增壓節油型柴油機活塞的製作方法

2023-06-02 16:48:41

專利名稱：增壓節油型柴油機活塞的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種活塞，特別是一種用於工作汽缸直徑為110mm，汽缸數為4缸，排量4. 75L的風神4H增壓節油型柴油發動機活塞。
背景技術：
活塞是發動機中最關鍵的零件之一，是柴油發動機的「心臟」，它將燃油在高壓空氣中燃燒產生的高爆發壓力轉化成動力，傳遞給曲軸做功。一般活塞都是近似圓柱形體，根據不同發動機的工作條件和要求，活塞本身的構造有各種各樣的，但是，總體來說活塞分為頭部、裙部和活塞銷座三個部分。頭部是指活塞頂端和環槽部分。活塞頂端完全取決於燃燒室的要求，頂端採用平頂或接近平頂設計有利於減少活塞與高溫氣體的接觸面積，使應力分布均勻。多數汽油機採用平頂活塞，有些發動機為了混合氣形成的需要，提高燃燒效率，將爆燃減少到最小程度，需要活塞頂端具有較複雜的形狀，設有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分。活塞的凹槽稱為環槽，用於安裝活塞環。活塞環的作用是密封，防止漏氣和防止機油進入燃燒室。活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是儘量保持活塞在往復運動中垂直的姿態，也就是活塞的導向部分。活塞裙部的形狀極有講究，尤其是象轎車一類的輕型乘用車， 設計者從發動機的結構和性能出發，常在活塞裙部上動腦筋，以儘量使發動機結構緊湊運行平穩。活塞銷座是活塞通過活塞銷與連杆連接的支承部分，位於活塞裙部的內腔。某些發動機，主要是高速汽油機，活塞銷中心軸線與活塞裙軸線不相交，而是向承受膨脹側壓力的一面(稱為主推力面，相對的一面稱為次推力面)偏移0. 5 1. 5mm。這是因為，如果活塞銷的中心軸線與活塞軸線相交，則在活塞越過上止點，側推力方向改變時，活塞從次推力面貼氣缸套的一面突然整個地橫向變到主推力面貼緊氣缸壁的另一面，與氣缸發生「拍擊」， 產生噪音，有損活塞耐久性。因為衝擊時刻正好作用著最高燃燒壓力，這就加重了危害性。 如果把活塞銷偏心布置，則能使瞬時的過渡變成分步的過渡，並使過渡時刻先於達到最高燃燒壓力的時刻，因此改善了發動機的工作平順性，這對小型道路用發動機尤其重要。但是對於柴油機活塞，考慮到改善磨損，活塞銷的中心軸線通常偏向次推力面一側，以減小對主推力面的側壓力。活塞的工作條件相當惡劣，一是承受高溫，頭部工作溫度高達350°C 380°C;二是承受高壓，4H增壓型柴油機燃氣最大爆發壓力高達16 Mpa ；三是高速往復運動，活塞運動速度達12 16m/s，因此活塞需要具有良好的耐磨性能和潤滑條件，以及高的機械、物理和化學性能。另外，風神4H發動機還需要達到歐III排放和機油耗0. 24g/kw-h的極低要求的設計目標。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種能夠滿足高爆發壓力、低油耗、節約能源、減少汙染、提高功率的柴油發動機活塞。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是
增壓節油型柴油機活塞，包括主要由活塞銷座、裙部和由活塞頂端和環槽構成的與汽缸配合的頭部構成的內部帶有中空的腔體的活塞，
所述活塞的總高與汽缸的內徑之比為1. OM 1.028，活塞的火力岸的高度與汽缸的內徑之比為12. 6% 12. 8%，活塞頭部與汽缸的內徑之間的最大間隙為2. 2mm;
