CN201650485U - 椭圆异型销孔结构活塞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种椭圆异型销孔结构活塞,包括活塞本体与位于活塞裙部的两个销孔,所述销孔的孔道由三段组成,孔道的纵向断面呈椭圆形,孔道的中间部分为直孔段,两端口部分均为喇叭口状曲线孔段,直孔段与曲线孔段连接处圆滑过渡。活塞和活塞销在工作状态时,在热负荷和机械负荷的作用下发生变形,采用上述活塞销孔结构,活塞销孔与活塞销贴合良好,从而增加了活塞销与活塞销孔的接触面积,降低了销座部位的应力,减少活塞销孔磨损,同时减小了活塞销座和燃烧室喉口的应力,降低了销座及燃烧室喉口部位开裂的风险,提高了活塞的可靠性能及使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种活塞,尤其是一种椭圆异型孔结构活塞。
背景技术
目前近十几年来,发动机设计、制造技术得以迅速提高,特别是柴油发动机都在向大功率、高负荷方向发展,强化程度不断提高,排放要求越来越严格,爆发压力已超过20MPa,以上技术导致活塞热负荷变形和机械负荷变形增大,导致活塞销孔表面应力分布不均,从而产生销座裂纹或燃烧室喉口裂纹。为此,国内外活塞设计制造商致力于设计开发采用减压腔、锥形孔、销孔镶衬套等技术以增加活塞销孔的强度,降低活塞销孔表面应力集中,达到提高强度,延长活塞使用寿命的目的。减压腔技术在发动机爆发压力较高时,易导致减压腔与销孔交界处出现异常磨损,降低了活塞使用寿命,严重时导致活塞销与销孔咬合故障;锥形孔技术在发动机爆发压力较高时,出现局部接触不均匀导致局部异常磨损,降低了活塞使用寿命,严重时导致活塞销孔与活塞销咬合故障;销孔镶衬套技术将增加活塞制造难度,提高活塞的成本。
中国专利ZL200720125293.1公开了一种锥形销孔结构活塞,由圆柱形孔段A和锥形孔段B和C组成。该专利属于锥形孔技术。在发动机爆发压力较高时,会出现局部接触不均匀导致局部异常磨损,降低了活塞使用寿命,严重时导致活塞销孔与活塞销咬合故障。
发明内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种活塞销孔表面应力分布均匀,减少销孔部位应力集中现象的发生,提高活塞销孔部位强度的椭圆异型销孔结构活塞。
为实现上述目的,本实用新型采用下述技术方案:
一种椭圆异型销孔结构活塞,包括活塞本体与位于活塞裙部的两个销孔,所述销孔的孔道由三段组成,孔道的纵向断面呈椭圆形,孔道的中间部分为直孔段,两端口部分均为喇叭口状曲线孔段,直孔段与曲线孔段连接处圆滑过渡。
所述曲线孔段的线形为幂函数曲线,幂函数曲线是从直孔段与曲线孔段交接处开始逐渐变化的。
所述直孔段长度为销孔长度的1/4-1/3,靠近活塞外部的曲线孔段长度为销孔长度的1/3-1/2;靠近活塞内腔的曲线孔段长度为销孔长度的1/4-1/3。
所述直孔段和曲线孔段的椭圆度均为0.02mm—0.06mm。
活塞和活塞销在工作状态时,在热负荷和机械负荷的作用下发生变形,采用上述活塞销孔结构,活塞销孔与活塞销贴合良好,增加了活塞销与活塞销孔的接触面积,降低了销座部位的应力,减少活塞销孔磨损;同时减小了活塞销座和燃烧室喉口的应力,降低了销座及燃烧室喉口部位开裂的风险,提高了活塞的可靠性能及使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型结构的示意剖面图;
图2是图1中I的局部放大图;
图3是图1中Q向视图的示意图;
其中1.活塞本体,2.活塞销孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示,异型销孔结构活塞包括活塞本体1和位于活塞裙部的两个销孔2。所述销孔的孔道由三段组成,孔道的纵向断面呈椭圆形,孔道的中间部分为直孔段,两端口部分均为喇叭口状曲线孔段,直孔段与曲线孔段连接处圆滑过渡。
曲线孔段的线形为幂函数曲线,幂函数曲线是从直孔段与曲线孔段交接处开始逐渐变化的。
直孔段长度为销孔长度的1/4-1/3,靠近活塞外部的曲线孔段长度为销孔长度的1/3-1/2;靠近活塞内腔的曲线孔段长度为销孔长度的1/4-1/3。
如图3所示,直孔段和曲线孔段的椭圆度均为α=0.02mm—0.06mm。
如图2 所示,φAA为椭圆孔段FF的销孔名义短轴直径尺寸;φBB为EE椭圆曲线孔段在NN长度点处短轴直径值;φCC为HH椭圆曲线孔段在KK长度点处短轴直径值;KK、LL、MM、NN均以活塞中心线对称。FF段长度为左/右销孔的1/4-1/3;EE段长度为左/右销孔的1/3-1/2;HH段的长度为左/右销孔的1/4-1/3。φBB所在的曲线是从MM点处开始按幂函数方程逐渐变化,φCC所在的曲线是从LL点处开始按幂函数方程逐渐变化。其中φBB和φCC的数值均大于φAA。
Claims (4)
1.一种椭圆异型销孔结构活塞,包括活塞本体与位于活塞裙部的两个销孔,其特征在于:所述销孔的孔道由三段组成,孔道的纵向断面呈椭圆形,孔道的中间部分为直孔段,两端口部分均为喇叭口状曲线孔段,直孔段与曲线孔段连接处圆滑过渡。
2.根据权利要求1所述的椭圆异型销孔结构活塞,其特征在于:所述曲线孔段的线形为幂函数曲线,幂函数曲线是从直孔段与曲线孔段交接处开始逐渐变化的。
3.根据权利要求1所述的椭圆异型销孔结构活塞,其特征在于:所述直孔段长度为销孔长度的1/4-1/3,靠近活塞外部的曲线孔段长度为销孔长度的1/3-1/2;靠近活塞内腔的曲线孔段长度为销孔长度的1/4-1/3。
4.根据权利要求1所述的椭圆异型销孔结构活塞,其特征在于:所述直孔段和曲线孔段的椭圆度均为0.02mm—0.06mm。
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