一種活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)部件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞是在氣缸體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)燃燒熱能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能的重要機(jī)件。其主要由活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部組成，其中活塞頂部與發(fā)動(dòng)機(jī)缸套壁形成燃油燃燒膨脹的燃燒室，活塞頭部與活塞環(huán)配合形成密封并將活塞頭部熱量傳導(dǎo)至缸套壁；活塞裙部為活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向并承受側(cè)壓力。在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，潤(rùn)滑油被甩到了缸套壁上，并被活塞頭部上的活塞油環(huán)刮下，起到了潤(rùn)滑和一定的降溫作用。為滿足活塞在往復(fù)運(yùn)行過程中的潤(rùn)滑導(dǎo)向以及承受側(cè)壓力，活塞裙部均制作成了平整光滑的圓柱面。在氣缸爆燃?jí)毫Σ桓?、活塞整體溫度不高的情況下，這種裙部設(shè)計(jì)能夠滿足使用要求，通過潤(rùn)滑油的快速潤(rùn)滑降低活塞與缸套的摩擦；但是隨著尾氣排放要求的提高和發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率要求的進(jìn)一步提高，氣缸內(nèi)爆燃?jí)毫π枰M(jìn)一部增大，特別針對(duì)一些增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，采用了平整光滑的圓柱面使得活塞裙部與缸套壁的摩擦面積大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損耗功率增大，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步提高氣缸爆燃?jí)毫η闆r下減少活塞裙部與缸套壁的摩擦面積，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損耗功率，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率，本實(shí)用新型提供一種新的活塞。
[0004]本實(shí)用新型提供一種活塞，包括活塞頭部和與活塞頭部連接的活塞裙部；所述活塞頭部上具有活塞環(huán)槽；所述活塞裙部表面設(shè)置有儲(chǔ)油凹槽；所述儲(chǔ)油凹槽平行于所述活塞環(huán)槽；所述儲(chǔ)油凹槽為平滑過渡的曲線凹槽；具有多個(gè)所述儲(chǔ)油凹槽；多個(gè)所述儲(chǔ)油凹槽沿所述活塞的軸向上形成平滑過渡的正弦波結(jié)構(gòu)。
[0005]在活塞裙部表面設(shè)置儲(chǔ)油凹槽，儲(chǔ)油凹槽可存儲(chǔ)部分潤(rùn)滑油并提高活塞裙部的潤(rùn)滑效果、降低與缸套壁的接觸面積，進(jìn)而降低摩擦損耗功，提高有效功率，在爆燃?jí)毫M(jìn)一步提尚情況下，減少了摩?祭面積進(jìn)一步減少摩?祭損耗，進(jìn)一步提尚發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。
[0006]可選的，所述正弦波結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)s ^ 3.00mm;所述儲(chǔ)油凹槽的最大深度t 多 0.50mm。
[0007]設(shè)置成平行于活塞環(huán)槽的儲(chǔ)油凹槽，活塞裙部貼合缸套壁時(shí)潤(rùn)滑油被擠壓至反偵h可通過這一擠壓過程減少活塞和缸套壁的沖擊；設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)油凹槽并設(shè)置成曲線結(jié)構(gòu)，可在活塞在缸套壁切換時(shí)從靠近活塞頭部區(qū)域依次擠壓潤(rùn)滑油而將潤(rùn)滑油擠壓排除，防止對(duì)油環(huán)造成過大壓力而使得油環(huán)脫離活塞環(huán)槽。
[0008]可選的，所述活塞裙部的端部具有倒角。
[0009]可選的，所述活塞裙部的截面呈橢圓鼓形。