所述活塞的頭部頂面設置ω凹坑狀的頂端燃燒室，所述頂端燃燒室下方的活塞頭部內設置有由冷卻油道、位於冷卻油道兩端的連通到腔體的進油孔和出油孔組成的冷卻油腔，所述冷卻油道的路徑與頂端燃燒室的外邊緣相對應。本發明的進一步改進在於所述冷卻油道的截面為類卵形，冷卻油腔的進油孔和出油孔的直徑比為7:6。本發明的進一步改進在於所述活塞的總高為112. 6 113mm，所述活塞的火力岸的高度為13. 9 14. 1mm。本發明的進一步改進在於所述活塞頭部的頂面外邊緣設置半徑為R0. 5士0. 2mm 圓倒角；所述頂端燃燒室側壁採用多道曲面與活塞頂面交接過渡，頂端燃燒室側壁與活塞頂面交接處設置半徑為R0. 75士0. 2mm的圓倒角，距離活塞頂面垂直向下2士0. 05mm以上位置為Rl士0. 2mm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下2士0. 05mm以下位置有一 R2±0. 2mm的外凸圓弧，所述半徑為Rl士0. 2mm的內圓弧到半徑為R2±0. 2mm的外凸圓弧之間為與水平線呈15° 士30'的夾角的向下傾斜的切面；所述活塞的頂面及頂端燃燒室進行硬膜陽極氧化處理，形成一層Al2O3薄膜。本發明的進一步改進在於所述活塞頭部從頂端向下依次設置第一環槽、第二環槽、第三環槽三道活塞環槽，第一環槽的下沿與第二環槽的上沿之間的第二環岸的高度為 10士0. 1mm，第二環槽的下沿與第三環槽的上沿之間的第三環岸的高度為5. 5士0. 1mm。本發明的進一步改進在於所述第一環槽為鑲嵌奧氏體鑄鐵鑲圈的環槽。本發明的進一步改進在於所述活塞的裙部為中部向外凸出的、橢圓度和直徑均變化的變橢圓型面，所述變橢圓型面的直徑從裙部下端Omm位置的109. 84士0. 01 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的109. 59士0. 01mm，所述變橢圓型面的橢圓度從裙部下端Omm位置的0. 50 士 0. 2變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的0. ；35 士 0. 2，距離裙部下端Omm位置向上18mm處為變橢圓型面的徑向最大點處，此處直徑為109. 90士0.01mm; 所述裙部變橢圓型面的表面分布深度為0. 008 0. 016mm的刀紋，變橢圓型面的表面還噴塗有0. 01 0. 02謹厚的石墨層。本發明的進一步改進在於所述腔體為拱形結構，腔體頂壁的圓球半徑為 SR130士 1mm，腔體頂壁與側壁相接處的圓弧半徑為R30士0. 5mm。本發明的進一步改進在於所述活塞銷孔向次推力面偏置0. 8士0. 1mm。本發明的進一步改進在於所述活塞銷座為下端敞口的斜面銷座，活塞銷座的斜面與垂直線呈11° 士2°夾角；所述活塞銷孔設置為向腔體敞口的包括一段直孔和兩段錐孔的內錐孔結構，其中直孔設置在活塞銷孔的外端，然後分別是單側錐度為2' 士 1'和單側錐度為6' 士1'的兩段錐孔。由於採用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是本發明提供了一種節能型、重量輕的4H增壓型柴油機活塞。該活塞的總高為112. 6 113mm，與缸徑之比為1. 024 1. 028。活塞的總高度降低，有利於活塞重量的降低，減小往復慣性力。活塞的火力岸的高度13. 9 14. Imm,與汽缸的內徑之比為12. 6% 12. 8%。高負荷鋁活塞火力岸的高度一般為活塞直徑的14% 20%，本設計低於一般標準的下限。火力岸(即第一環岸)的高度的減小不僅改善燃燒、降低有害物的排放和煙度，還能改善活塞頂端的散熱狀況，降低活塞頂端溫度。但是火力岸的高度越小，第一道氣環槽熱負荷越高，所以該活塞頭部內設置冷卻油腔，使頭部溫度有所降低，以彌補火力岸減小帶來的不足。該活塞單位面積功率為0.387 kw/cm2，且火力岸的高度小，採用機油振蕩冷卻方式。