CN109026427A - 新型锻钢活塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型锻钢活塞，包括配合设置的活塞头部、活塞裙部和活塞销座，新型锻钢活塞还包括：栅网结构，设于活塞头部的下方，构成活塞裙部；活塞环槽，套设于活塞头部外侧面上；燃烧室，设于活塞头部向内的凹槽内。通过本发明的技术方案，不但降低了活塞质量、增大了散热面积、增强了冷却效果，更有效地降低了活塞裙部与缸套接触面积，有效降低了摩擦损失。

Description

新型锻钢活塞

技术领域

本发明涉及活塞技术领域，具体而言，涉及一种新型锻钢活塞。

背景技术

随着发动机的日益发展，发动机活塞承受的机械负荷和热负荷也越来越高，发动机轻量化、低摩擦以及零部件的强度得到企业的高度重视。钢活塞具有强度高、热膨胀小、噪声低等优点而被广泛应用，如何降低钢活塞重量、减小活塞摩擦、降低活塞工作温度成为亟待解决的问题。

相关技术中，通常采用在活塞顶部加工成型内冷油腔或者通过激光焊接或摩擦焊接的方式形成传统冷却油腔，使用机油来强制喷油冷却的方式来降低活塞工作温度，存在以下技术缺陷：

(1)钢活塞虽然强度高，但重量较大。

(2)冷却油腔加工工艺性较差，加工难度大、效率低、成本高。

(3)内冷油腔冷却方式主要依靠高压机油从安装于缸体上的冷却喷嘴喷出，在活塞下止点时喷入到内冷油腔进口，由于喷嘴与内冷油腔不是封闭连接，进油效率不高。

(4)通过焊接的钢活塞在焊接部位容易形成飞边，堵塞内冷油腔，若内冷油腔顶部温度过高会导致机油结焦，长时间结焦积累容易堵塞内冷油腔，易导致冷却故障，从而进一步造成活塞顶部温度升高，导致活塞出现开裂失效。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种新型锻钢活塞。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种新型锻钢活塞，包括配合设置的活塞头部、活塞裙部和活塞销座，新型锻钢活塞还包括：栅网结构，设于活塞头部的下方，构成活塞裙部；活塞环槽，套设于活塞头部外侧面上；燃烧室，设于活塞头部向内的凹槽内。

本方案中，通过设于活塞头部的下方的栅网结构，构成活塞裙部，能够利用自身的结构进行有效散热冷却，增大了散热面积，增强了冷却效果，有效降低了活塞裙部与缸套的接触面积，有效降低了摩擦损失，而且无需设计内冷油腔，加工方便，同时减小了活塞的整体重量，提升了活塞的整体性能，通过套设于活塞头部外侧面上的活塞环槽，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗，通过设于活塞头部向内的凹槽内的燃烧室，有利于实现燃料的有效燃烧，实现活塞的功能，本发明提出的新型锻钢活塞可以整体锻造成型，也可以数控铣削制造，加工制造方便简单，无需焊接，降低了成本。

具体地，栅网结构根据活塞尺寸及活塞温度场变化确定，活塞采用飞溅式冷却，无需设计内冷油腔，有效避免了内冷油腔加工难、效率低、成本高的问题。

优选地，栅网结构包括：多个相邻设置的栅片，栅片成阵列均匀分布。

本方案中，通过多个相邻设置的栅片成阵列均匀分布构成栅网结构，在提升散热面积的同时，也降低了活塞的重量，不同位置的栅片的长度可以适应性调整。

优选地，栅网结构包括：多个相邻设置的栅片，分布于燃烧室底部的栅片密度大于分布于除燃烧室底部外的其他位置的栅片密度。

本方案中，通过分布于燃烧室底部的栅片密度大于分布于除燃烧室底部外的其他位置的栅片密度，在降低了活塞的重量的同时，使得温度高的地方散热面积大，进一步提升了散热效果，不同位置的栅片的长度可以适应性调整。

优选地，栅片包括但不限于长条形、圆柱形、平行四边形、梯形。

优选地，活塞环槽包括两道气环槽和一道油环槽，由顶部至下依次为气环槽、气环槽、油环槽。

本方案中，通过活塞环槽包括两道气环槽和一道油环槽，由顶部至下依次为气环槽、气环槽、油环槽，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗。

优选地，活塞销座上设有活塞销孔，新型锻钢活塞还包括：储油槽，设于活塞销孔的顶部上方；油孔，设于活塞销孔的顶部下方，油孔与储油槽配合设置，其中，储油槽将接收到的润滑油沿着油孔输送至活塞销孔的内部。

