CN204677307U - 一种锻钢整体活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锻钢整体活塞，它包括焊接在一起的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙；在活塞顶和活塞裙间的活塞本体上设有冷却油腔，冷却油腔通过进出油孔与活塞裙的内腔相通；活塞顶下部外周和活塞裙上部外周设有活塞环槽；活塞裙的活塞环槽下方设有环形空腔，环形空腔与活塞内腔相通。本实用新型采用电子束焊，将对接的活塞顶和活塞裙一次穿透焊接成型，简化了冷却油腔形成工艺，降低了活塞制造工艺难度，提高了制造可靠性；活塞裙的环形空腔与活塞裙内腔相通，减轻了活塞的重量，降低了机油耗和排放，既经济又环保。

Description

一种锻钢整体活塞

技术领域

本实用新型涉及一种活塞，尤其是一种锻钢整体活塞。

背景技术

柴油机活塞受到交变载荷、磨损和高温腐蚀介质的作用，从可靠性角度讲，属于本质不可靠零件。当前，重卡、机车、工程机械、船舶主机以及船用和陆用电站用柴油机均朝高速、高负荷和高强化方向发展，对作为柴油机“心脏”的活塞要求也越来越严格。铝质活塞虽具有重量轻的优点，但已渐渐不能满足当前柴油机的高速、高负荷和高强化的要求，各种钢、铁活塞不断涌现。铰接摆体式活塞是组合式活塞，由承受轴向力的活塞头和承受侧向力并导向的活塞裙两部分组成，因为活塞头和活塞裙是分开制造，增加了加工成本，同时因为活塞头和活塞裙通过活塞销联接，增加了活塞销的长度，使活塞总重增加。

中国专利ZL02807106.9公开了一种《一体式活塞》，该活塞为锻钢整体活塞，活塞毛坯为一体式锻造，冷却油腔由一个环盖与头部加工出的环形槽组成封闭结构。该专利提供的活塞毛坯的锻造工艺复杂、变形量大，冷却油腔结构复杂，对刀具的要求苛刻，环槽部位刚性低，变形量大，增加机油耗和排放，影响发动机的性能。

中国专利ZL200520087667.6公开了一种《焊接式锻钢整体活塞》，该活塞的活塞头和活塞裙通过锻造而成，经机加工后，通过摩擦焊联接在一起。但摩擦焊联接对活塞总长的精确控制困难，且在冷却油腔内形成高度达数毫米的飞边，无法加工，影响冷却油腔的振荡冷却效果，进而影响活塞的可靠性。

中国专利申请201010134820.1公开了一种《新型激光焊接锻钢结构活塞》，该活塞包括锻造而成的活塞环体和活塞本体，两部分通过激光焊接成型，活塞环体与活塞本体间是封闭的冷却油腔，但是该活塞的焊缝位于燃烧室，切断了活塞顶的锻造纤维，焊缝位于燃烧室，与高温带腐蚀的燃气直接接触，同时，此处温度场为瞬态温度场，在多种因素影响下易失效。此外，在冷却油腔与环槽之间的配合区，焊接和内应力引起变形，易造成配合区的密封失效，从而影响振荡冷却效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种工艺难度低、结构可靠性高的锻钢整体活塞，以满足高性能柴油机的服役要求。

为了实现本目的，本实用新型的技术方案是：一种锻钢整体活塞，它包括焊接在一 起的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙；在活塞顶和活塞裙间的活塞本体上设有冷却油腔，冷却油腔通过进出油孔和活塞裙的内腔连通；活塞顶下部外周和活塞裙上部外周设有活塞环槽，活塞顶的第一内支撑面、第一外支撑面，与活塞裙的第二内支撑面、第二外支撑面形状大小相互匹配，构成位于同一个平面的焊接面。