[0010]可選的，所述活塞裙部最大外圓點(diǎn)在波峰上。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例活塞的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例活塞的截面示意圖，從圖中可看出本實(shí)施例中活塞具有活塞頂部1、活塞頭部2和活塞裙部4。其中活塞頂部1和發(fā)動(dòng)機(jī)缸套壁形成了封閉的活塞燃燒室，承受周期性燃油空氣混合氣體爆燃產(chǎn)生的巨大推力和高溫能量并傳遞至活塞頭部2。本實(shí)施例中活塞頂部1采用了凹頂設(shè)置，可以改善燃油混合氣體形成和混合氣體的燃燒；在其他實(shí)施例中也可其他類型的頂部結(jié)構(gòu)，如平頂、凸頂?shù)?；此外，為減輕頂部熱負(fù)荷，活塞頂部1可噴鍍陶瓷，起到更好的耐高溫、耐腐蝕和減少吸熱的作用?；钊^部上具有沿軸向設(shè)置的活塞環(huán)槽3，活塞環(huán)槽3分為氣環(huán)槽和油環(huán)槽，氣環(huán)和油環(huán)安裝在活塞上后分別和缸套壁形成密封，氣環(huán)主要作用是阻礙高溫燃?xì)膺M(jìn)入到曲軸箱，油環(huán)主要起到刮油作用，阻礙潤(rùn)滑油進(jìn)入到燃燒室內(nèi)而使得發(fā)動(dòng)機(jī)燒潤(rùn)滑油。同時(shí)，氣環(huán)、油環(huán)還具有導(dǎo)熱作用，將活塞頂部1熱量傳導(dǎo)至缸套壁上，通過缸套壁上的水冷通道冷卻熱吸收帶出，防止活塞的高溫變形。
[0014]在活塞頭部的下側(cè)為活塞裙部4，活塞裙部4起到了導(dǎo)向和承受側(cè)壓力的作用，此外活塞裙部4上還開設(shè)了活塞銷座6安裝活塞銷，通過活塞銷和活塞連桿將燃燒室氣體爆燃產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)移至曲軸上，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中的活塞裙部4表面與缸套壁配合的部分還設(shè)置了儲(chǔ)油凹槽5。由于活塞和氣缸壁配合過程中需要通過潤(rùn)滑油潤(rùn)滑減少摩擦并導(dǎo)出活塞熱量，設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5后，可保證因爆燃?jí)毫Φ脑黾赢a(chǎn)生的活塞上的更多熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)油凹槽5中的足量潤(rùn)滑油吸收帶出至油底殼排除，進(jìn)而保持活塞溫度、潤(rùn)滑油特性滿足正常工作要求，減少了因潤(rùn)滑失效造成拉缸失效等問題。此外，還可從結(jié)構(gòu)本身想至IJ，設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5還可增加活塞裙部4的散熱面積，進(jìn)而提高散熱效果；另外設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5減少了活塞和缸套壁的機(jī)械摩擦面積，也就減少了功率消耗，增加了有效功率。
[0015]可選的，在本實(shí)施例中，儲(chǔ)油凹槽5平行于活塞環(huán)槽3設(shè)置，也就是儲(chǔ)油凹槽5垂直于活塞整體的軸向設(shè)置。當(dāng)然，可以想到，儲(chǔ)油凹槽5采用其他方向設(shè)置也可起到儲(chǔ)油作用，在其他實(shí)施例中也可設(shè)置成其他類型。但應(yīng)當(dāng)想到，儲(chǔ)油凹槽5設(shè)置不能破壞活塞的動(dòng)平衡特性、造成運(yùn)動(dòng)過程中的敲缸等問題。
[0016]從圖1中可看出，本實(shí)施例中的儲(chǔ)油凹槽5為平滑過渡的曲線凹槽，其沿活塞軸向方向的內(nèi)凹曲線可設(shè)置成各種具有光滑特性的曲線。優(yōu)選的，本實(shí)施例中將曲線設(shè)置為正弦波結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中也可將凹槽設(shè)置成其他類型的截面形狀，諸如矩形等形狀。
[0017]在本實(shí)施例中的活塞裙部4具有多個(gè)曲線型的儲(chǔ)油凹槽5，多個(gè)儲(chǔ)油凹槽5在活塞的軸向方向上形成了平滑過渡的正弦波結(jié)構(gòu)，波浪型結(jié)構(gòu)的波峰為活塞裙部4的外圓尺寸，且各個(gè)儲(chǔ)油凹槽5與波浪型結(jié)構(gòu)的波峰間平滑過渡。波浪型結(jié)構(gòu)的波峰處尺寸可保證正常工作時(shí)活塞裙部4抵靠在缸套壁上，起到導(dǎo)向作用和承受壓力作用。當(dāng)然可以想到，為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的導(dǎo)向和承受壓力作用，波峰處應(yīng)保證具有一定的寬度，防止應(yīng)力集中造成活塞或缸套壁損壞。