本方案中，通过设于活塞销孔的顶部上方的储油槽可以接收飞溅或流过来的润滑油，通过设于活塞销孔的顶部下方的油孔可以与储油槽配合，将储油槽接收到的润滑油输送到活塞销孔的内部，有利于活塞销孔与活塞销之间的润滑，降低因润滑度不够而导致的活塞销孔咬合风险。

优选地，油孔为四个，油孔的中心垂直于活塞销孔的轴线，且位于活塞销座的顶部圆柱面上，四个油孔的中心关于新型锻钢活塞的中心对称。

本方案中，通过油孔为四个，油孔的中心垂直于活塞销孔的轴线，且位于活塞销座的顶部圆柱面上，四个油孔的中心关于新型锻钢活塞的中心对称，有效保障了活塞销孔的润滑，而且减少了润滑油的不必要的浪费。

优选地，活塞销孔为双异形销孔，活塞销孔的中心线与新型锻钢活塞的轴线垂直。

通过以上技术方案，新型锻钢活塞采用栅网结构不但降低了活塞质量、增大了散热面积、增强了冷却效果，更有效地降低了活塞裙部与缸套接触面积，有效降低了摩擦损失，新型锻钢活塞采用飞溅式冷却，无需设计内冷油腔，有效避免了内冷油腔加工难、效率低、成本高的问题，同时有效降低了活塞的压缩高度，使得活塞结构更加紧凑、轻量化，除此之外，整体发动机无喷油设计可以有效降低功率损耗，提升发动机的动力性能，也有利于改善发动机的排放性能。通过设计储油槽，可以将飞溅或流过来的润滑油沿着油孔进入到活塞销孔内部，有利于活塞销孔与活塞销之间的润滑，降低因润滑度不够而导致的活塞销孔咬合风险。新型锻钢活塞可以整体锻造成型，也可以数控铣削制造，加工制造方便简单，无需焊接，降低了成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的新型锻钢活塞的结构示意图；

图2示出了图1中的新型锻钢活塞的正视图；

图3示出了图1中的新型锻钢活塞的侧视图；

图4示出了图1中的新型锻钢活塞的立体剖视图，

其中，图1至图4中附图标记与部件之间的对应关系为：

102活塞头部，104活塞裙部，106活塞销座，108栅网结构，110活塞环槽，112燃烧室，114活塞销孔，116储油槽，118油孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图4对根据本发明的实施例的新型锻钢活塞进行具体说明。

如图1至图4所示，新型锻钢活塞，包括配合设置的活塞头部102、活塞裙部104和活塞销座106，新型锻钢活塞还包括：栅网结构108，设于活塞头部102的下方，构成活塞裙部104；活塞环槽110，套设于活塞头部102外侧面上；燃烧室112，设于活塞头部102向内的凹槽内。

本实施例中，通过设于活塞头部102的下方的栅网结构108，构成活塞裙部104，能够利用自身的结构进行有效散热冷却，增大了散热面积，增强了冷却效果，有效降低了活塞裙部104与缸套的接触面积，有效降低了摩擦损失，而且无需设计内冷油腔，加工方便，同时减小了活塞的整体重量，提升了活塞的整体性能，通过套设于活塞头部102外侧面上的活塞环槽110，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗，通过设于活塞头部102向内的凹槽内的燃烧室112，有利于实现燃料的有效燃烧，实现活塞的功能，本发明提出的新型锻钢活塞可以整体锻造成型，也可以数控铣削制造，加工制造方便简单，无需焊接，降低了成本。

具体地，栅网结构108根据活塞尺寸及活塞温度场变化确定，活塞采用飞溅式冷却，无需设计内冷油腔，有效避免了内冷油腔加工难、效率低、成本高的问题。

栅网结构108包括：多个相邻设置的栅片，栅片成阵列均匀分布。

本实施例中，通过多个相邻设置的栅片成阵列均匀分布构成栅网结构108，在提升散热面积的同时，也降低了活塞的重量，不同位置的栅片的长度可以适应性调整。

如图1至图4所示，栅网结构108包括：多个相邻设置的栅片，分布于燃烧室112底部的栅片密度大于分布于除燃烧室112底部外的其他位置的栅片密度。

本实施例中，通过分布于燃烧室112底部的栅片密度大于分布于除燃烧室112底部外的其他位置的栅片密度，在降低了活塞的重量的同时，使得温度高的地方散热面积大，进一步提升了散热效果，不同位置的栅片的长度可以适应性调整。

