CN215672474U - 一种异型销孔结构活塞及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及活塞技术领域，具体公开了一种异型销孔结构活塞及发动机，该异型销孔结构活塞包括活塞和设置于活塞上的两个同轴线的销孔结构，所述销孔结构包括第一销孔和位于第一销孔两端的第二销孔和第三销孔，所述第二销孔与另一个所述销孔结构相对，所述第一销孔沿轴线方向的截面为直线，所述第二销孔和所述第三销孔沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且所述第二销孔和所述第三销孔分别沿远离所述第一销孔的方向，所述第二销孔和所述第三销孔的直径逐渐增大，所述第二销孔远离所述第一销孔一端的直径小于所述第三销孔远离所述第一销孔一端的直径。该装置解决了活塞销与销座接触压力过大，磨损严重的问题。

Description

一种异型销孔结构活塞及发动机

技术领域

本实用新型涉及活塞技术领域，尤其涉及一种异型销孔结构活塞及发动机。

背景技术

活塞是发动机的重要组成部件，在发动机工作的过程中，活塞承受着来自燃烧室大量的热负荷和机械负荷，尤其是船用柴油机，最大爆发压力可达25MPa以上，而活塞销孔部位承受有活塞结构中最大的机械应力。活塞销与销座配合过程中相互摩擦，在活塞运动过程中易由于接触压力过大发生润滑油膜破裂而形成干摩擦导致咬合和局部应力集中的问题，导致活塞销孔与活塞销发生严重粘着磨损失效和疲劳失效。因此合理的销孔结构设计对于提高活塞组件工作可靠性十分重要。

目前已公开的技术中，活塞销孔一般为圆柱孔或者内置简单锥形喇叭口结构，而试验或实际使用后进行检修发现，都不能完全解决活塞销与销座接触压力过大，磨损严重的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种异型销孔结构活塞，以解决相关技术中活塞销与销座接触压力过大，磨损严重的问题。

一方面，本实用新型提供一种异型销孔结构活塞，该异型销孔结构活塞包括活塞和设置于活塞上的两个同轴线的销孔结构，所述销孔结构包括第一销孔和位于第一销孔两端的第二销孔和第三销孔，所述第二销孔与另一个所述销孔结构相对，所述第一销孔沿轴线方向的截面为直线，所述第二销孔和所述第三销孔沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且所述第二销孔和所述第三销孔分别沿远离所述第一销孔的方向，所述第二销孔和所述第三销孔的直径逐渐增大，所述第二销孔远离所述第一销孔一端的直径小于所述第三销孔远离所述第一销孔一端的直径。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述第二销孔和所述第三销孔分别与所述第一销孔的连接处平滑连接，

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述第一销孔沿轴向的长度占所述销孔结构沿轴线的长度的20％-25％；所述第二销孔沿轴向的长度占所述销孔结构沿轴线的长度的25％-30％；所述第三销孔沿轴向的长度占所述销孔结构沿轴线的长度的45％-55％。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述第三销孔中最大直径与最小直径的差值占所述第三销孔沿轴向长度的0.1％-0.3％。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述第二销孔中最大直径与最小直径的差值占所述第二销孔沿轴向长度的0.1％-0.3％。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述活塞由合金结构钢材料制成。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述第三销孔远离所述第一销孔的一端设置有卡簧槽。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述销孔的孔壁设置有耐磨层。

作为异型销孔结构活塞的优选技术方案，所述活塞通过一体成型制成。

另一方面，本实用新型提供一种发动机，包括上述任一方案中的异型销孔结构活塞。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种异型销孔结构活塞，该异型销孔结构活塞包括活塞和设置于活塞上的两个同轴线的销孔结构，销孔结构包括第一销孔和位于第一销孔两端的第二销孔和第三销孔，第二销孔与另一个销孔结构相对，第一销孔沿轴线方向的截面为直线，第二销孔和第三销孔沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且第二销孔和第三销孔分别沿远离第一销孔的方向，第二销孔和第三销孔的直径逐渐增大，活塞在实际工作过程中受到气体压力作用与机械负荷作用，活塞销孔的两端有向下弯曲的趋势，因此，活塞销孔两端的孔壁极易与销轴产生应力集中、接触应力增大，进而造成严重的磨损现象，本装置将销孔结构设置为第一销孔和位于第一销孔两端的第二销孔和第三销孔，第二销孔与另一个销孔结构相对，第一销孔沿轴线方向的截面为直线，第二销孔和第三销孔沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且第二销孔和第三销孔分别沿远离第一销孔的方向，第二销孔和第三销孔的直径逐渐增大，第二销孔远离第一销孔一端的直径小于第三销孔远离第一销孔一端的直径，该设置可明显降低销孔结构在向下弯曲时，第二销孔和第三销孔分别与销轴产生的应力集中现象，进而减小工作过程中对销孔结构的磨损，另外，由于销孔结构变形时，第三销孔的弯曲程度大于第二销孔的弯曲程度，第二销孔远离第一销孔一端的直径小于第三销孔远离第一销孔一端的直径。

附图说明

图1为本实用新型实施例中异型销孔结构活塞的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中销孔结构的局部放大图。

