CN100339584C - 由多部分构成的内燃机冷却活塞 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的、由多部分构成的冷却活塞(1)包括活塞的上部分(2)和下部分(6)。这两部分通过螺栓(26)和螺纹孔(29)拧紧在一起，该螺栓(26)布置在活塞的上部分(2)上，而螺纹孔(29)被钻出到活塞的下部分(6)中。螺纹孔(29)布置在活塞的下部分(6)区域(31)中，该区域(31)的壁薄到这样的程度，以致当活塞的两部分拧紧在一起时，该区域(31)如板簧一样进行变形，因此不需要其它安全装置如锁紧螺母来固定装配好的活塞。

Description

由多部分构成的内燃机冷却活塞
技术领域
本发明涉及一种内燃机的、由多部分构成的冷却活塞。
背景技术
用在柴油机中的活塞可以从欧洲专利申请0604223A1中了解到，且该活塞由上部分和下部分构成。通过把螺栓插入到上部分的中心和底部中所钻出的螺孔中，把活塞的上部分拧入到活塞的下部分中来装配活塞。为了在活塞的这两部分之间得到固定接合，因此需要通过锁紧螺母来确保螺钉连接。这就产生了这样的缺点：在装配活塞时，在螺栓轴套之间只有较短的螺栓部分，因此难以把锁紧螺母拧到该较短的螺栓部分中。
发明内容
因此，本发明的目的是以这样的方式构造出由多部分构成的活塞的上部分和底部，以致在没有额外使用锁紧螺母或者任何其它固定装置的情况下，上部分可以以简单的方式安装在活塞的底部上。
根据本发明，借助一种由多部分构成的冷却活塞来实现这个目的，该活塞由活塞的上部分和下部分构成，上部分具有环形壁和环形部分，该环形部分与活塞的下部分相接合在一起以形成外环形冷却通道以及内环形冷却通道，该内环形冷却通道布置成与外冷却通道共心，活塞下部分包括箱形活塞轴，其中，两个螺栓轴套相互连接在一起，而活塞上部分在面对活塞下部分的侧部上具有螺栓，该螺栓布置成与活塞的纵向轴线共轴线。
活塞下部分在面对活塞上部分的侧部上具有螺纹孔，该螺纹孔布置成与活塞的纵向轴线共轴线，活塞下部分还包括与螺栓的螺纹相配合的阴螺纹。螺栓和螺纹孔布置成使螺栓可以拧入到螺纹孔中从而装配活塞上部分和活塞下部分。螺栓形成内冷却通道的内部限制，盖住内冷却通道的、活塞下部分的区域具有螺纹孔，并且该区域的壁薄到这样的程度，以致它可以如板簧那样进行变形。
这种方法可以实现的是，在活塞上部分拧入到活塞下部分中时，设置有螺纹钻出孔的、活塞底部的薄壁区域如板簧那样向上拱顶，因此在活塞装配之后，张紧应力施加在螺栓上。在装配好的情况下，这在活塞的上部分和下部分之间产生了固定接合。
附图说明
通过结合附图的下面详细描述使得本发明的其它目的和特征更加清楚。但是，应该知道，附图只是用作解释性的，而不是用来限制本发明的范围。
图1示出了本发明活塞的截面图，截面图的左半部是沿着螺栓方向通过活塞的半截面图，而右半部是沿着压力/逆压力方向通过活塞的半截面图。
参数符号
1活塞  2活塞的上部分  3燃烧室  4环形壁  5环形部分  6活塞的下部分7活塞轴  8螺栓轴套  9螺栓孔  10外冷却通道  11内冷却通道  12入口  13溢流通道(孔)  14排出孔  15活塞上部分2的支撑表面  16活塞下部分6的支撑表面  17支撑肋  18活塞上部分2的横截表面  19活塞下部分6的横截表面  20支撑桥接部  21内支撑部  22外支撑部  23环形壁4的凹口  24支撑桥接部20的工作面侧  25活塞1的纵向轴线  26螺栓  27螺栓26的端部  28螺纹29孔(螺纹孔)  30孔29的阴螺纹  31位于支撑肋  17之间的区域
具体实施方式
现在详细地参照附图，附图示出了由多部分构成的冷却活塞1，该活塞包括：活塞的上部分2，它具有燃烧室3和环形壁4，该环形壁4具有环形部分5；活塞的下部分6，它包括箱形活塞轴7和两个活塞轴套8，这两个活塞轴套8与活塞轴7相连接，每个活塞轴套8具有螺栓孔9，以安装在附图中没有示出的、具有螺纹的螺栓。活塞的上部分2和下部分6限制出外环形冷却通道10和内冷却通道11，该内冷却通道11布置成与外冷却通道共心。外冷却通道10具有至少一个入口12来加入冷却机油，并且通过至少一个溢流通道13与内冷却通道11相连通。溢流通道13呈孔形。在这种连接中，具有两个相互相对的溢流通道11。内冷却通道11包括至少一个排出孔14，冷却机油通过该排出孔14从内冷却通道11中排出。