[0018]可選的，本實(shí)施例中正選波結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)s彡3.00mm，儲(chǔ)油凹槽5的最大深度t ^ 0.50mm。其中波長(zhǎng)指波浪型結(jié)構(gòu)中一個(gè)儲(chǔ)油凹槽的周期長(zhǎng)度。經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，設(shè)置這一波長(zhǎng)長(zhǎng)度的波浪型結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)不同儲(chǔ)油凹槽5之間潤(rùn)滑油的導(dǎo)通，設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5最大深度大于等于0.50mm能夠保證足夠量的潤(rùn)滑油存儲(chǔ)在凹槽內(nèi)，起到潤(rùn)滑、吸熱降溫作用。當(dāng)然，在其他類型的尺寸結(jié)構(gòu)中，也可采用類似的尺寸結(jié)構(gòu)，如設(shè)置成矩形的儲(chǔ)油凹槽5的寬度w彡1.50_、深度t彡0.50mm相鄰儲(chǔ)油凹槽5的間距h彡1.50_。當(dāng)然，以上尺寸應(yīng)當(dāng)考慮實(shí)際活塞裙部4的尺寸、并保證不影響活塞裙部4的導(dǎo)向作用和機(jī)械性能。如活塞尺寸較小，也可相應(yīng)地改小尺寸。
[0019]本實(shí)施例中，在活塞裙部4的端部設(shè)置倒角，整個(gè)活塞裙部4均設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5。通過設(shè)置倒角可將位于端部靠近油環(huán)槽和活塞下部的儲(chǔ)油凹槽5端部的尖點(diǎn)切削下去，防止活塞和缸套壁切換碰撞時(shí)造成損壞或刮傷。
[0020]因活塞裙部4設(shè)置活塞銷座6，在高溫高壓作用下活塞在活塞銷軸向方向被加壓而變形、直徑量變大；為克服這一變形對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的影響，本實(shí)施例中活塞裙部4截面涉及為橢圓形，活塞銷座6方向?yàn)闄E圓的短軸方向。此外，由于活塞銷座6兩側(cè)并沒有起到導(dǎo)向作用，實(shí)際很多活塞裙部4的活塞銷座6兩側(cè)均為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)或切削平面，可較為方便的儲(chǔ)存通過潤(rùn)滑油，因此在這樣的位置可不設(shè)置儲(chǔ)油凹槽5。則可以看出本實(shí)施例中的儲(chǔ)油凹槽5可能并不是環(huán)形凹槽，而是呈兩端開口的部分弧形凹槽，弧形端部可用于排除潤(rùn)滑油。
[0021]以上本實(shí)用新型實(shí)施例中的活塞進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想，在不脫離本實(shí)用新型原理的情況下，還可對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種活塞，包括活塞頭部(2)和與活塞頭部(2)連接的活塞裙部(4);所述活塞頭部上具有活塞環(huán)槽(3);其特征在于:所述活塞裙部(4)表面設(shè)置有儲(chǔ)油凹槽(5); 所述儲(chǔ)油凹槽(5)平行于所述活塞環(huán)槽(3); 所述儲(chǔ)油凹槽(5)為平滑過渡的曲線凹槽； 具有多個(gè)所述儲(chǔ)油凹槽(5);多個(gè)所述儲(chǔ)油凹槽(5)沿所述活塞的軸向上形成平滑過渡的正弦波結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于:所述正弦波結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)s^ 3.00mm ;所述儲(chǔ)油凹槽(5)的最大深度t彡0.50_。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于:所述活塞裙部(4)的端部具有倒角。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于:所述活塞裙部(4)為截面呈橢圓鼓形。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞，其特征在于:所述活塞裙部(4)的最大外圓點(diǎn)在波峰上。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種活塞，包括活塞頭部和與活塞頭部連接的活塞裙部；所述活塞頭部上具有活塞環(huán)槽；所述活塞裙部表面設(shè)置有儲(chǔ)油凹槽。在活塞裙部表面設(shè)置儲(chǔ)油凹槽，儲(chǔ)油凹槽可存儲(chǔ)部分潤(rùn)滑油并提高活塞裙部的潤(rùn)滑效果、降低與缸套壁的接觸面積，進(jìn)而降低摩擦損耗功，提高有效功率，在爆燃?jí)毫M(jìn)一步提高情況下，減少了摩擦面積進(jìn)一步減少摩擦損耗，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。
【IPC分類】F02F3/00
【公開號(hào)】CN204961098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520563600
【發(fā)明人】余中榮, 廖君慧, 王司坤, 肖鴻飛
【申請(qǐng)人】湖南江濱機(jī)器（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日