CN113250846B - 一种组合式高强隔热结构活塞 - Google Patents
一种组合式高强隔热结构活塞 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113250846B CN113250846B CN202110681412.6A CN202110681412A CN113250846B CN 113250846 B CN113250846 B CN 113250846B CN 202110681412 A CN202110681412 A CN 202110681412A CN 113250846 B CN113250846 B CN 113250846B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston
- heat insulation
- insulation pad
- support frame
- steel top
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0084—Pistons the pistons being constructed from specific materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
本发明提供了一种组合式高强隔热结构活塞,包括活塞钢顶,金属隔热垫,陶瓷纤维隔热垫,活塞铝体,支撑架和螺母盘;所述支撑架位于在活塞钢顶与活塞铝体之间,所述支撑架的外沿铸入活塞铝体,所述活塞钢顶的中部底面设有凸出部,凸出部穿过所述支撑架中部的通孔与螺母盘螺纹连接;所述活塞钢顶的底部设有环形凸起,所述环形凸起内侧、活塞钢顶的底部与支撑架顶部之间形成空气隔热腔;所述活塞钢顶与活塞铝体之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫;所述活塞铝体上部侧面设有若干环槽。本发明将环槽置于铝体,通过金属隔热垫、陶瓷纤维隔热垫、空气腔构成的组合隔热结构,有效降低环槽温度,支撑架增加了活塞体的强度,减轻了组合活塞总质量。
Description
技术领域
本发明属于组合活塞结构技术领域,尤其是涉及一种组合式高强隔热结构活塞。
背景技术
目前四冲程发动机多采用铸铝活塞,它的优点是质量轻,往复惯性力小,但随着高功率密度柴油机的发展,爆发压力不断增大,活塞顶部承受的温度不断升高,基本已经到达传统铸铝活塞的极限,极易发生活塞烧蚀故障,而且活塞一环槽温度的升高,也给活塞环的使用带来巨大挑战,由高温导致活塞环失效的故障频繁发生。
另一种传统的钢顶铝裙结构的组合活塞,虽然提高了活塞顶部的耐热温度,但是环槽结构位于钢顶之中,环槽的温度较高。同时组合活塞重量很大,无法满足高功率密度柴油机的使用需求。若减轻活塞重量容易产生变形,也不能满足活塞的刚度要求。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种组合式高强隔热结构活塞,以解决温度及质量问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种组合式高强隔热结构活塞,包括活塞钢顶,金属隔热垫,陶瓷纤维隔热垫,活塞铝体,支撑架和螺母盘;所述支撑架位于在活塞钢顶与活塞铝体之间,且所述支撑架的外沿铸入活塞铝体,所述活塞钢顶的中部底面设有凸出部,所述凸出部穿过所述支撑架中部的通孔与螺母盘螺纹连接;同时,所述活塞钢顶的底部设有环形凸起,所述环形凸起内侧、活塞钢顶的底部与支撑架顶部之间形成空气隔热腔;所述活塞钢顶与活塞铝体之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫;所述活塞铝体上部侧面设有若干环槽。
进一步的,所述活塞钢顶与活塞铝体之间从外到内依次设置金属隔热垫和陶瓷纤维隔热垫,所述陶瓷纤维隔热垫一端与金属隔热垫内侧接触,另一端通过所述环形凸起的底部与活塞铝体的顶部压紧固定;且所述活塞钢顶与所述陶瓷纤维隔热垫之间设有空腔。
进一步的,所述活塞钢顶的顶部依照燃烧室形状采用随型设计,且布置有空腔结构。
进一步的,所述金属隔热垫的内侧嵌入所述活塞钢顶底部的环形凹槽内。
进一步的,所述支撑架呈帽子形状,顶部设有通孔,帽檐处设有若干通孔。
进一步的,所述活塞钢顶采用耐热材质钢顶。
相对于现有技术,本发明具有以下优势:
(1)本发明将环槽结构置于铝体,通过金属隔热垫、陶瓷纤维隔热垫、空气腔构成的组合隔热结构,有效降低环槽温度,保证活塞环正常工作环境,减轻活塞环组工作载荷。
(2)本发明在活塞铝体内铸入钢制的支撑架,有效抑制了活塞铝体的变形,增加了活塞体的强度,有效提升了活塞体的整体刚强度。
(3)与传统钢顶铝裙相比,本结构的活塞钢顶依照燃烧室形状,采用随型设计,且布置有一定的空腔结构,达到隔热目的;环槽布置在铝体上,并对支撑架进行了减重设计,减轻了组合活塞总质量。
(4)本发明采用耐热钢顶,与传统铝合金活塞顶部温度承受极限约为420℃相比,可大幅提升活塞顶部所承受的温度,通过活塞顶材料的选取,可承受超过600℃以上的温度,降低了通过活塞的散热量。
(5)本发明结构活塞取消了振荡油腔结构,与现有钢顶铝裙活塞相比较,消除了由于振荡油腔中机油温度过高易发生结焦的现象,降低了机油老化的速率,延长了润滑油使用时间。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的组合式高强隔热结构活塞剖视图;
图2为本发明实施例所述的支撑架结构示意图。
附图标记说明:
