CN206694128U - 一种组合活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合活塞的技术方案，所述活塞头部的下部设置有经高温挤压后与活塞头部粘结成型的活塞裙部；所述活塞头部的下端设置有凹腔，所述活塞裙部的上端设置与所述凹腔过盈配合的凸台；所述凹腔的外侧设置有一环形油槽，所述环形油槽自上而下逐渐向活塞头部的轴线倾斜，所述环形油槽的横截面自上而下逐渐减小，所述凸台的外侧设置有一环形带，所述环形油槽与所述环形带构成封闭的冷却油腔，所述冷却油腔通过进油孔和出油孔与活塞内腔相通；所述活塞头部和/或活塞裙部的侧壁从上到下依次设置有油环槽和气环槽。本实用新型中活塞头部与活塞裙部的连接强度高、质量轻、耐高温且使用安全可靠，能够满足大功率发动机的要求。

Description

一种组合活塞

技术领域

本实用新型涉及的是一种活塞，尤其是一种组合活塞。

背景技术

活塞被称为发动机的心脏。在发动机工作时，活塞直接与瞬时温度2200摄氏度的高温气体接触，其顶部温度达300℃~400℃，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销轴传给连杆驱使曲轴旋转，活塞的失效会导致发动机失去动力，甚至导致整台发动机报废。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，爆发力已经超过20MPa，同时排放要求越来越严格，原铝制活塞虽然有重量轻的优点，但是铝合金材料只能在350℃下稳定工作，因此，铝活塞已经不能满足一些大功率发动机的要求，为解决以上问题出现了整体锻钢活塞、铸铁活塞，但整体锻钢活塞和铸铁活塞由于密度大，难以加工等缺点，短时间内难以达到批量生产。

结合铝活塞和锻钢活塞两者的优点，出现了钢顶铝裙活塞，一种是钢头和铝裙通过活塞销连接的铰接式活塞，铰接式活塞在发动机工作过程中，活塞头和活塞裙部可以自由摆动，工作中活塞运动规律复杂，由于活塞头与气缸壁接触增加了气缸的磨损，在发达国家已逐步淘汰。另一种是活塞头部和裙部通过螺栓连接的组合式活塞，由于螺栓穿过活塞裙部，造成活塞强度减低，并存在着螺母脱落的可能，提高了连接失效的风险。随着爆发压力的增大，钢顶铝裙活塞虽然顶部满足了要求，但由于活塞裙部大部分为重力铸造，活塞销孔的部为的强度却不能满足要求。另外铝合金熔炼和浇注保温过程中需要大量的电能，熔炼过程中原材料的烧损严重，并挥发产生有害物质，对人体产生危害。这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种组合活塞的技术方案。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种组合活塞，包括锻造成型的活塞头部，所述活塞头部的上端设置有凹坑，所述活塞头部的下部设置有经高温挤压后与活塞头部粘结成型的活塞裙部；所述活塞头部的下端设置有凹腔，所述活塞裙部的上端设置与所述凹腔过盈配合的凸台；所述凹腔的外侧设置有一环形油槽，所述环形油槽自上而下逐渐向活塞头部的轴线倾斜，所述环形油槽的横截面自上而下逐渐减小，所述凸台的外侧设置有一环形带，所述环形油槽与所述环形带构成封闭的冷却油腔，所述冷却油腔通过进油孔和出油孔与活塞内腔相通；所述活塞头部至少设置有两个环槽。

本实用新型的进一步改进还有，所述活塞头部在与所述活塞裙部的结合部为处设置有若干个连接盲孔，所述活塞裙部伸入到所述连接盲孔内。

本实用新型的进一步改进还有，所述环形带的侧壁与所述环形油槽的下端通过螺纹固定连接。

本实用新型的进一步改进还有，所述凹腔通过至少一个通气孔与所述凹坑相通。

本实用新型的进一步改进还有，所述凹腔的侧壁设置有至少一个阶梯状台阶。

本实用新型的进一步改进还有，所述活塞头部和/或活塞裙部的外侧壁设置有斜面。

本实用新型的进一步改进还有，所述活塞头部和/或活塞裙部的外侧壁设置有台阶。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型的组合活塞与原铝制活塞相比，本实用新型能够满足大功率发动机的要求，可以在高温环境下稳定工作；

（2）本实用新型的组合活塞与整体锻钢活塞、铸铁活塞相比，本实用新型加工工艺简单，适合批量生产；

（3）本实用新型的组合活塞与钢顶铝活塞相比，本实用新型的活塞头部与活塞裙部连接更加可靠，质量轻且耐高温，而且在工作过程中，随着活塞温度的逐渐升高，活塞头部会紧紧的包裹在活塞裙部上，使用安全性高。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图2为图1的仰视图。