使冷卻油腔內有一定充滿度的機油，在活塞進行往復運動時，冷卻油腔內的機油產生強烈的振蕩，機油與冷卻油腔壁面相對速度較大，容易形成紊流，有效地冷卻了活塞頂端。本發明的冷卻油腔採用類卵形截面，提高了對活塞的冷卻效果。合理設置進油孔和出油孔的結構，使機油流量與冷卻油道的進油孔、出油孔達到良好的配合，冷卻油道有一定充滿度的機油(僅部分充油)，確保有更好的振蕩效應，增強冷卻效果。另外，使噴油嘴應保證準確對正進油孔，以便通過進油孔向冷卻油道提供所需的機油量。活塞頭部與汽缸內壁配合採用大間隙設計，頭部頂端的最小直徑107. 8mm，與汽缸內壁的最大間隙為2. 2mm。使得有較大的氣體壓力作用在第一道活塞環(氣環)上，使該環迅速落位並沿著環周有一個較有利的壓力分布，提高密封性，減少了機油耗損。該活塞採用三道活塞環槽，第一環槽的下沿與第二環槽的上沿之間的第二環岸的高度為10 士 0. 1mm，第二環槽的下沿與第三環槽的上沿之間的第三環岸的高度為 5. 5士0.1mm。由於全部燃氣壓力作用在第一道氣環上。第二環岸儘量小的同時還具有足夠的高度，可以承受住環槽底部由燃氣壓力所產生的彎曲應力。第三環岸的高度減小的設計， 減輕了活塞的重量，增加了功效。該活塞第一環槽採用鑲嵌奧氏體鑄鐵鑲圈的環槽，對於高轉速和渦輪增壓、中冷發動機來說，由於熱負荷高，第一道環槽和環端面存在易磨損問題，危及活塞和活塞環的使用壽命，本發明的設計與不鑲圈的活塞比較，可以提高環槽壽命10倍以上。裙部形狀是活塞設計的最重要方面之一，本發明的裙部為中部向外凸出的、橢圓度和直徑均變化的變橢圓型面。所設計的尺寸使得裙部良好的裙部型面，可以減小磨損，防止拉缸，延長活塞壽命。活塞熱變形大，可以達到發動機最大爆發壓力16 Mpa的要求。裙部表面設計成有規則的一定深度的刀紋，噴塗一定厚度的石墨層。由於石墨具有良好的潤滑特性，可以減小摩擦和磨損，防止拉缸，有效改善裙部的磨合性能並提高工作能力。另外，由於石墨是一種熱導體，它有助於熱量在活塞裙部的分布和向汽缸缸壁傳熱， 因此，活塞的平均溫度較不噴塗石墨的活塞要低得多。在直噴式發動機中，燃燒室喉口部位是活塞頂面的危險部位。本發明的頂端燃燒室側壁採用多道曲面與活塞頂面交接過渡方式，可降低燃燒室帶來的燃氣流速，使相鄰部位的高溫梯度降低。對活塞頂面進行硬膜陽極氧化處理，使頂面形成一層堅硬的Al2O3薄膜，其耐熱性好(1500°C以上)，導熱率低和高硬度等特性，對於抑制頂端熱裂具有非常好的效果。活塞內部的腔體的結構是由頂壁的大圓球頂、與側壁相接處的圓弧組成，其頂壁距離頂面的厚度為33. 2 33. 5mm,內頂呈拱形結構。這樣既保證頂端有均勻而足夠大的導熱截面，使活塞頂各處的熱流相等，不致在某一局部產生較大溫差，也加強了活塞環的散熱效果。銷座負責傳遞活塞頂端到活塞銷的負荷。該活塞採用斜面銷座設計，斜面銷座要比直形銷座的活塞可多承受15% 20%的負荷，再加上將銷孔內側設計為一端直孔、兩段內錐的結構，可減少應力集中30%左右。另外，活塞銷孔向次推力面偏置0.8士0. Imm0在燃燒衝程前，主推力面頭部與汽缸壁之間的間隙縮小，而在燃燒開始時則比較大，使主推力面負荷減輕，頭部積碳減少，活塞敲缸的能量也減弱。綜上，本發明能夠降低往復運動慣性力；減少摩擦接觸面積，降低無效的摩擦功損失；通過優化活塞結構，減小配缸間隙，達到了提高有效功率、降低燃油消耗、降低潤滑機油消耗、節約能源、減少環境汙染的目的。