活塞钢顶1,金属隔热垫2,陶瓷纤维隔热垫3,活塞铝体4,空气隔热腔5,支撑架6,螺母盘7,环槽8。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、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。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种高强度隔热结构组合活塞,其结构简图见图1,包括活塞钢顶1,金属隔热垫2,陶瓷纤维隔热垫3,活塞铝体4,支撑架6和螺母盘7;
所述支撑架6位于在活塞钢顶1与活塞铝体4之间,且所述支撑架6的外沿铸入活塞铝体4,所述活塞钢顶1的中部底面设有凸出部,所述凸出部穿过所述支撑架6中部的通孔与螺母盘7螺纹连接;同时,所述活塞钢顶1的底部设有环形凸起,所述环形凸起内侧、活塞钢顶1的底部与支撑架6顶部之间形成空气隔热腔5;
所述活塞钢顶1与活塞铝体4之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫;所述活塞铝体4上部侧面设有若干环槽。
在一些实施例中,所述活塞钢顶1与活塞铝体4之间从外到内依次设置金属隔热垫2和陶瓷纤维隔热垫3,所述陶瓷纤维隔热垫3一端与金属隔热垫2内侧接触,另一端通过所述环形凸起的底部与活塞铝体4的顶部压紧固定;且所述活塞钢顶1与所述陶瓷纤维隔热垫3之间设有空腔。
所述活塞钢顶1的顶部依照燃烧室形状采用随型设计,且布置有一定的空腔结构;在一些实施例中,所述活塞钢顶1的顶部剖面呈W型,减轻了组合活塞总质量。
所述金属隔热垫2的内侧嵌入所述活塞钢顶1底部的环形凹槽内,增强结构的可靠性。
所述支撑架6呈帽子形状,顶部设有通孔,帽檐处设有若干通孔,实现减重设计,降低活塞总重量。
所述活塞钢顶1下端的凸出部加工有螺纹,通过螺母盘7将活塞钢顶1、金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3、活塞铝体4联接起来,支撑架6铸入活塞铝体4,增加活塞刚强度,活塞钢顶1、支撑架6组成空气隔热腔5;金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3和空气隔热腔6组成组合隔热结构用于阻隔由活塞钢顶1传导至活塞铝体4的热量。
本实施例的活塞钢顶1采用耐热材质钢顶,与传统铝合金活塞顶部温度承受极限约为420℃相比,可大幅提升活塞顶部所承受的温度,通过活塞顶材料的选取,可承受超过600℃以上的温度,降低了通过活塞的散热量。
所述活塞钢顶1的顶面可以承受更高的温度,通过金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3以及空气腔5阻隔活塞顶向铝体传热,降低活塞环槽的温度,使活塞体的温度维持在可承受范围内;钢顶与铝裙通过螺纹联接,装配简便;在铝体中铸入钢制的支撑架6,提升活塞体的刚度;钢顶与支撑架6进行了减重设计,降低活塞总重量,与同尺寸铸铝活塞相比,重量增幅不超过20%,且远低于同类钢顶铝裙组合活塞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (5)
1.一种组合式高强隔热结构活塞,其特征在于:包括活塞钢顶(1),金属隔热垫(2),陶瓷纤维隔热垫(3),活塞铝体(4),支撑架(6)和螺母盘(7);
所述支撑架(6)位于在活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间,且所述支撑架(6)的外沿铸入活塞铝体(4),所述活塞钢顶(1)的中部底面设有凸出部,所述凸出部穿过所述支撑架(6)中部的通孔与螺母盘(7)螺纹连接;同时,所述活塞钢顶(1)的底部设有环形凸起,所述环形凸起内侧、活塞钢顶(1)的底部与支撑架(6)顶部之间形成空气隔热腔(5);所述活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间从外到内依次设置金属隔热垫(2)和陶瓷纤维隔热垫(3),所述陶瓷纤维隔热垫(3)一端与金属隔热垫(2)内侧接触,另一端通过所述环形凸起的底部与活塞铝体(4)的顶部压紧固定;且所述活塞钢顶(1)与所述陶瓷纤维隔热垫(3)之间设有空腔;金属隔热垫(2)、陶瓷纤维隔热垫(3)和空气隔热腔(5)组成组合隔热结构;
所述活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫;所述活塞铝体(4)上部侧面设有若干环槽。
2.根据权利要求1所述的一种组合式高强隔热结构活塞,其特征在于:所述活塞钢顶(1)的顶部依照燃烧室形状采用随型设计,且布置有空腔结构。
3.根据权利要求1所述的一种组合式高强隔热结构活塞,其特征在于:所述金属隔热垫(2)的内侧嵌入所述活塞钢顶(1)底部的环形凹槽内。
4.根据权利要求1所述的一种组合式高强隔热结构活塞,其特征在于:所述支撑架(6)呈帽子形状,顶部设有通孔,帽檐处设有若干通孔。
5.根据权利要求1所述的一种组合式高强隔热结构活塞,其特征在于:所述活塞钢顶(1)采用耐热材质钢顶。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110681412.6A CN113250846B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 一种组合式高强隔热结构活塞 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110681412.6A CN113250846B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 一种组合式高强隔热结构活塞 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113250846A CN113250846A (zh) | 2021-08-13 |
CN113250846B true CN113250846B (zh) | 2022-08-16 |
Family