图中：

1、销孔结构；11、第一销孔；12、第二销孔；

13、第三销孔；131、卡簧槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～2所示，本实施例提供一种异型销孔结构活塞，该异型销孔结构活塞包括活塞和设置于活塞上的两个同轴线的销孔结构1，销孔结构1包括第一销孔11和位于第一销孔11两端的第二销孔12和第三销孔13，第二销孔12与另一个销孔结构1相对，第一销孔11沿轴线方向的截面为直线，第二销孔12和第三销孔13沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且第二销孔12和第三销孔13分别沿远离第一销孔11的方向，第二销孔12和第三销孔13的直径逐渐增大，活塞在实际工作过程中受到气体压力作用与机械负荷作用，活塞销孔的两端有向下弯曲的趋势，因此，活塞销孔两端的孔壁极易与销轴产生应力集中、接触应力增大，进而造成严重的磨损现象，本装置将销孔结构1设置为第一销孔11和位于第一销孔11两端的第二销孔12和第三销孔13，第二销孔12与另一个销孔结构1相对，第一销孔11沿轴线方向的截面为直线，第二销孔12和第三销孔13沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且第二销孔12和第三销孔13分别沿远离第一销孔11的方向，第二销孔12和第三销孔13的直径逐渐增大，第二销孔12远离第一销孔11一端的直径小于第三销孔13远离第一销孔11一端的直径，该设置可明显降低销孔结构1在向下弯曲时，第二销孔12和第三销孔13分别与销轴产生的应力集中现象，进而减小工作过程中对销孔结构1的磨损，另外，由于销孔结构1变形时，第三销孔13的弯曲程度大于第二销孔12的弯曲程度，第二销孔12远离第一销孔11一端的直径小于第三销孔13远离第一销孔11一端的直径。

可选地，第二销孔12和第三销孔13分别与第一销孔11的连接处平滑连接，本实施例中，为防止第二销孔12和第三销孔13分别与第一销孔11的连接处产生应力集中的问题，所以将第二销孔12和第三销孔13分别与第一销孔11的连接处设计为平滑的连接方式。

可选地，第一销孔11沿轴向的长度占销孔结构1沿轴线的长度的20％-25％；第二销孔12沿轴向的长度占销孔结构1沿轴线的长度的25％-30％；第三销孔13沿轴向的长度占销孔结构1沿轴线的长度的45％-55％。本实施例中，第一销孔11沿轴向的长度、第二销孔12沿轴向的长度和第三销孔13沿轴向的长度均通过有限元仿真得到的应力结果进行划分。

可选地，第三销孔13中最大直径与最小直径的差值占第三销孔13沿轴向长度的0.1％-0.3％。本实施例中，沿第三销孔13的轴线方向，第三销孔13各位置的直径大小根据有限元仿真得到的变形量结果进行划分。

可选地，第二销孔12中最大直径与最小直径的差值占第二销孔12沿轴向长度的0.1％-0.3％。本实施例中，沿第二销孔12的轴线方向，第二销孔12各位置的直径大小根据有限元仿真得到的变形量结果进行划分。

可选地，活塞由合金结构钢材料制成。本实施例中，合金结构钢具有优良的力学性能，能承受较高的爆发压力、热负荷及机械负荷，所以用合金结构钢制作活塞。

可选地，第三销孔13远离第一销孔11的一端设置有卡簧槽131。本实施例中，卡簧槽131内设置有卡簧，卡簧可以将件销轴固定在销轴孔内。

可选地，销孔的孔壁设置有耐磨层。本实施例中，通过设置耐磨层可以降低销轴对销孔的磨损。具体的，本实施例中，在销孔的孔壁上进行磷化与石墨化处理以形成耐磨层。

可选地，活塞通过一体成型制成。本实施例中，活塞通过重力浇筑工艺一体成型制成。

本实施例还提供一种发动机，包括上述方案中的异型销孔结构活塞。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异型销孔结构活塞，其特征在于，包括活塞和设置于活塞上的两个同轴线的销孔结构(1)，所述销孔结构(1)包括第一销孔(11)和位于第一销孔(11)两端的第二销孔(12)和第三销孔(13)，所述第二销孔(12)与另一个所述销孔结构(1)相对，所述第一销孔(11)沿轴线方向的截面为直线，所述第二销孔(12)和所述第三销孔(13)沿轴线方向的截面为二次函数曲线，且所述第二销孔(12)和所述第三销孔(13)分别沿远离所述第一销孔(11)的方向，所述第二销孔(12)和所述第三销孔(13)的直径逐渐增大，所述第二销孔(12)远离所述第一销孔(11)一端的直径小于所述第三销孔(13)远离所述第一销孔(11)一端的直径。

2.根据权利要求1所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述第二销孔(12)和所述第三销孔(13)分别与所述第一销孔(11)的连接处平滑连接。

3.根据权利要求1所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述第一销孔(11)沿轴向的长度占所述销孔结构(1)沿轴线的长度的20％-25％；所述第二销孔(12)沿轴向的长度占所述销孔结构(1)沿轴线的长度的25％-30％；所述第三销孔(13)沿轴向的长度占所述销孔结构(1)沿轴线的长度的45％-55％。

4.根据权利要求3所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述第三销孔(13)中最大直径与最小直径的差值占所述第三销孔(13)沿轴向长度的0.1％-0.3％。

5.根据权利要求4所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述第二销孔(12)中最大直径与最小直径的差值占所述第二销孔(12)沿轴向长度的0.1％-0.3％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述活塞由合金结构钢材料制成。

7.根据权利要求1-5任一项所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述第三销孔(13)远离所述第一销孔(11)的一端设置有卡簧槽(131)。

8.根据权利要求1-5任一项所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述销孔的孔壁设置有耐磨层。

9.根据权利要求1-5任一项所述的异型销孔结构活塞，其特征在于，所述活塞通过一体成型制成。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的异型销孔结构活塞。

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