CN109184937B - 钢活塞 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢活塞，包括：配合设置的活塞本体和活塞销座，活塞本体的内腔设有第一螺纹，活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹相互配合，活塞本体与活塞销座通过第一螺纹与第二螺纹连接，活塞本体与活塞销座的上部形成封闭的内冷油腔。通过本发明的技术方案，无需焊接，加工制造方便，生产效率高，而且内冷油腔不易堵塞，有效保障了内冷油腔的冷却效果，内冷油腔不易积碳，减少了活塞开裂失效等现象的发生，而且活塞设计自由度受限小，活塞总体重量可相对较轻，整体上有利于提升活塞的质量，而且有效提升了活塞的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及活塞技术领域，具体而言，涉及一种钢活塞。
背景技术
随着高功率、低油耗、低排放的发展趋势，柴油机将承受更大爆发压力，进而活塞所承受的机械负荷和热负荷也越来越高，对活塞的性能提出了更高的要求。传统的铝合金活塞已难以满足可靠性要求，而钢活塞因具有强度高，热膨胀小等优点而被广泛应用且呈现高速发展的势头。
相关技术中，可用于装机使用的钢活塞结构主要有一体式锻钢结构活塞，存在以下技术缺陷：
一体式锻钢结构活塞主要是利用钢片封闭内冷油腔或者采用摩擦焊、激光焊、钎焊等焊接技术将活塞焊接成完整的锻钢活塞，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，影响内冷油腔的冷却效果，同时在活塞使用一段时间之后，内冷油腔内容易产生积碳，且不易排出，积碳会对传热及冷却产生影响，容易导致活塞高温，超过钢材料的疲劳极限，容易导致活塞出现开裂失效；另外，受结构所限焊缝不好布置，为了给焊缝预留空间，需要牺牲活塞总体重量，而且需要考虑焊接工艺的可实现性，对活塞设计自由度限制较大。
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钢活塞。
为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种钢活塞，包括：配合设置的活塞本体和活塞销座，活塞本体的内腔设有第一螺纹，活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹相互配合，活塞本体与活塞销座通过第一螺纹与第二螺纹连接，活塞本体与活塞销座的上部形成封闭的内冷油腔。
本方案中，通过活塞本体的内腔设有第一螺纹，活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹相互配合，活塞本体与活塞销座通过第一螺纹与第二螺纹连接，从而形成封闭的内冷油腔，无需焊接，加工制造方便，生产效率高，而且内冷油腔不易堵塞，有效保障了内冷油腔的冷却效果，内冷油腔不易积碳，减少了活塞开裂失效等现象的发生，而且活塞设计自由度受限小，活塞总体重量可相对较轻，整体上有利于提升活塞的质量。
优选地，还包括：锁紧装置，设于活塞销座的底部且嵌入活塞本体的内腔中，用于固定活塞销座。
本方案中，通过设于活塞销座的底部且嵌入活塞本体的内腔中的锁紧装置，能够固定活塞销座，锁紧装置可以承受活塞运动时产生的部分往复惯性力，有利于提升活塞的使用寿命。
优选地，活塞本体包括：配合设置的环形油腔和圆锥形空腔；燃烧室，设于活塞本体顶部中间向内的凹槽内；活塞环槽，设于活塞本体顶部的外圆面上，由外圆面向内凹形成。
本方案中，通过配合设置的环形油腔和圆锥形空腔形成了内冷油腔的空间，可以实现有效散热冷却，圆锥形空腔在实现有效散热冷却的同时，减少了占用空间，有利于减小活塞总体体积和重量，通过设于活塞本体顶部中间向内的凹槽内燃烧室，有利于实现燃料的有效燃烧，实现活塞的功能，而且加工制造方便，通过设于活塞本体顶部的外圆面上，由外圆面向内凹形成的活塞环槽，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗。
优选地，活塞销座包括：活塞销孔，活塞销孔的中心轴线与钢活塞的中轴线垂直；油孔，设于活塞销座的上部圆柱面上，油孔的中心轴线与活塞销孔的中心轴线垂直，油孔与内冷油腔贯通；进油孔，设于活塞销孔的一侧，进油孔的中心轴线与活塞销孔的中心轴线呈夹角，进油孔与环形油腔贯通；出油孔，设于活塞销孔的另一侧，出油孔的中心位置处于垂直于所述活塞销孔方向的活塞销座长轴线上，出油孔与环形油腔贯通。
