發(fā)明的第三個目的，是提供帶有上述發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)的汽車；
本發(fā)明還有一個目的，是提供上述發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的加工方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，包括活塞頭部、固聯(lián)于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，所述活塞裙部包括兩個固聯(lián)于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向?qū)ΨQ設(shè)于其兩側(cè)的支撐部、固聯(lián)于支撐部上并在活塞往復(fù)運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱。作為對本發(fā)明的限定，所述每一側(cè)的支撐部均包括兩個沿活塞銷座軸向間隔設(shè)置的支架，支架的底端固聯(lián)于活塞頭部端面上，頂部設(shè)有滾柱銷孔，滾柱銷的兩端分別由卡簧固定于兩支架的滾柱銷孔的卡簧槽內(nèi)，滾柱套裝于滾柱銷外。作為對上述方式的限定，所述支架上設(shè)有向活塞頭部端面凸出的凸臺，凸臺與活塞頭部之間固聯(lián)有彈簧。作為對本發(fā)明的另一種限定，所述滾柱銷孔內(nèi)壁上沿軸向設(shè)有儲油槽。作為對本發(fā)明的第三種限定，所述活塞銷座為兩個沿軸向間隔設(shè)置的帶有活塞銷孔的結(jié)構(gòu)，活塞銷孔內(nèi)壁上沿軸向設(shè)有儲油槽。作為對本發(fā)明的第四種限定，所述滾柱的外表面附著有石墨層。本發(fā)明還有一種限定，所述活塞頭部外周上沿周向設(shè)有三道活塞槽；活塞頭部上還設(shè)有多條油孔。本發(fā)明還提供了一種發(fā)動機(jī)，它帶有前述機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)。本發(fā)明也提供了一種汽車，它包括前述的發(fā)動機(jī)。本發(fā)明同時公開了一種上述發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的加工方法，包括以下步驟:
①以活塞頭部的外圓面為粗基準(zhǔn)，進(jìn)行活塞頭部的端面與外圓面的粗加工；
②以活塞銷座的兩側(cè)端面和活塞銷孔為精基準(zhǔn)，依次進(jìn)行活塞銷座的兩側(cè)端面、活塞銷孔、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽、活塞頭部的外周面、油孔的精加工。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
①活塞裙部的滾柱與氣缸壁之間為滾動接觸，與傳統(tǒng)活塞相比，滾柱與氣缸壁的接觸面積小，減小了活塞的磨損，提高了發(fā)動機(jī)的使用壽命；
②滾柱由滾柱銷固聯(lián)于兩支架之間，并由卡簧固定滾柱銷的位置，使?jié)L柱不僅可實現(xiàn)周向轉(zhuǎn)動，而且可沿軸向竄動，保證了活塞在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速大扭矩時的往復(fù)直線運動的穩(wěn)定性；
③支架的一側(cè)由彈簧支撐，實現(xiàn)了滾柱與氣缸壁的柔性接觸，使活塞往復(fù)運動換向時，活塞頭部更平穩(wěn)，減小了噪聲；并且用彈簧支撐，不僅保證支架具有足夠的強(qiáng)度，還減輕了活塞裙部的質(zhì)量；
④活塞銷座為兩個沿軸向間隔設(shè)置的帶有活塞銷孔的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)減小了活塞的整體質(zhì)量，活塞輕量化有利于減小對活塞銷、連桿、曲軸的沖擊力，提高零部件的使用壽命；另夕卜，活塞質(zhì)量小，則活塞往復(fù)運動時的慣性力就小，慣性力越小越有利于可燃混合氣體的熱能轉(zhuǎn)化為動能，減小機(jī)械功的損失；
⑤滾柱銷孔的儲油槽和活塞銷孔的儲油槽用于儲存潤滑油，起到潤滑、卸荷、冷卻的作
用；
⑥滾柱外表面的石墨具有減小摩擦的作用；
⑦活塞機(jī)構(gòu)的加工方法在傳統(tǒng)加工方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行更改，可保證活塞的精度，并且節(jié)約生產(chǎn)成本。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)適用于各種汽車發(fā)動機(jī)上，進(jìn)一步地應(yīng)用于各種汽車上上。


下面結(jié)合附圖及具體實施例1對本發(fā)明作更進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1的裝配不意 圖3為圖1的左視圖。
圖中:1、滾柱；2、滾柱銷；3、卡黃；4、支架；5、彈黃；6、活塞頭部；7、活塞槽；8、活塞銷座；9、儲油槽；10、油孔；11、活塞銷孔。
具體實施例方式實施例1
一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示，包括活塞頭部6、活塞裙部及活塞銷座8?；钊^部6設(shè)有四條油孔10，且外周上沿周向設(shè)有三道活塞槽7，如圖3所示。活塞銷座8固聯(lián)于活塞頭部6的端面上，為兩個沿軸向間隔設(shè)置的帶有活塞銷孔11的結(jié)構(gòu)，活塞銷孔11內(nèi)壁上沿軸向設(shè)有儲油槽9?；钊N座8的結(jié)構(gòu)減小了活塞的整體質(zhì)量，活塞輕量化有利于減小對活塞銷、連桿、曲軸的沖擊力，另外，活塞質(zhì)量小，活塞往復(fù)運動時的慣性力就小，慣性力越小越有利于可燃混合氣體的熱能轉(zhuǎn)化為動能?；钊共抗搪?lián)于活塞頭部6端面上，包括兩個沿活塞銷座8軸向?qū)ΨQ設(shè)置的支撐部，及在活塞往復(fù)運動時與氣缸壁滾動接觸且外表面附著有石墨層的滾柱I。每一側(cè)的支撐部均包括兩個沿活塞銷座8軸向間隔設(shè)置的支架4，支架4的底端固聯(lián)于活塞頭部6端面上，中間部位設(shè)有向活塞頭部6端面凸出的凸臺，凸臺的下方設(shè)有彈簧5，彈簧5底端固聯(lián)于活塞頭部6的彈簧定位孔中。凸臺由彈簧5支撐，使活塞往復(fù)運動換向時，活塞裙部的運動更平穩(wěn)，減小了噪聲，并且用彈簧5支撐，不僅可保證支架4具有足夠的強(qiáng)度，還減輕了活塞裙部的質(zhì)量。支架4的頂部設(shè)有滾柱銷孔，滾柱銷孔內(nèi)壁上沿周向設(shè)有卡簧槽，沿軸向設(shè)有儲油槽。兩滾柱銷孔之間設(shè)有滾柱銷2，滾柱I套裝于滾柱銷2外，滾柱銷2的兩端分別由卡簧3固定于兩卡簧槽內(nèi)，滾柱I不僅可實現(xiàn)周向轉(zhuǎn)動，而且可沿軸向竄動，保證了活塞在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速大扭矩時的往復(fù)直線運動的穩(wěn)定性。實施例2