栅片包括但不限于长条形、圆柱形、平行四边形、梯形。

如图1至图4所示，活塞环槽110包括两道气环槽和一道油环槽，由顶部至下依次为气环槽、气环槽、油环槽。

本实施例中，通过活塞环槽110包括两道气环槽和一道油环槽，由顶部至下依次为气环槽、气环槽、油环槽，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗。

如图1至图4所示，活塞销座106上设有活塞销孔114，新型锻钢活塞还包括：储油槽116，设于活塞销孔114的顶部上方；油孔118，设于活塞销孔114的顶部下方，油孔118与储油槽116配合设置，其中，储油槽116将接收到的润滑油沿着油孔118输送至活塞销孔114的内部。

本实施例中，通过设于活塞销孔114的顶部上方的储油槽116可以接收飞溅或流过来的润滑油，通过设于活塞销孔114的顶部下方的油孔118可以与储油槽116配合，将储油槽116接收到的润滑油输送到活塞销孔114的内部，有利于活塞销孔114与活塞销之间的润滑，降低因润滑度不够而导致的活塞销孔114咬合风险。

如图1至图4所示，油孔118为四个，油孔118的中心垂直于活塞销孔114的轴线，且位于活塞销座106的顶部圆柱面上，四个油孔118的中心关于新型锻钢活塞的中心对称。

本实施例中，通过油孔118为四个，油孔118的中心垂直于活塞销孔114的轴线，且位于活塞销座106的顶部圆柱面上，四个油孔118的中心关于新型锻钢活塞的中心对称，有效保障了活塞销孔114的润滑，而且减少了润滑油的不必要的浪费。

如图1至图4所示，活塞销孔114为双异形销孔，活塞销孔114的中心线与新型锻钢活塞的轴线垂直。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新型锻钢活塞，通过采用栅网结构不但降低了活塞质量、增大了散热面积、增强了冷却效果，更有效地降低了活塞裙部与缸套接触面积，有效降低了摩擦损失，新型锻钢活塞采用飞溅式冷却，无需设计内冷油腔，有效避免了内冷油腔加工难、效率低、成本高的问题，同时有效降低了活塞的压缩高度，使得活塞结构更加紧凑、轻量化，除此之外，整体发动机无喷油设计可以有效降低功率损耗，提升发动机的动力性能，也有利于改善发动机的排放性能。通过设计储油槽，可以将飞溅或流过来的润滑油沿着油孔进入到活塞销孔内部，有利于活塞销孔与活塞销之间的润滑，降低因润滑度不够而导致的活塞销孔咬合风险。新型锻钢活塞可以整体锻造成型，也可以数控铣削制造，加工制造方便简单，无需焊接，降低了成本。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型锻钢活塞，包括配合设置的活塞头部、活塞裙部和活塞销座，其特征在于，所述新型锻钢活塞还包括：

栅网结构，设于所述活塞头部的下方，构成所述活塞裙部；

活塞环槽，套设于所述活塞头部外侧面上；

燃烧室，设于所述活塞头部向内的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的新型锻钢活塞，其特征在于，所述栅网结构包括：

多个相邻设置的栅片，所述栅片成阵列均匀分布。

3.根据权利要求1所述的新型锻钢活塞，其特征在于，所述栅网结构包括：

多个相邻设置的栅片，分布于所述燃烧室底部的栅片密度大于分布于除所述燃烧室底部外的其他位置的栅片密度。

4.根据权利要求2或3所述的新型锻钢活塞，其特征在于，

所述栅片包括但不限于长条形、圆柱形、平行四边形、梯形。

5.根据权利要求4所述的新型锻钢活塞，其特征在于，

所述活塞环槽包括两道气环槽和一道油环槽，由顶部至下依次为气环槽、气环槽、油环槽。

6.根据权利要求5所述的新型锻钢活塞，其特征在于，

所述活塞销座上设有活塞销孔，

所述新型锻钢活塞还包括：

储油槽，设于所述活塞销孔的顶部上方；

油孔，设于所述活塞销孔的顶部下方，所述油孔与所述储油槽配合设置，

其中，所述储油槽将接收到的润滑油沿着所述油孔输送至所述活塞销孔的内部。

7.根据权利要求6所述的新型锻钢活塞，其特征在于，

所述油孔为四个，所述油孔的中心垂直于所述活塞销孔的轴线，且位于所述活塞销座的顶部圆柱面上，四个所述油孔的中心关于所述新型锻钢活塞的中心对称。

8.根据权利要求7所述的新型锻钢活塞，其特征在于，

所述活塞销孔为双异形销孔，所述活塞销孔的中心线与所述新型锻钢活塞的轴线垂直。