本方案中，通过设于活塞销座的上部圆柱面上的油孔，油孔的中心轴线与活塞销孔的中心轴线垂直，油孔与内冷油腔贯通，可以将部分润滑油导入活塞销孔起到一定的润滑作用，有利于活塞销孔与活塞销之间的配合运动，进一步提升了活塞的整体使用寿命，通过设于活塞销孔的一侧的进油孔以及设于活塞销孔的另一侧的出油孔，进油孔、出油孔都与环形油腔贯通，实现了内燃机用钢活塞的进油和出油，在提升活塞整体抗压性能的同时，保障了内冷油腔的有效运行，散热冷却。
优选地，活塞销孔为双异形销孔。
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，活塞本体与活塞销座均为合金钢件。
本方案中，通过活塞本体与活塞销座均为合金钢件均为合金钢件，使得活塞整体的强度高，热膨胀小，进一步提升了抗压性能，进一步提升了活塞整体的可靠性和使用寿命。
通过以上技术方案，在活塞本体的内腔设有第一螺纹，活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹相互配合，活塞本体与活塞销座通过第一螺纹与第二螺纹连接，从而形成封闭的内冷油腔，以及设置锁紧装置，无需焊接，加工制造方便，生产效率高，而且内冷油腔不易堵塞，有效保障了内冷油腔的冷却效果，内冷油腔不易积碳，减少了活塞开裂失效等现象的发生，而且活塞设计自由度受限小，活塞总体重量可相对较轻，整体上有利于提升活塞的质量，而且有效提升了活塞的使用寿命。
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钢活塞的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的钢活塞的结构示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的钢活塞的俯视示意图，
其中，图1至图3中附图标记与部件之间的对应关系为：
10活塞本体，102第一螺纹，104环形油腔，106圆锥形空腔，108燃烧室，110活塞环槽，20活塞销座，202第二螺纹，204活塞销孔，206油孔，208出油孔，210进油孔，30锁紧装置。
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3对根据本发明的实施例的钢活塞进行具体说明。
如图1至图3所示，根据本发明的实施例的钢活塞，包括：配合设置的活塞本体10和活塞销座20，活塞本体10的内腔设有第一螺纹102，活塞销座20的上部外周面设有第二螺纹202，第一螺纹102与第二螺纹202相互配合，活塞本体10与活塞销座20通过第一螺纹102与第二螺纹202连接，活塞本体10与活塞销座20的上部形成封闭的内冷油腔。
本实施例中，通过活塞本体10的内腔设有第一螺纹102，活塞销座20的上部外周面设有第二螺纹202，第一螺纹102与第二螺纹202相互配合，活塞本体10与活塞销座20通过第一螺纹102与第二螺纹202连接，从而形成封闭的内冷油腔，无需焊接，加工制造方便，生产效率高，而且内冷油腔不易堵塞，有效保障了内冷油腔的冷却效果，内冷油腔不易积碳，减少了活塞开裂失效等现象的发生，而且活塞设计自由度受限小，活塞总体重量可相对较轻，整体上有利于提升活塞的质量。
如图2所示，钢活塞还包括：锁紧装置30，设于活塞销座20的底部且嵌入活塞本体10的内腔中，用于固定活塞销座20。
本实施例中，通过设于活塞销座20的底部且嵌入活塞本体10的内腔中的锁紧装置30，能够固定活塞销座20，锁紧装置30可以承受活塞运动时产生的部分往复惯性力，有利于提升活塞的使用寿命。
如图1和图2所示，活塞本体10包括：配合设置的环形油腔104和圆锥形空腔106；燃烧室108，设于活塞本体10顶部中间向内的凹槽内；活塞环槽110，设于活塞本体10顶部的外圆面上，由外圆面向内凹形成。
本实施例中，通过配合设置的环形油腔104和圆锥形空腔106形成了内冷油腔的空间，可以实现有效散热冷却，圆锥形空腔106在实现有效散热冷却的同时，减少了占用空间，有利于减小活塞总体体积和重量，通过设于活塞本体10顶部中间向内的凹槽内燃烧室108，有利于实现燃料的有效燃烧，实现活塞的功能，而且加工制造方便，通过设于活塞本体10顶部的外圆面上，由外圆面向内凹形成的活塞环槽110，有利于刮除缸壁上的润滑油，降低润滑油的损耗。
