CN114856852A - 一种大缸径风冷柴油机活塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大缸径风冷柴油机活塞，包括裙部和活塞顶面，所述活塞顶面一侧固定有裙部，所述裙部和活塞顶面为一体成型，所述裙部的截面厚度均匀，所述裙部两侧对称开设有一对供活塞销穿过的通孔。本发明的优点在于：1、优化了大缸径风冷机活塞结构设计，有益于大缸径风冷机活塞轻量化应用等方面的改善和提高；2、降低了大缸径风冷机活塞的热变形和摩擦功损失，提高了大缸径风冷柴油机的性能；3、降低了大缸径风冷机活塞的制造成本，减少了能源消耗。

Description

一种大缸径风冷柴油机活塞

技术领域

本发明涉及活塞技术领域，尤其涉及一种大缸径风冷柴油机活塞。

背景技术

传统单杠风冷柴油机广泛应用于小型园林机械、植保机械以及小型农用机械上，因其结构紧凑、体积小、重量轻、搬运方便等原因，近年来，小型低功率风冷柴油机的市场应用需求越来越大。但随着作业环境和工作效率提升的要求，一些用于野外作业的大型发电机组、收割机、工程机械等所需的功率匹配一般要求到9Kw以上，而传统单缸风冷柴油机一般都在8Kw以下，基本满足不了大功率机械的要求。为此，开发功率在8Kw以上的大功率风冷发动机及相关组件势在必行。

受风冷柴油机工作作业环境及工程野外施工的实际工况限制，非道路用风冷柴油机一般都要求结构紧凑、移动方便快捷、燃油经济性好、输出功率稳定等诸多特点。承受着发动机高压、高温做功环境的活塞产品，势必也必须在大缸径风冷柴油机活塞的结构设计及轻量化应用等方面有相应的改善和提高。

如图1所示，传统的风冷柴油机活塞为了提高的强度，常规的结构都是在内腔止口位置均设加强筋，在油槽底强度薄弱的位置加厚截面。为了降低铝合金活塞的热变形，通常在裙部销座位置嵌入防胀钢片控制活塞裙部的变形，通过措施可以使得活塞强度和裙部的热变形都得到改善，但带来了活塞结构复杂，制造成本高的问题；同时随着缸径的增加，这些措施也使大缸径风冷活塞更重，与风冷机活塞要求轻量化相矛盾；原活塞采用小面窗设计，大缸径风冷活塞裙部导向接触面积进一步加大，使得大缸径风冷机摩擦功损失大，功率提升受到影响；随着缸径的增加，活塞的热负荷也会增大，防胀钢片和加强筋也不能很好地解决大缸径风冷活塞的热变形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种大缸径风冷柴油机活塞。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种大缸径风冷柴油机活塞，包括裙部和活塞顶面，所述活塞顶面一侧固定有裙部，所述裙部和活塞顶面为一体成型，所述裙部的截面厚度均匀，所述裙部两侧对称开设有一对供活塞销穿过的通孔。

优选的，所述裙部上位于通孔位置处开设有凹槽，所述凹槽长度为裙部直径的三分之二至四分之三。

优选的，所述凹槽包括斜面部和平面部，所述斜面部位于平面部两侧，所述斜面部向裙部内侧倾斜，所述通孔开设于平面部位置处。

优选的，所述斜面部的倾斜角度为8至12度。

优选的，所述通孔相向延伸形成加强座。

优选的，所述活塞顶面做微弧氧化处理，氧化膜厚度为0.01～0.03mm。

本发明的优点在于：1、优化了大缸径风冷机活塞结构设计，有益于大缸径风冷机活塞轻量化应用等方面的改善和提高。

2、降低了大缸径风冷机活塞的热变形和摩擦功损失，提高了大缸径风冷柴油机的性能。

3、降低了大缸径风冷机活塞的制造成本，减少了能源消耗。

附图说明

图1为本发明现有技术的活塞结构示意图；

图2为本发明实施例大缸径风冷柴油机活塞的结构示意图。

图中标号：10、裙部；20、活塞顶面；30、凹槽；31、斜面部；32、平面部；40、通孔；50、加强座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图2所示，本实施例所述一种大缸径风冷柴油机活塞，包括裙部10和活塞顶面20，所述活塞顶面20一侧固定有裙部10，所述裙部10和活塞顶面20为一体成型，所述裙部10的截面厚度均匀，所述裙部10两侧对称开设有一对供活塞销穿过的通孔40。

本发明所指的大缸径指的是100mm以上的大缸径风冷单缸柴油机用的活塞，属于内燃机零部件制造领域。

通过对活塞结构的改进，在不降低原有强度的情况下取消了原有的防胀钢片和加强筋，优化了不均匀的内腔截面，使之裙部壁厚变薄，且薄厚过渡光滑圆润，应力结构理想，活塞本体温度呈理想的梯度变化，达到了没有钢片仍然能够控制好裙部的变形，提高了活塞的质量

如图2所示，所述裙部10上位于通孔40位置处开设有凹槽30，所述凹槽30长度为裙部10直径的三分之二至四分之三。

如图2所示，所述凹槽30包括斜面部31和平面部32，所述斜面部31位于平面部32两侧，所述斜面部31向裙部10内侧倾斜，所述通孔40开设于平面部32位置处。

该种结构设置，将原来的裙部10小面窗设计为斜角大面窗，降低了此处壁厚，也降低了活塞质量，且使裙部面积变小，在不影响裙部10导向的情况下减小了与缸套的接触面积，摩擦功损失减少，提高有效的做功输出。

如图2所示，所述斜面部31的倾斜角度为8至12度。

如图2所示，所述通孔40相向延伸形成加强座50，使得活塞的整体稳定性更强。

如图2所示，所述活塞顶面20做微弧氧化处理，氧化膜厚度为0.01～0.03mm。

在活塞顶面20做微弧氧化处理，氧化膜厚度0.01～0.03mm，活塞顶面做微弧氧化处理后，表面硬度能达到300HV～450HV，活塞本体温度平均降10℃以上。

将100缸径大风冷机活塞设计制造后装机测试，装新活塞的柴油机测试输出功率达到11KW，超出设计功率0.4KW，机器的震动和噪音比装常规活塞的机型小3～5DB，改进效果显著；按此技术生产的100缸径的大风冷机活塞重量只有640g，而常规的100缸径的风冷机活塞重量大于690g，单个活塞较改善前轻了50g以上，按年产10万只活塞计算，一年可节约用铝约5吨，大大节约成本。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：包括裙部(10)和活塞顶面(20)，所述活塞顶面(20)一侧固定有裙部(10)，所述裙部(10)和活塞顶面(20)为一体成型，所述裙部(10)的截面厚度均匀，所述裙部(10)两侧对称开设有一对供活塞销穿过的通孔(40)。

2.根据权利要求1所述的一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：所述裙部(10)上位于通孔(40)位置处开设有凹槽(30)，所述凹槽(30)长度为裙部(10)直径的三分之二至四分之三。

3.根据权利要求1所述的一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：所述凹槽(30)包括斜面部(31)和平面部(32)，所述斜面部(31)位于平面部(32)两侧，所述斜面部(31)向裙部(10)内侧倾斜，所述通孔(40)开设于平面部(32)位置处。

4.根据权利要求3所述的一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：所述斜面部(31)的倾斜角度为8至12度。

5.根据权利要求1所述的一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：所述通孔(40)相向延伸形成加强座(50)。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种大缸径风冷柴油机活塞，其特征在于：所述活塞顶面(20)做微弧氧化处理，氧化膜厚度为0.01～0.03mm。

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