CN101680394A - 用于内燃机的两件式活塞 - Google Patents

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CN101680394A CN200880019813A CN200880019813A CN101680394A CN 101680394 A CN101680394 A CN 101680394A CN 200880019813 A CN200880019813 A CN 200880019813A CN 200880019813 A CN200880019813 A CN 200880019813A CN 101680394 A CN101680394 A CN 101680394A
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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的两件式活塞(1)，所述活塞包括，顶部结构(2)和与所述顶部结构连接的底部结构(3)；径向向外并邻近活塞顶(4)设置的、环绕的、封闭的冷却道(9)；所述冷却道在底面上通过冷却道盖板(10)而形成封闭结构；两个相对设置的活塞杆(12、13)，所述两个活塞杆分别通过活塞杆连接部(14、15)而各自与所述冷却道盖板(10)连接。为了降低活塞重量并由此还避免活塞的二次运动，在所述活塞杆(12、13)的区域中设有环绕的凹槽(20)，所述凹槽在所述活塞顶一侧由所述冷却道盖板(10)限定，而在所述活塞杆一侧由所述活塞杆连接部(14、15)限定，其中，所述活塞杆连接部(14、15)在所述活塞顶一侧与所述冷却道盖板(10)的径向内部区域连接，而在所述活塞杆一侧与所述活塞杆(12、13)的顶部区域连接。

Description

用于内燃机的两件式活塞
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求所述的用于内燃机的两件式活塞。
背景技术
根据美国专利文献US 6 557 514B1，公开了一种用于内燃机的两件式活塞，该活塞包括顶部结构和底部结构。该活塞设有径向向外并接近于活塞顶的环绕的冷却道，该冷却道在活塞的一侧由顶部结构限定而在活塞杆的一侧由冷却道盖板形成封闭结构，该冷却道盖板是所述底部的一部分。在该冷却道盖板上径向向外具有两个相对设置的活塞杆，这两个活塞杆通过两个相对设置的活塞销轮毂而相互连接，其中，所述活塞销轮毂分别通过轮毂连接部各自设置在所述冷却道盖板上。现有技术公知的活塞的顶部结构和底部结构是由钢制成的。
通常情况下，包括顶部结构和底部结构的活塞用于载重汽车。因此，这种活塞通常具有相对较大的尺寸并由此而具有相对较大的重量。
发明内容
综上所述，本发明的目的是提供一种包括两部分结构并且特别用于载重汽车的活塞，使这种活塞在没有降低强度的情况下能够减轻活塞重量。
上述目的通过独立权利要求的技术特征得以实现。从属权利要求提供了能够实现本发明目的的结构方案。
据此，由于凹槽的设置而使活塞杆连接部在设有凹槽的部分呈径向向内设置，因此由于在该部分的较小半径使活塞尺寸以及由此导致的活塞重量得以减小。从而使活塞杆连接部在活塞顶一侧与所述冷却道盖板的径向内部区域连接，而且活塞的强度得以保持，并且还进一步避免了活塞的二次运动。
附图说明
接下来根据附图对本发明的一个实施例进行说明。图中示出了：
图1为包括顶部结构和底部结构的冷却道活塞的截面示意图，其中活塞分两部分示出，而且活塞在底部的冷却道盖板和活塞杆顶部区域之间具有凹槽，并且该凹槽还位于轮毂连接部的区域中。
附图标记说明
h          轴向尺寸
1          活塞
2          活塞1的顶部结构
3          活塞1的底部结构
4          活塞顶
5          活塞顶凹坑
6          活塞环区
7、7′、8  导槽
9          冷却道
10         冷却道盖板
11         开口部
12、13     活塞杆
14、15     活塞杆连接部
16、17     活塞销轮毂
18、19     轮毂连接部
20         凹槽
21、22     接触区域
23         活塞轴
24         凹槽
25         凸缘
具体实施方式
图1示出了活塞1的截面图，其中，该活塞包括顶部结构2和底部结构3。顶部结构2形成活塞顶4，在该活塞顶中成型有活塞顶凹坑5。活塞1在邻近活塞顶4的位置上径向向外设有环绕的活塞环区6，该活塞环区设有导槽7、7′、8，这些导槽用于容纳未在图中示出的活塞环，其中，导槽7、7′在活塞1的顶部结构2中成型。
顶部结构2在活塞顶一侧限定出一条封闭的径向向外环绕的冷却道9，该冷却道在远离活塞顶的底面通过冷却道盖板10而形成封闭结构，冷却道盖板10是底部结构3的一部分，并且该冷却道盖板设有开口部11，该开口部用于将冷却液导入到冷却道9中；该冷却道盖板还设有另一个未在图中示出的开口部，该另一个开口部用于将冷却液从冷却道9中排出。在冷却道盖板10上，于活塞顶的一侧径向向外设有一个向上延伸的凸缘25，在该凸缘径向向外的方向上形成有活塞环区6的导槽8，该导槽用于容纳未在图中示出的刮油环。
底部结构3进一步还设有两个相对设置的活塞杆12、13，从截面图的右半侧截面图中可见，这部分截面图是在平行于活塞1的受压-逆受压方向上，其中示出了活塞杆12的截面图；从截面图的左半侧截面图中可见，这部分截面图是在垂直于右半侧截面的截面方向上，其中示出了活塞杆13的俯视图。
活塞杆12、13分别通过活塞杆连接部14、15而各自与底部结构上的冷却道盖板10连接。活塞杆12、13通过两个活塞销轮毂16、17而相互连接，这两个活塞销轮毂相对设置并且分别通过轮毂连接部18、19而各自设置在冷却道盖板10上。由此，经过活塞1的周围，活塞杆连接部14、15无缝地过渡到轮毂连接部18、19中。
活塞1在各个活塞杆12、13和活塞环区6之间设有凹槽20，该凹槽在活塞顶一侧由冷却道盖板10限定，而在活塞杆一侧由活塞杆连接部14、15限定，其中，活塞杆连接部14、15的顶面与冷却道盖板10径向向内的区域连接。由此实现了，活塞杆连接部14、15在活塞杆12、13的区域上至少形成近似截锥体的结构，并且在该区域上与活塞轴23形成的夹角α大约为45°。位于活塞杆12、13的顶面和活塞环区6的底面之间的凹槽20的最大轴向尺寸h大体上对应于活塞环区6的底面和活塞顶4的表面之间的尺寸。
此外，在轮毂连接部18、19中径向向外成型有截面呈圆弓形的凹槽24，该圆弓形凹槽逐渐过渡到设置在活塞杆12、13区域上的凹槽20中。凹槽20能够进一步减轻活塞重量。
活塞1的顶部结构2和底部结构3能够由铸铁或钢制成，或者由诸如铝或镁的轻金属制成。具有优势地，使直接承受燃烧气体的顶部结构2由钢制成，而为了减轻重量而使底部结构3由铝制成。顶部结构2和底部结构3通过环形的接触区域21和22采用焊接的方式连接在一起，例如采用摩擦焊接或采用硬焊料焊接。还可以将顶部结构2与底部结构3螺合连接在一起。