活塞顶的第一内支撑面与第一外支撑面的平面度小于0.02mm，活塞裙的第二内支撑面与第二外支撑面的平面度小于0.02mm。

所述活塞顶与活塞裙通过电子束焊联接成型。

所述活塞裙上设有环形空腔。

所述环形空腔与活塞裙内腔在活塞长轴方向上相通。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

(1)本实用新型的活塞顶底部和活塞裙顶部的内外支撑面位于一个平面，焊接面为一个平面，没有台阶，在加工过程中不需控制台阶高，同时，活塞顶和活塞裙冷却部位均为半开放式结构，便于压力成型，降低了活塞制造工艺难度，提高了制造可靠性。

(2)本实用新型采用高能密度深熔焊的电子束焊，内、外支撑面同时对接，一次焊接，两处同时成型，焊后活塞总长能控制±0.1mm之内，成型精度高。

(3)本实用新型采用电子束焊，活塞冷却腔内无法清除的焊接飞边高度较小，提高了震荡冷却可靠性。

(4)本实用新型环槽部位的结构从轴向剖面看，由一端无支撑的悬臂式结构变为两端固定支撑结构，活塞环槽部位刚度大、变形小，降低了机油耗和排放，既经济又环保。

(5)本实用新型的活塞裙部的环形空腔与活塞内腔相通，减轻了活塞的重量，降低了回油阻尼。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型主视图；

图2是本实用新型左视剖面图；

图3是活塞顶主视剖视图；

图4是活塞裙主视剖视图。

图中：1、活塞顶；2、活塞裙；3、冷却油腔；4、进出油孔；5、活塞环槽；6、环形空腔；M、活塞顶1的第一内支撑面；N、活塞顶1的第一外支撑面；m、活塞裙3的 第二内支撑面；n、活塞裙3的第二外支撑面；

具体实施方式

(实施例1)

如图1至图4所示，本实施例的一种锻钢整体活塞，包括焊接在一起的锻钢活塞顶1和锻钢活塞裙2。活塞顶1具有第一内支撑面M和第一外支撑面N，活塞裙2具有第二内支撑面m和第二外支撑面n。第一内支撑面M与第一外支撑面N位于同一平面，平面度小于0.02mm。第二内支撑面m与第二外支撑面n位于同一平面，平面度小于0.02mm。活塞顶1与活塞裙2按图定位后，采用电子束焊，将第一内支撑面M和第二内支撑面N及第一外支撑面m和第二外支撑面n同时对接，一次穿透焊接成型。活塞顶1与活塞裙2焊接后形成封闭的冷却油腔3，冷却油腔3通过进出油孔4和活塞裙2的内腔连通。活塞顶1下部外周和活塞裙2上部外周设有活塞环槽5。活塞环槽5下方有环形空腔6，环形空腔6和活塞裙内腔相通。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锻钢整体活塞，它包括焊接在一起的锻钢活塞顶(1)和锻钢活塞裙(2)；在活塞顶(1)和活塞裙(2)间的活塞本体上设有冷却油腔(3)，冷却油腔(3)通过进出油孔(4)和活塞裙(2)的内腔连通；活塞顶(1)下部外周和活塞裙(2)上部外周设有活塞环槽(5)，其特征是，活塞顶(1)的第一内支撑面(M)、第一外支撑面(N)，与活塞裙(2)的第二内支撑面(m)、第二外支撑面(n)形状大小相互匹配，构成位于同一个平面的焊接面。

2.根据权利要求1所述的锻钢整体活塞，其特征在于，活塞顶(1)的第一内支撑面(M)与第一外支撑面(N)的平面度小于0.02mm，活塞裙的第二内支撑面(m)与第二外支撑面(n)的平面度小于0.02mm。

3.根据权利要求1所述的锻钢整体活塞，其特征在于，所述活塞顶(1)与活塞裙(2)通过电子束焊联接成型。

4.根据权利要求1所述的锻钢整体活塞，其特征在于，所述活塞裙(2)上设有环形空腔(6)。

5.根据权利要求4所述的锻钢整体活塞，其特征在于，所述环形空腔(6)与活塞裙(2)的内腔在活塞长轴方向上相通。