上部分2通过环形支撑表面15支撑在环形支撑肋17的上支撑表面16上，该表面15布置在面对远离燃烧室3的上部分2上，并且上部分2通过横截表面18支撑在底部分6的环形支撑桥接部20的上横截表面19上，该横截表面18设置在环形壁4的下侧上。在这种连接中，支撑表面15和16形成了内部平面和水平布置的顶部或者盘形支撑部21，横截表面18和19形成了外部支撑部22，该外部支撑部水平地布置与内支撑部21共轴线，并且成形为顶部或者盘形。
支撑桥接部20呈台阶状，因此通过圆柱形凹口23进入到环形壁4的下部分的内侧，支撑部分2可以得到对中，以致当活塞的上部分和下部分装配起来时，圆柱形凹口23的内壁与支撑桥接部20的圆柱形工作面侧24产生接触。圆柱形凹口23的内径在尺寸大小上不得不比支撑桥接部20的圆柱形工作面侧24的外径大这样一个公差或者容差，以致上部分2可以安全地、没有问题地安装在下部分6上。
在面对远离燃烧室3的侧部上，上部分2具有螺栓26，该螺栓26布置在中心上并且设置成与活塞1的纵向轴线25共轴线。螺栓26的端部27设置有螺纹28。位于活塞下部分6的环形支撑肋17之间的区域31具有相对较薄的壁，其中支撑肋17与活塞的上部分2接合在一起限定出内冷却通道11。在它的中心处，区域31设置有孔29，该孔29布置成与活塞1的纵向轴线25共轴线。孔29具有与螺栓26的螺纹28相配合的阴螺纹30。
在装配活塞1时，只有上部分2的螺栓26不得不拧入到区域31的螺纹孔29中。在这个装配过程中，壁相对较薄的区域31的弹性作用是这样的，以致当活塞的上部分和下部分被拧在一起时，所述区域31如板簧一样进行变形。设置有螺纹孔29的、区域31的内部中心沿着活塞上部分2的方向成拱形。此外，螺栓26中的、没有螺纹的膨胀轴在装配过程期间进行延伸，这进一步提高了上部分2在活塞下部分6上的落座安全性。在该装配过程中，内部支撑部21的支撑表面15和16和外支撑部22的横截表面18和19相互压靠在一起，其结果是，外冷却通道10和内冷却通道11各自被密封。
装配起来的结构(它包括活塞的上部分和下部分)的强度以这样的方式进一步提高到这样的程度，以致不需要辅助螺母或者锁紧螺母来得到永久的装配。实验表明，在任何可能的工作情况下可以确保活塞的上述两个部分具有足够预张紧力。活塞的上部分2包括防氧化和/或防热的材料。典型地，使用铬含量≥4％的钢种，该钢种是从根据DIN EN10027-2(钢组标号1.4x xx)的耐化学性质的钢种如不锈钢、耐高温或者耐热钢种的材料组中选择出来，及从合金工具钢种如合金的、热量可工作的钢种的材料组中选择出来的钢种。
优选地，下部分6由淀积硬化铁素体-珠光体钢或者热处理钢构成，因此，通常使用钢种38MnVS6或者42CrMo4(根据德国钢/铁的技术要求101)。
相应地，尽管只示出和描述了本发明的一个实施例，但是显而易见的是，在没有脱离本发明的精神实质和范围的情况下可以进行许多改变和改进。

Claims (1)

1.一种用于内燃机的、由多部分构成的冷却活塞(1)，该活塞包括：
上部分(2)，其具有环形部分(5)和环形壁(4)；
下部分(6)，其与上部分(2)相接合在一起以形成外环形冷却通道(10)和内环形冷却通道(11)，该内环形冷却通道布置成与外冷却通道共心，所述下部分(6)包括箱形活塞轴(7)，其中，两个螺栓轴套(8)相互连接在一起，
螺栓(26)，其布置成与活塞(1)的纵向轴线(25)共轴线，并且设置在面对下部分(6)的上部分(2)侧部上，其中螺栓形成了内冷却通道的内部限制；及
螺纹孔(29)，其布置成与活塞(1)的纵向轴线(25)共轴线，并且设置在盖住内冷却通道(11)并且面对上部分(2)的下部分(6)的区域(31)中，所述区域(31)的壁薄到这样的程度，以致它可以如板簧那样进行变形，所述螺纹孔(29)具有与螺栓(26)的螺纹(28)相配合的阴螺纹(30)，
其特征在于，螺栓(26)和螺纹孔(29)如此布置，以致螺栓(26)拧入到螺纹孔(29)中，以装配上部分(2)和下部分(6)。
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