图3为本实用新型活塞头部毛坯的结构示意图。

图4为图1的左视剖视结构示意图。

图中，1为活塞头部，2为活塞裙部，3为环形带，4为凹坑，5为凸台，6为冷却油腔，7为油环槽，8为气环槽，9为进油孔，10为销孔，11为环形油槽，12为通气孔，13为螺纹，14为连接盲孔，15为活塞头部与活塞裙部的结合部位，16为出油孔，17为凹腔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图1可以看出，一种组合活塞，包括锻造成型的活塞头部1，所述活塞头部1的上端设置有凹坑4，所述活塞头部1的下部设置有经高温挤压后与活塞头部1粘结成型的活塞裙部2，所述活塞头部1的下端设置有凹腔17，所述活塞裙部2的上端设置与所述凹腔17过盈配合的凸台5；所述凹腔17的外侧设置有一环形油槽11，所述环形油槽11自上而下逐渐向活塞头部1的轴线倾斜，所述环形油槽11的横截面自上而下逐渐减小，所述凸台5的外侧设置有一环形带3，所述环形油槽11与所述环形带3的构成封闭的冷却油腔6，所述冷却油腔6通过进油孔9和出油孔16与活塞内腔相通；所述活塞头部至少设置有两个环槽。具体的，本发明中有三个环槽，包括两个气环槽8和一个油环槽7，可以将两个气环槽8和一个油环槽7全部设置在活塞头部1上，也可以将两个气环槽8设置在活塞头部1上，一个油环槽7设置在活塞裙部2上。

本实用新型中的环形油槽11是一种内腔大外口小的结构，这种结构使活塞头部1能紧紧的将活塞裙部2包裹住。活塞头部1材料可以采用钢、铁或其他复合材料，活塞裙部2采用铝合金棒料，工作过程中，随着活塞本体温度的升高，由于钢、铁或其他复合材料的膨胀系数小于铝的膨胀系数，因此，活塞头部1能始终包裹在活塞裙部2上。另外，铝合金的导热系数大约是钢的3倍，本实用新型的活塞头部1燃烧室部为可以设计的很薄，达到1.5mm，使得热量迅速的传至活塞内腔，冷却油道的下端也是铝合金材料，可以提高油道的散热量。本实用新型的活塞裙部2是通过高温挤压成型，活塞的抗拉强度、金相组织、体积稳定性都有明显提高，

为了增加活塞头部1与活塞裙部2的粘结强度，所述活塞头部1在与所述活塞裙部2的结合部为处设置有若干个连接盲孔14，所述活塞裙部2伸入到所述连接盲孔14内。这样，铝合金棒料在经高温挤压过程中，铝合金能将连接盲孔14填充起来，从而增加了活塞头部1与活塞裙部2的接触面积，提高了粘结强度。

为了增加活塞头部1与活塞裙部2的连接可靠度，所述环形带3的侧壁与所述环形油槽11的下端通过螺纹13固定连接。

为了使活塞内腔的气体排出，并增加活塞头部1和活塞裙部2的粘结强度，所述凹腔17通过至少一个通气孔12与所述凹坑4相通。

为了增加活塞头部1与活塞裙部2的接触面积，避免活塞头部1的脱落，所述凹腔17的侧壁有至少一个阶梯状台阶。

所述活塞头部1和/或活塞裙部2的外侧壁设置有斜面。

所述活塞头部1和/或活塞裙部2的外侧壁设置有台阶。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种组合活塞，包括锻造成型的活塞头部（1），所述活塞头部（1）的上端设置有凹坑（4），其特征是：所述活塞头部（1）的下部设置有经高温挤压后与活塞头部（1）粘结成型的活塞裙部（2）；所述活塞头部（1）的下端设置有凹腔（17），所述活塞裙部（2）的上端设置与所述凹腔（17）过盈配合的凸台（5）；所述凹腔（17）的外侧设置有一环形油槽（11），所述环形油槽（11）自上而下逐渐向活塞头部（1）的轴线倾斜，所述环形油槽（11）的横截面自上而下逐渐减小，所述凸台（5）的外侧设置有一环形带（3），所述环形油槽（11）与所述环形带（3）构成封闭的冷却油腔（6），所述冷却油腔（6）通过进油孔（9）和出油孔（16）与活塞内腔相通；所述活塞头部至少设置有两个环槽。

2.根据权利要求1所述的组合活塞，其特征是：所述活塞头部（1）在与所述活塞裙部（2）的结合部为处设置有若干个连接盲孔（14），所述活塞裙部（2）伸入到所述连接盲孔（14）内。

3.根据权利要求1或2所述的组合活塞，其特征是：所述环形带（3）的侧壁与所述环形油槽（11）的下端通过螺纹（13）固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的组合活塞，其特征是：所述凹腔（17）通过至少一个通气孔（12）与所述凹坑（4）相通。

5.根据权利要求4所述的组合活塞，其特征是：所述凹腔（17）的侧壁设置有至少一个阶梯状台阶。

6.根据权利要求1所述的组合活塞，其特征是：所述活塞头部（1）和/或活塞裙部（2）的外侧壁设置有斜面。

7.根据权利要求1所述的组合活塞，其特征是：所述活塞头部（1）和/或活塞裙部（2）的外侧壁设置有台阶。