圖1是本發明的結構示意圖2是本發明的活塞的頭部及第一環槽結構示意圖； 圖3是本發明的冷卻油腔的結構示意圖； 圖4是本發明的裙部表面的變橢圓型面曲線坐標圖； 圖5是本發明的活塞的頂端燃燒室的結構示意圖； 圖6是本發明的活塞內部的腔體的結構示意圖； 圖7是本發明的銷座的結構示意圖。其中，1、火力岸(第一環岸)，2、第二環岸，3、第三環岸，4、冷卻油道，5、裙部，6、第一環槽，7、第二環槽，8、第三環槽，9、腔體，10、活塞銷座，11、頂端燃燒室，41、進油孔，42、出油孔，61、鑲圈。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明 實施例1
增壓節油型柴油機活塞，如圖1所示，包括頭部、裙部5和活塞銷座10。所述頭部由活塞頂端和環槽構成，即頭部包括圖1中從頂端向下直至第三環槽8。所述裙部是指第三環槽 8向下的部分。活塞銷座10上用於安裝連杆。所述活塞的內部設置有中空的腔體9。所述活塞的總高為113mm，活塞的總高與汽缸的內徑之比為1. 028。如圖2所示， 活塞頭部的頂端的最小直徑107. 8mm，安裝後頭部與汽缸的內徑之間的最大間隙為2. 2mm。如圖3所示，所述活塞的頭部頂面設置凹坑狀的頂端燃燒室11，所述的凹坑的截面呈類似ω的形狀。頂端燃燒室下方設置冷卻油腔。冷卻油腔由冷卻油道4、進油孔41和出油孔42組成。所述冷卻油道4的路徑與頂端燃燒室11的外邊緣相對應，為環繞頂端燃燒室11的外邊緣的環形。冷卻油道的截面為類卵形，即該形狀可以為鵝卵石的截面形狀， 或者為雞蛋的截面形狀等類似卵形。所述進油孔41和出油孔42設置在冷卻油道兩端並連通到腔體9。所述進油孔41與噴油嘴的位置相互對應，進油孔的上部設置成直徑為7mm的直孔，下部設置成下端敞口的錐形，所述錐形的錐度為20°。出油孔42整體設置成錐度為
72°的下端敞口的錐形，出油孔與冷卻油道相連處的直徑為6mm。如圖5所示，所述頂端燃燒室11側壁採用多道曲面與活塞頂面交接過渡，頂端燃燒室11側壁與活塞頂面交接處設置半徑為R0. 75mm的圓倒角，距離活塞頂面垂直向下2mm 以上位置為Rlmm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下2mm以下位置為一 R2mm的外凸圓弧，所述半徑為Rlmm的內圓弧到半徑為R2mm的外凸圓弧之間用與水平線呈15°的夾角的向下傾斜的切線連接，是一向下向內傾斜的切面。對所述活塞頂面及頂端燃燒室11進行硬膜陽極氧化處理，使頂面形成一層堅硬的Al2O3薄膜。該活塞採用三道活塞環槽，活塞頭部從頂端向下依次為第一環槽6、第二環槽7、 第三環槽8。活塞的火力岸1 (即從活塞頂面到第一環槽上沿之間的第一環岸)的高度為 14. 1mm，活塞的火力岸1的高度與汽缸的內徑之比為12. 8%。第一環槽下沿與第二環槽上沿之間為第二環岸2，第二環岸的高度為10mm，第二環槽下沿與第三環槽上沿之間的第三環岸3的高度為5. 5mm。所述第一環槽為鑲嵌奧氏體鑄鐵鑲圈61的環槽，鑲圈61與該第一環槽緊密結合鑄為一體，提高環槽的耐磨性和活塞環的使用壽命。如圖4所示，該活塞的裙部5為變橢圓型面，此變橢圓型面的中部向外凸出的、橢圓度和直徑均連續變化。此變化是指裙部的直徑從裙部下端Omm位置的109.84 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上48mm處的109. 016mm，然後逐漸變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的109. 59mm,同時裙部的橢圓度從Omm位置的0. 50變化到距離裙部下端Omm 位置向上73mm處的0. 35。裙部的徑向最大點的直徑為109. 90mm，此直徑選在距裙下端Omm 位置向上18mm處。裙部表面設計成有規則的深度為0. 008mm的刀紋和噴塗0. 02mm厚度的石墨層。如圖6所示，所述腔體9的頂壁為半徑為SR130 mm的圓球型，腔體9的頂壁與側壁相接處的圓弧半徑為R30mm，腔體頂壁距離活塞頂面的距離為33. 5mm。如圖1所示，所述活塞銷孔向次推力面(承受膨脹側壓力的一面稱為主推力面，相對的一面稱為次推力面)偏置0. 8mm。如圖7所示，本實施例中活塞的右側作為次推力面。 所述活塞銷座為下端敞口的斜面銷座，活塞銷座的斜面與垂線呈11°夾角。所述銷孔設置為內錐孔結構，此錐孔是向腔體敞口錐孔，此錐孔包括一段直孔和兩段錐孔，其中直孔設置在活塞銷孔的外端，然後分別是單側錐度為2'和單側錐度為6'的兩段錐孔。實施例2:
本實施例的結構與實施例1相同，不同之處在於尺寸的稍許變化。活塞的總高為112. 6mm，火力岸的高度為13. 9mm，第二環岸的高度為9. 9mm，第三環岸的高度為5. 4mm。所述頂端燃燒室11的側壁與活塞頂面交接處的圓倒角為R0. 95mm，距離活塞頂面垂直向下2. 05mm以上位置為Rl. 2mm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下2. 05mm以下位置為一 R2. 2mm的外凸圓弧。所述半徑為Rl. 2mm的內圓弧到半徑為R2. 2mm的外凸圓弧之間用與水平線呈15° 30'的夾角的向下傾斜的切線連接。所述裙部的直徑從裙部下端Omm位置的109. 85 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上48mm處的109. 017mm，然後逐漸變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的 109. 60mm。所述裙部的橢圓度從裙部下端Omm位置的0. 51變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的0.36。所述距離裙部下端Omm位置向上18mm處為裙部的徑向最大點處，此處直徑為109.91mm。所述裙部表面刀紋的深度為0. 016mm，裙部表面噴塗的石墨層厚度為 0. Olmm0腔體頂壁的圓球半徑為SR131mm，腔體頂壁與裙部內壁相接處的圓弧半徑為 R30. 5mm。所述活塞銷孔向次推力面偏置0. 9mm。所述銷座的斜面與垂直線呈13°夾角；所述銷孔包括單側錐度為2' 30"和單側錐度為6' 50"的兩段錐孔。實施例3
本實施例的結構與實施例1相同，不同之處在於尺寸的稍許變化。活塞的總高為112. 8mm，火力岸的高度為14. 0mm，第二環岸的高度為10. 1mm，第三環岸的高度為5. 6mm。所述頂端燃燒室11側壁與活塞頂面交接處的圓倒角為R0. 55mm,距離活塞頂面垂直向下1. 95mm以上位置為R0. 8mm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下1. 95mm以下位置為一 Rl. 8mm的外凸圓弧。所述半徑為R0. 8mm的內圓弧到半徑為Rl. 8mm的外凸圓弧之間用與水平線呈14° 30'的夾角的向下傾斜的切線連接。所述裙部的直徑從Omm位置的109. 83 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上48mm 處的109. 015mm，然後逐漸變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的109. 58mm。所述裙部的橢圓度從Omm位置的0.49變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的0.34。所述距離裙部下端Omm位置向上18mm處為裙部的徑向最大點處，此處直徑為109. 89mm。所述裙部表面刀紋的深度為0. 009mm，裙部表面噴塗的石墨層厚度為0. 015mm。腔體頂壁的圓球半徑為SRU9mm，腔體頂壁與裙部內壁相接處的圓弧半徑為 R29. 5mmο所述活塞銷孔向次推力面偏置0. 75mm。所述銷座的斜面與垂直線呈12°夾角；所述銷孔包括單側錐度為1'和單側錐度為7'的兩段錐孔。實施例4