一種發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)的主體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別只在于它的活塞機(jī)構(gòu)與實施例1完全相同。該發(fā)動機(jī)其它部分的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同。本實施例中的發(fā)動機(jī)工作時:
滾柱I與氣缸壁之間為滾動接觸，與傳統(tǒng)活塞相比，滾柱I與氣缸壁的接觸面積小，進(jìn)而減小了活塞的磨損，提高了發(fā)動機(jī)的使用壽命。實施例3
一種汽車，該汽車與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別只在于它的發(fā)動機(jī)具有與實施例2完全相同的結(jié)構(gòu)。該汽車其它部分的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同。實施例4
實施例1中發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的一種加工方法，包括以下步驟:
①以活塞頭部6的外圓面為粗基準(zhǔn)，依次進(jìn)行活塞頭部6的端面與外圓面的粗加工；
②以活塞銷座8的兩側(cè)端面和活塞銷孔11為精基準(zhǔn)，依次進(jìn)行活塞銷座8的兩側(cè)端面、活塞銷孔U、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽7、活塞頭部6的外周面、油孔10的精加工。具體加工流程為:活塞頭部6端面粗加工一活塞頭部6外圓面粗加工一活塞銷孔8兩側(cè)端面精加工一活塞銷孔11精加工一滾柱銷孔精加工一彈簧定位孔精加工一彈簧上端平面精加工一活塞槽7精加工一活塞頭部6外周面精加工一油孔10精加工一活塞槽7精加工。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，包括活塞頭部、固聯(lián)于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，其特征在于:所述活塞裙部包括兩個固聯(lián)于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向?qū)ΨQ設(shè)于其兩側(cè)的支撐部、固聯(lián)于支撐部上并在活塞往復(fù)運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:每一側(cè)的支撐部均包括兩個沿活塞銷座軸向間隔設(shè)置的支架，支架的底端固聯(lián)于活塞頭部端面上，頂部設(shè)有滾柱銷孔，滾柱銷的兩端分別由卡簧固定于兩支架的滾柱銷孔的卡簧槽內(nèi)，滾柱套裝于滾柱銷外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述支架上設(shè)有向活塞頭部端面凸出的凸臺，凸臺與活塞頭部之間固聯(lián)有彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述滾柱銷孔內(nèi)壁上沿軸向設(shè)有儲油槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述活塞銷座為兩個沿軸向間隔設(shè)置的帶有活塞銷孔的結(jié)構(gòu)，活塞銷孔內(nèi)壁上沿軸向設(shè)有儲油槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述滾柱的外表面附著有石墨層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述活塞頭部外周上沿周向設(shè)有三道活塞槽；活塞頭部上還設(shè)有多條油孔。
8.一種發(fā)動機(jī)，其特征在于:它包括如權(quán)利要求1-7中任一項所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)。
9.一種汽車，其特征在于:它包括如權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)。
10.權(quán)利要求1-7中任一項所述的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的加工方法，其特征在于它包括以下步驟: ①以活塞頭部的外圓面為粗基準(zhǔn)，依次進(jìn)行活塞頭部的端面與外圓面的粗加工； ②以活塞銷座的兩側(cè)端面和活塞銷孔為精基準(zhǔn)，依次進(jìn)行活塞銷座的兩側(cè)端面、活塞銷孔、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽、活塞頭部的外周面、油孔的精加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，包括活塞頭部、固聯(lián)于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，所述活塞裙部包括兩個固聯(lián)于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向?qū)ΨQ設(shè)于其兩側(cè)的支撐部、固聯(lián)于支撐部上并在活塞往復(fù)運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱；本發(fā)明還公開了一種該發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的加工方法和帶有該發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)與汽車。本發(fā)明所涉及的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)，使活塞裙部與活塞壁之間為滾動摩擦，減小了活塞裙部與氣缸壁的摩擦損耗，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)適用于各種汽車發(fā)動機(jī)上，進(jìn)一步地應(yīng)用于各種汽車上。
文檔編號F02F3/00GK103147873SQ20131010749
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月30日
發(fā)明者常青, 馬瑞瑄, 高志龍, 楊紅天, 陳彥如 申請人:長城汽車股份有限公司