Claims (4)

1.一种活塞(1)，该活塞包括两部分结构并用于内燃机，所述活塞包括，
-顶部结构(2)和与所述顶部结构连接的底部结构(3)；
-由所述顶部结构(2)形成的活塞顶(4)和径向向外设置在所述活塞顶(4)上的活塞环区(6)；
-径向向外并邻近所述活塞顶(4)设置的、环绕的、封闭的冷却道(9)；
-其中，所述冷却道(4)面向所述活塞顶的顶部结构区域由所述顶部结构(2)来限定；
-其中，所述冷却道(4)在底面上通过冷却道盖板(10)而形成封闭结构，所述冷却道盖板是所述底部结构(3)的一部分；
-两个相对设置的活塞杆(12、13)，所述两个活塞杆分别通过活塞杆连接部(14、15)而各自与所述冷却道盖板(10)连接；
-两个相对设置的活塞销轮毂(16、17)，所述两个活塞销轮毂分别通过轮毂连接部(18、19)而各自与所述冷却道盖板(10)连接，所述两个活塞销轮毂使所述活塞杆(12、13)相互连接；
-其中，经过所述活塞(1)的周围，所述活塞杆连接部(14、15)无缝地过渡到所述轮毂连接部(18、19)中；
其特征在于，
在所述活塞杆(12、13)的区域中设有环绕的凹槽(20)，所述凹槽在所述活塞顶一侧由所述冷却道盖板(10)限定，而在所述活塞杆一侧由所述活塞杆连接部(14、15)限定，其中，所述活塞杆连接部(14、15)在所述活塞顶一侧与所述冷却道盖板(10)的径向内部区域连接，而在所述活塞杆一侧与所述活塞杆(12、13)的顶部区域连接。
2.根据权利要求1所述的活塞(1)，其特征在于，在所述轮毂连接部(18、19)的区域上环绕有截面呈圆弓形的凹槽(24)，该圆弓形凹槽逐渐过渡到设置在所述活塞杆(12、13)区域上的凹槽(20)中。
3.根据权利要求1或2所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞杆连接部(14、15)在所述活塞杆(12、13)的区域上至少形成近似截锥体的结构，并且在该区域上与活塞轴(23)形成的夹角(α)大约为45°。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的活塞(1)，其特征在于，位于所述活塞杆(12、13)的顶面和所述活塞环区(6)的底面之间的所述凹槽(20)的最大轴向尺寸(h)大体上对应于所述活塞环区(6)的底面和所述活塞顶(4)的表面之间的尺寸。
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