本實施例的結構與實施例1相同，不同之處在於尺寸的稍許變化。活塞的總高為112. 9mm，火力岸的高度為14. 1mm，第二環岸的高度為10. 1mm，第三環岸的高度為5. 5mm。所述頂端燃燒室11側壁與活塞頂面交接處的圓倒角為R0. 65mm，距離活塞頂面垂直向下2. 03mm以上位置為R0. 9mm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下2. 03mm以下位置為一 R2. Imm的外凸圓弧。所述半徑為R0. 9mm的內圓弧到半徑為R2. Imm的外凸圓弧之間用與水平線呈14° 50'的夾角的向下傾斜的切線連接。所述裙部的直徑從Omm位置的109. 85 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上48mm 處的109. 016mm，然後逐漸變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的109. 58mm。所述裙部的橢圓度從Omm位置的0.48變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的0.35。所述距離裙部下端Omm位置向上18mm處為裙部的徑向最大點處，此處直徑為109. 90mm。所述裙部表面刀紋的深度為0. 010mm，裙部表面噴塗的石墨層厚度為0. 018mm。腔體頂壁的圓球半徑為SR130. 5mm，腔體頂壁與裙部內壁相接處的圓弧半徑為 R30. 3mm。所述活塞銷孔向次推力面偏置0. 7mm。所述銷座的斜面與垂直線呈10°夾角；所述銷孔包括單側錐度為2' 1"和單側錐度為5' 55"的兩段錐孔。
權利要求
1.增壓節油型柴油機活塞，包括主要由活塞銷座(10)、裙部(5)和由活塞頂端和環槽構成的與汽缸配合的頭部構成的內部帶有中空的腔體(9)的活塞，其特徵在於所述活塞的總高與汽缸的內徑之比為1.0 1.028，活塞的火力岸(3)的高度與汽缸的內徑之比為12. 6% 12. 8%，活塞頭部與汽缸的內徑之間的最大間隙為2. 2mm;所述活塞的頭部頂面設置ω凹坑狀的頂端燃燒室(11)，所述頂端燃燒室下方的活塞頭部內設置有由冷卻油道(4)、位於冷卻油道兩端的連通到腔體(9)的進油孔(41)和出油孔(42)組成的冷卻油腔，所述冷卻油道(4)的路徑與頂端燃燒室(11)的外邊緣相對應。
2.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述冷卻油道(4)的截面為類卵形，冷卻油腔的進油孔(41)和出油孔(42)的直徑比為7:6。
3.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞的總高為 112. 6 113mm，所述活塞的火力岸(1)的高度為13. 9 14. 1mm。
4.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞頭部的頂面外邊緣設置半徑為R0. 5 士0. 2mm圓倒角；所述頂端燃燒室(11)側壁採用多道曲面與活塞頂面交接過渡，頂端燃燒室(11)側壁與活塞頂面交接處設置半徑為R0. 75士0. 2mm的圓倒角， 距離活塞頂面垂直向下2士0. 05mm以上位置為Rl 士0. 2mm的內圓弧，距離活塞頂面垂直向下2士0. 05mm以下位置有一 R2±0. 2mm的外凸圓弧，所述半徑為Rl 士0. 2mm的內圓弧到半徑為R2±0.2mm的外凸圓弧之間為與水平線呈15° 士 30'的夾角的向下傾斜的切面；所述活塞的頂面及頂端燃燒室(11)進行硬膜陽極氧化處理，形成一層Al2O3薄膜。
5.根據權利要求1 4任一項所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞頭部從頂端向下依次設置第一環槽(6)、第二環槽(7)、第三環槽(8)三道活塞環槽，第一環槽的下沿與第二環槽的上沿之間的第二環岸(2)的高度為10士0. 1mm，第二環槽的下沿與第三環槽的上沿之間的第三環岸(3)的高度為5. 5士0. 1mm。
6.根據權利要求5所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述第一環槽(6)為鑲嵌奧氏體鑄鐵鑲圈(61)的環槽。
7.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞的裙部 (5)為中部向外凸出的、橢圓度和直徑均變化的變橢圓型面，所述變橢圓型面的直徑從裙部下端Omm位置的109.84 士 0.01 mm變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的 109. 59士0. 01mm，所述變橢圓型面的橢圓度從裙部下端Omm位置的0. 50士0. 2變化到距離裙部下端Omm位置向上73mm處的0. 35士0. 2，距離裙部下端Omm位置向上18mm處為變橢圓型面的徑向最大點處，此處直徑為109. 90士0. Olmm ；所述裙部(5)變橢圓型面的表面分布深度為0. 008 0. 016mm的刀紋，變橢圓型面的表面還噴塗有0. 01 0. 02mm厚的石墨層。
8.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述腔體(9)為拱形結構，腔體(9)頂壁的圓球半徑為SR130士 1mm，腔體(9)頂壁與側壁相接處的圓弧半徑為 R30士0. 5mmο
9.根據權利要求1所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞銷孔向次推力面偏置0. 8 士 0. 1mm。
10.根據權利要求9所述的增壓節油型柴油機活塞，其特徵在於所述活塞銷座(10)為下端敞口的斜面銷座，活塞銷座的斜面與垂直線呈11° 士2°夾角；所述活塞銷孔設置為向腔體敞口的包括一段直孔和兩段錐孔的內錐孔結構，其中直孔設置在活塞銷孔的外端，然後分別是單側錐度為2' 士 1'和單側錐度為6' 士 1'的兩段錐孔。
全文摘要
本發明公開了一種增壓節油型柴油機活塞，包括活塞銷座、裙部和由活塞頂端和環槽組成的頭部，所述活塞的總高與缸徑之比為1.024～1.028，活塞的火力岸的高度與缸徑之比為12.6%～12.8%，活塞頭部與汽缸的內徑之間的最大點間隙為2.2mm;所述活塞的頭部設置ω凹坑狀的頂端燃燒室，所述頂端燃燒室下方的活塞頭部內設置有由冷卻油道、位於冷卻油道兩端連通到活塞內部的腔體的進油孔和出油孔組成的冷卻油腔。所述裙部為中部向外凸出的、橢圓度和直徑均變化的變橢圓型面。本發明能夠降低往復運動慣性力；減少摩擦接觸面積，降低無效的摩擦功損失；通過優化活塞結構，減小配缸間隙，達到提高有效功率、降低燃油消耗、降低潤滑機油消耗、減少環境汙染的目的。
文檔編號F02F3/00GK102444496SQ20111040811
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者劉獻豐, 李樹林, 王季明, 魏情 申請人:石家莊金剛內燃機零部件集團有限公司