如图2和图3所示，活塞销座20包括：活塞销孔204，活塞销孔204的中心轴线与钢活塞的中轴线垂直；油孔206，设于活塞销座20的上部圆柱面上，油孔206的中心轴线与活塞销孔204的中心轴线垂直，油孔206与内冷油腔贯通；进油孔210，设于活塞销孔204的一侧，进油孔210的中心轴线与活塞销孔204的中心轴线呈夹角，进油孔210与环形油腔104贯通；出油孔208，设于活塞销孔204的另一侧，出油孔208的中心位置处于垂直于所述活塞销孔方向的活塞销座长轴线上，出油孔208与环形油腔104贯通。
本实施例中，通过设于活塞销座20的上部圆柱面上的油孔206，油孔206的中心轴线与活塞销孔204的中心轴线垂直，油孔206与内冷油腔贯通，可以将部分润滑油导入活塞销孔204起到一定的润滑作用，有利于活塞销孔204与活塞销之间的配合运动，进一步提升了活塞的整体使用寿命，通过设于活塞销孔204的一侧的进油孔210以及设于活塞销孔204的另一侧的出油孔208，进油孔210、出油孔208都与环形油腔104贯通，实现了内燃机用钢活塞的进油和出油，在提升活塞整体抗压性能的同时，保障了内冷油腔的有效运行，散热冷却。
活塞销孔204为双异形销孔。
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。
活塞本体10与活塞销座20均为合金钢件。
本实施例中，通过活塞本体10与活塞销座20均为合金钢件均为合金钢件，使得活塞整体的强度高，热膨胀小，进一步提升了抗压性能，进一步提升了活塞整体的可靠性和使用寿命。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种钢活塞，通过在活塞本体的内腔设有第一螺纹，活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，第一螺纹与第二螺纹相互配合，活塞本体与活塞销座通过第一螺纹与第二螺纹连接，从而形成封闭的内冷油腔，以及设置锁紧装置，无需焊接，加工制造方便，生产效率高，而且内冷油腔不易堵塞，有效保障了内冷油腔的冷却效果，内冷油腔不易积碳，减少了活塞开裂失效等现象的发生，而且活塞设计自由度受限小，活塞总体重量可相对较轻，整体上有利于提升活塞的质量，而且有效提升了活塞的使用寿命。
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 (4)
1.一种钢活塞，其特征在于，包括：
配合设置的活塞本体和活塞销座，所述活塞本体的内腔设有第一螺纹，所述活塞销座的上部外周面设有第二螺纹，所述第一螺纹与所述第二螺纹相互配合，所述活塞本体与所述活塞销座通过所述第一螺纹与所述第二螺纹连接，所述活塞本体与所述活塞销座的上部形成封闭的内冷油腔；
锁紧装置，设于所述活塞销座的底部且嵌入所述活塞本体的内腔中，用于固定所述活塞销座，
所述活塞本体包括：
配合设置的环形油腔和圆锥形空腔；
燃烧室，设于所述活塞本体顶部中间向内的凹槽内；
活塞环槽，设于所述活塞本体顶部的外圆面上，由所述外圆面向内凹形成。
2.根据权利要求1所述的钢活塞，其特征在于，所述活塞销座包括：
活塞销孔，所述活塞销孔的中心轴线与所述钢活塞的中轴线垂直；
油孔，设于所述活塞销座的上部圆柱面上，所述油孔的中心轴线与所述活塞销孔的中心轴线垂直，所述油孔与所述内冷油腔贯通；
进油孔，设于所述活塞销孔的一侧，所述进油孔的中心轴线与所述活塞销孔的中心轴线呈夹角，所述进油孔与所述环形油腔贯通；
出油孔，设于所述活塞销孔的另一侧，所述出油孔的中心位置处于垂直于所述活塞销孔方向的活塞销座长轴线上，所述出油孔与所述环形油腔贯通。
3.根据权利要求2所述的钢活塞，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。
4.根据权利要求3所述的钢活塞，其特征在于，
所述活塞本体与所述活塞销座均为合金钢件。
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Denomination of invention: Steel piston Granted publication date: 20210212 Pledgee: Binzhou branch of China CITIC Bank Co.,Ltd. Pledgor: BINZHOU BOHAI PISTON Co.,Ltd. Registration number: Y2024980014544 |
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