高負荷活塞的製作方法
2023-07-19 01:22:06
專利名稱：高負荷活塞的製作方法
技術領域：
本實用新型提供了一種高負荷活塞，是一種用在與重型卡車等配套的廢氣渦輪增壓柴油發動機上的活塞。
活塞由頭部、環岸、銷孔和裙部組成。現有的非增壓發動機的活塞銷孔沿用圓柱形，而在高負荷工作條件下，活塞銷因承受極高的作用力而發生彎曲，使載荷向銷座內側應力集中，致使銷座發生裂紋破損。第一環槽熱負荷高，活塞環槽的封氣效果不好，使熱效率降低。活塞頭部外形為橢圓柱形不具備導向條件，易產生敲缸問題。活塞裙部在冷態時做成橢圓錐形，在高負荷的情況下，活塞裙部外圓與缸壁之間形成高速彈性擠壓變形摩擦，出現外圓表面撕裂和拉傷，嚴重時會卡缸或膠接。因此，現有非增壓發動機上的活塞不能適用於大功率增壓發動機的要求。
本實用新型的目的是提供一種高負荷活塞，以適應廢氣渦輪增壓柴油機的高功率、惡劣工作條件和較高燃氣壓力，提高其使用壽命，降低其油耗。
本實用新型是這樣實現的活塞銷孔採用內錐形孔，在第一道氣環槽鑲嵌奧氏體鑄鐵耐熱圈，活塞外採用中凸變橢圓型線，即頭部採用變橢圓錐形型線，裙部以外徑最大點為界，上下分別為一拋物線形。
活塞銷孔採用內錐形孔，可使活塞銷座順應活塞銷工作時的彎曲變形，削弱銷座內上端的應力峰值，起到均衡銷座壓應力的作用。同時，也完全消除了正圓形孔銷座所產生的套裝應力。試驗證明，內錐形銷孔比常規正圓形銷孔活塞銷座承載能力提高40％以上，單位面積功率由0.245Ps／cm2提高到0.35Ps／cm2，同時可比常規活塞組重量輕2％以上。第一道氣環槽處鑲嵌奧氏體鑄鐵耐熱圈，增加了環槽的耐磨性和耐熱性，保證了環與環槽側面完全貼合，有利於密封，使竄氣量降低40％左右，壽命提高50％以上。活塞外圓採用中凸變橢圓型線，能夠保證在熱工作狀態下，活塞裙部表面與缸套內表面充分貼合，能夠保證活塞與缸套間的最小配缸間隙，降低噪音。同時也能夠使活塞在上下運行過程中與缸套間形成油楔而實現動力潤滑，避免了活塞和缸套表面的幹摩擦。本實用新型之110系列高負荷活塞具有噪音小、油耗低、重量輕、壽命長和承載能力高等特點，適合於高負荷的增壓發動機。
以下結合
本實用新型的具體結構。
圖1是本實用新型結構的示意圖。圖2是其Ⅰ局部即銷孔部分的放大圖。圖3是其Ⅱ局部即耐熱圈鑲嵌部分的放大圖。圖4是其外圓型線的示意圖。圖5是其Ⅲ局部即刀紋的放大圖。
如附圖所示，本實用新型之高負荷活塞，由頭部、環岸、銷孔和裙部組成，銷孔(1)為內錐形孔，在第一道氣環槽處鑲嵌有奧氏體鑄鐵耐熱圈(2)，活塞外圓為中凸變橢圓型線，頭部為橢圓錐形型線，裙部以其外徑最大點為界，上下分別為拋物線形。
如圖4所示，圖中a線表示了活塞頭部橢圓度的變化規律；b線表示了活塞裙部橢圓度的變化規律；c線表示了活塞裙部外徑的變化規律。活塞頭部的橢圓度，上端為0.03mm，下端為0.13mm，橢圓度變化規律為線性變化，裙部外徑最大點在裙底端上方5mm處，裙部下端橢圓度為0.3158mm，裙部上端橢圓度為0.43mm，橢圓度變化規律為從0.3158mm到0.43mm的線性變化。
如圖5所示，在本實用新型之高負荷活塞的裙部外表面加工有寬0.2mm、深0.008～0.016mm的特殊刀紋(3)。這便於儲油和有利於潤滑，因而減少了活塞摩擦損失，使機油耗和燃油耗都有所降低。
本實用新型特別適合於功率為200～220馬力，轉速為2600轉／分，油耗為170g／PS·h，最大扭矩為62公斤·米的6110型增壓柴油機。
權利要求1.高負荷活塞，由頭部、環岸、銷孔和裙部組成，其特徵在於，銷孔(1)為內錐形孔，在第一道氣環槽處鑲嵌有奧氏體鑄鐵耐熱圈(2)，活塞外圓為中凸變橢圓型線，頭部為變橢圓錐形型線，裙部以其外徑最大點為界，上下分別為拋物線形。
2.如權利要求1所述的高負荷活塞，其特徵在於，所述的活塞頭部的橢圓度，上端為0.03mm，下端為0.13mm，橢圓度變化規律為線性變化，所述的裙部外徑最大點在裙底端上方5mm處，裙部下端橢圓度為0.3158mm，裙部上端橢圓度為0.43mm，橢圓度變化規律為從0.3158mm到0.43mm的線性變化。
3.如權利要求1所述的高負荷活塞，其特徵在於，在所述的裙部外表面加工有寬0.2mm、深0.008～0.016mm的特殊刀紋。
專利摘要本實用新型提供了一種高負荷活塞，在這種活塞上，銷孔(1)為內錐形孔，第一道氣環槽處鑲嵌有奧氏體鑄鐵耐熱圈(2)，活塞外圓為中凸變橢圓形線，頭部為變橢圓錐形線，裙部以其外徑最大點為界，上下分別為拋物線形，橢圓度變化規律為線性變化，這種活塞具有噪音小、油耗低、重量輕、壽命長和承載能力高等優點，單位面積功率可由原來的0.245Ps/cm
文檔編號F02F1/18GK2210257SQ94225679
公開日1995年10月18日 申請日期1994年1月28日 優先權日1994年1月28日
發明者王寶沛, 林風華, 李成儉, 李文學, 李森 申請人:山東活塞廠