ID=77188651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110681412.6A Active CN113250846B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 一种组合式高强隔热结构活塞 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113250846B (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2086133A1 (en) * | 1992-12-23 | 1994-06-24 | Rex Edgell | Piston for an alco series 251 diesel engine |
GB9605838D0 (en) * | 1996-03-20 | 1996-05-22 | Perkins Ltd | A method for producing a piston for an internal combustion engine and a piston produced by the method |
US7654240B2 (en) * | 2006-08-18 | 2010-02-02 | Caterpillar Inc. | Engine piston having an insulating air gap |
DE102007003679B4 (de) * | 2007-01-25 | 2015-05-07 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlkanal, realisiert durch Fügen des Kolbenoberteiles und des Kolbenunterteiles mit Hilfe einer Schmiede-Stauchverbindung |
WO2011060004A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-19 | Federal-Mogul Corporation | Piston with blow-by feature and method of preventing catastrophic failure to an internal combustion engine |
CN103016713A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-04-03 | 大连滨城活塞制造有限公司 | 钢顶铝裙活塞 |
JP2018135814A (ja) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
CN107630764A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-01-26 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种新型复合隔热结构活塞 |
-
2021
- 2021-06-18 CN CN202110681412.6A patent/CN113250846B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113250846A (zh) | 2021-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102068372B1 (ko) | 엔진 피스톤 | |
CN113250846B (zh) | 一种组合式高强隔热结构活塞 | |
CN105927380A (zh) | 双曲轴发动机 | |
CN111102095B (zh) | 一种低散热组合结构活塞 | |
JP4158271B2 (ja) | エンジンのピストン構造 | |
CN209413999U (zh) | 新型钢活塞 | |
CN211819696U (zh) | 一种内置散热柱的防膨胀活塞 | |
CN108412630B (zh) | 三缸发动机活塞 | |
CN216554137U (zh) | 一种燃烧室喉口焊接环形耐高温焊接圈的铝活塞 | |
CN201507643U (zh) | 一种新型铝活塞耐磨镶圈 | |
CN220890339U (zh) | 一种轻量化运动型摩托车发动机活塞 | |
CN220319688U (zh) | 一种减震性能好的活塞 | |
CN111734548A (zh) | 一种斯特林发动机用活塞组件 | |
CN206860302U (zh) | 一种单缸卧式柴油机湿式缸套 | |
CN219452245U (zh) | 一种发动机活塞 | |
CN220336983U (zh) | 一种抗拉抗疲劳的活塞 | |
CN112901365B (zh) | 一种复合式活塞及发动机 | |
CN213510904U (zh) | 一种带有保护结构的活塞 | |
CN219061863U (zh) | 轻量化活塞及发动机 | |
CN210003414U (zh) | 一种顶部结构加强的铸铝活塞 | |
CN210003412U (zh) | 一种立体防胀的铸铝活塞 | |
CN214577411U (zh) | 一种带有中隔板的气缸盖及汽车 | |
CN214787727U (zh) | 一种工程机械用高强度活塞 | |
CN215860530U (zh) | 一种耐磨环及具有其的高镍奥氏体铸铁铝活塞 | |
CN208982180U (zh) | 柴油机的降重钢活塞 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |