CN105756801A - 一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞 - Google Patents

一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞 Download PDF

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Abstract

一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，涉及活塞。一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，包括活塞主体，活塞主体包括一活塞头部，活塞头部的外壁上设有三道环槽，由活塞头部自顶端往下依次为第一环槽、第二环槽、第三环槽，活塞主体还包括一呈“m”型的铸铁圈，铸铁圈嵌入活塞头部，且开口朝外，以铸铁圈位于上方的开口作为第一环槽，以铸铁圈位于下方的开口作为第二环槽；铸铁圈是由奥氏体铸铁构成的奥氏体铸铁圈；活塞头部还设有内冷油道。本发明极大的提高一环岸的承压能力，即使环岸高度不变，环岸能承受的爆发压力也远远超过普通的带铸铁圈的汽油机活塞，接近钢活塞的水平(可承受20MPa的爆压)。

Description

一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞
技术领域
本发明涉及发动机领域，具体涉及活塞。
背景技术
汽车活塞好比汽车发动机的中枢部位，在发动机启动时候占了极其重要的地位。汽车活塞一方面用来承受气体压力，并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转；另一方面活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
现有及正在开发的汽油机中发动机爆压达到或超过12MPa的越来越多，由此也更多地遇到爆震或者超级爆震(16-28MPa)，在现有的活塞中虽然已经有铸铁圈，但仍然有环岸从铸铁圈处开裂甚至断裂的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，包括活塞主体，所述活塞主体包括一活塞头部，所述活塞头部的外壁上设有三道环槽，由活塞头部自顶端往下依次为第一环槽、第二环槽、第三环槽，其特征在于，所述活塞主体还包括一呈“m”型的铸铁圈，所述铸铁圈嵌入所述活塞头部，且开口朝外，以所述铸铁圈位于上方的开口作为第一环槽，以所述铸铁圈位于下方的开口作为第二环槽；
所述铸铁圈是由奥氏体铸铁构成的奥氏体铸铁圈；
所述活塞头部还设有内冷油道。
本发明极大的提高一环岸的承压能力，即使环岸高度不变，环岸能承受的爆发压力也远远超过普通的带铸铁圈的汽油机活塞，接近钢活塞的水平(可承受20MPa的爆压)。另一方面，在现有发动机技术水平上也大幅提升了活塞承受爆震的能力，但是随着发动机功率的增加，活塞的热负荷越来越大，导致活塞的整体温度明显偏高，采用内冷油道可以极大的降低活塞整体的温度。这是因为冷却油在油道内振荡吸热，然后快速带出油道，使得环槽、环岸、销座吸收的热量减少，又使得活塞从顶部吸收的热量能快速被冷却油带走。
所述铸铁圈的下端面与所述第三环槽的上端面的距离不大于5mm，且不小于1mm。保证活塞的承爆力。
所述活塞主体上设有销座，所述销座近活塞主体中心侧为销座端面，所述销座端面通过连通通道与所述冷却油道相连；
所述销座的内部设有销孔，所述活塞主体内部开设有至少两个回油孔，所述回油孔的一端与所述销孔联通，所述回油孔的另一端与所述第三环槽联通。
通过所述连通通道，使得冷却油道内的润滑机油在惯性作用下被喷射到连杆与销的表面上，并进入两者的间隙，产生润滑作用；从而减小摩擦力，降低摩擦功耗和磨损，增加寿命。从而使得油环刮下来的机油得以直接进入销孔提供润滑；这使得销孔的润滑大大得以增强，增加了销孔的抗咬合能力，同时因为机油被强制进入销孔，可以减小销孔与销的配合间隙，降低了销与销孔的撞击噪声。
所述活塞主体还包括一活塞下部，所述活塞头部与所述活塞下部固定连接围成所述内冷油道；
所述活塞头部设有一开口向下的槽体，所述活塞下部设有一开口向上的槽体。
便于内冷油道的成型。
本发明通过活塞头部与活塞下部设有两个连接处，便于实现两者的连接性。
所述活塞头部设有一与所述铸铁圈外轮廓配套的凹槽，所述凹槽位于所述第三环槽的上方，所述铸铁圈固定在所述凹槽内。所述铸铁圈与所述凹槽之间可以通过铸造的方式固定在一起，例如重力浇铸或压力浇铸。
为了使所述铸铁圈与所述凹槽连接牢固，防止铸铁圈晃动或异位，所述铸铁圈至少在靠近所述凹槽的外侧壁上设有与所述凹槽用防滑件配套的铸铁用防滑件。
作为一种优选方案，所述凹槽用防滑件为条状凸起，所述铸铁用防滑件为条状凹槽。
作为另一种优选方案，所述凹槽用防滑件为生成在凹槽上的条状凸起，所述铸铁用防滑件为生成在所述铸铁圈上的条状凸起。
所述活塞主体为一汽油机活塞主体，所述汽油机活塞主体的活塞头部顶端设有一凹坑。
汽油机活塞主体优选铝质活塞主体，以降低成本。
附图说明
图1为本发明的活塞的部分结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1，一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，包括活塞主体1，活塞主体1包括一活塞头部，活塞头部的外壁上设有三道环槽，由活塞头部自顶端往下依次为第一环槽、第二环槽、第三环槽，活塞主体1还包括一呈“m”型的铸铁圈2，铸铁圈2嵌入活塞头部，且开口朝外，以铸铁圈2位于上方的开口作为第一环槽，以铸铁圈2位于下方的开口作为第二环槽；铸铁圈2是由奥氏体铸铁构成的奥氏体铸铁圈2；活塞头部还设有内冷油道3。本发明极大的提高一环岸的承压能力，即使环岸高度不变，环岸能承受的爆发压力也远远超过普通的带铸铁圈2的汽油机活塞，接近钢活塞的水平(可承受20MPa的爆压)。另一方面，在现有发动机技术水平上也大幅提升了活塞承受爆震的能力，但是随着发动机功率的增加，活塞的热负荷越来越大，导致活塞的整体温度明显偏高，采用内冷油道3可以极大的降低活塞整体的温度。这是因为冷却油在油道内振荡吸热，然后快速带出油道，使得环槽、环岸、销座吸收的热量减少，又使得活塞从顶部吸收的热量能快速被冷却油带走。铸铁圈的下端面与第三环槽的上端面的距离不大于5mm，且不小于1mm。保证活塞的承爆力。
活塞主体1上设有销座，销座近活塞主体1中心侧为销座端面，销座端面通过连通通道与冷却油道相连；销座的内部设有销孔，活塞主体1内部开设有至少两个回油孔，回油孔的一端与销孔联通，回油孔的另一端与第三环槽联通。通过连通通道，使得冷却油道内的润滑机油在惯性作用下被喷射到连杆与销的表面上，并进入两者的间隙，产生润滑作用；从而减小摩擦力，降低摩擦功耗和磨损，增加寿命。从而使得油环刮下来的机油得以直接进入销孔提供润滑；这使得销孔的润滑大大得以增强，增加了销孔的抗咬合能力，同时因为机油被强制进入销孔，可以减小销孔与销的配合间隙，降低了销与销孔的撞击噪声。回油孔的导流方向为倾斜向下，且回流孔的倾斜角度与水平面的夹角呈30°～40°。至少两个回油孔的倾斜角度一致，且相邻的回油孔的夹角相等。便于实现回油均匀性。
活塞主体1还包括一活塞下部，活塞头部与活塞下部固定连接围成内冷油道3；活塞头部设有一开口向下的槽体，活塞下部设有一开口向上的槽体。便于内冷油道3的成型。本发明通过活塞头部与活塞下部设有两个连接处，便于实现两者的连接性。
活塞头部设有一与铸铁圈2外轮廓配套的凹槽，凹槽位于第三环槽的上方，铸铁圈2固定在凹槽内。铸铁圈2与凹槽之间可以通过铸造的方式固定在一起，例如重力浇铸或压力浇铸。为了使铸铁圈2与凹槽连接牢固，防止铸铁圈2晃动或异位，铸铁圈2至少在靠近凹槽的外侧壁上设有与凹槽用防滑件配套的铸铁用防滑件。
作为一种优选方案，凹槽用防滑件为条状凸起，铸铁用防滑件为条状凹槽。作为另一种优选方案，凹槽用防滑件为生成在凹槽上的条状凸起，铸铁用防滑件为生成在铸铁圈2上的条状凸起。
活塞主体1为一汽油机活塞主体1，汽油机活塞主体1的活塞头部顶端设有一凹坑。汽油机活塞主体1优选铝质活塞主体1，以降低成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，包括活塞主体，所述活塞主体包括一活塞头部，所述活塞头部的外壁上设有三道环槽，由活塞头部自顶端往下依次为第一环槽、第二环槽、第三环槽，其特征在于，所述活塞主体还包括一呈“m”型的铸铁圈，所述铸铁圈嵌入所述活塞头部，且开口朝外，以所述铸铁圈位于上方的开口作为第一环槽，以所述铸铁圈位于下方的开口作为第二环槽；
所述铸铁圈是由奥氏体铸铁构成的奥氏体铸铁圈；
所述活塞头部还设有内冷油道。
2.根据权利要求1所述的一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，其特征在于：所述活塞主体上设有销座，所述销座近活塞主体中心侧为销座端面，所述销座端面通过连通通道与所述冷却油道相连；
所述销座的内部设有销孔，所述活塞主体内部开设有至少两个回油孔，所述回油孔的一端与所述销孔联通，所述回油孔的另一端与所述第三环槽联通。
3.根据权利要求1所述的一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，其特征在于：所述活塞主体还包括一活塞下部，所述活塞头部与所述活塞下部固定连接围成所述内冷油道；
所述活塞头部设有一开口向下的槽体，所述活塞下部设有一开口向上的槽体。
4.根据权利要求3所述的一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，其特征在于：所述活塞头部与所述活塞下部设有两个连接处，活塞为一个整体。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，其特征在于：所述活塞头部设有一与所述铸铁圈外轮廓配套的凹槽，所述凹槽位于所述第三环槽的上方，所述铸铁圈固定在所述凹槽内。
6.根据权利要求5所述的一种适应高爆压的含双铸铁圈及内冷油道的汽油机活塞，其特征在于：所述铸铁圈至少在靠近所述凹槽的外侧壁上设有与所述凹槽用防滑件配套的铸铁用防滑件。
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