一種具有減重結構的活塞組件的製作方法

2024-02-27 07:25:15

本發明涉及一種汽車發動機的活塞，特別涉及一種具有減重結構的活塞組件。

背景技術：

目前在汽車發動機等機械行業中，活塞在製造時，常用的材料有鋁合金、鑄鐵、鋼，其中鋁合金用的最廣泛的。鋁合金毛坯可以通過鑄造成型，機加後得到活塞成品，而大功率直噴柴油機，材料很多都是採用鑄鐵材料，都是採用同一材料成型，只考慮強度性能，並沒有考慮減重、冷卻及潤滑。但是未來的發展趨勢是保證高動力輸出，低燃油消耗，在滿足可靠性的前提下，質量更輕，則摩擦損失更小。

在活塞連杆總成中，活塞銷的作用是連接活塞和連杆。連接方式分為全浮式連接和半浮式連接，所謂全浮式連接為活塞、活塞銷、連杆均為間隙配合，靠卡簧控制活塞銷的竄動；所謂半浮式連接，是活塞銷與連杆採用過盈配合連接，活塞與活塞銷採用間隙配合連接。目前採用半浮式連接的越來越少，採用全浮式的越來越多，發動機在工作時，活塞銷與銷孔處磨損最嚴重，嚴重時會發生卡死現象，最嚴重就會發生拉缸。怎樣能極少磨損，這是急於解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效減少磨損的具有減重結構的活塞組件。

為解決現有技術，本發明所採用的技術方案是，一種減重結構的活塞組件，包括活塞及活塞銷，其技術要點是，所述的活塞包括帶有上槽和銷座的活塞主體及帶有下槽的套筒，所述的套筒套接在活塞主體外，且與套筒過盈配合，銷座及套筒上分別設置有相對的銷孔，且銷座上的銷孔與套筒上銷孔貫通，上槽及下槽相連通形成冷卻油腔。

作為本發明的套筒的進一步改進，在所述的套筒外還設置有二硫化鉬塗層。

作為本發明的活塞主體的進一步改進，所述的活塞主體為鋼質一體成型結構，所述的套筒為鋁合金套筒。

作為本發明的套筒和活塞主體的進一步改進，所述的套筒上還設置有銷座，套筒的內壁與活塞主體的外壁接觸，套筒上的銷座與活塞主體上的銷座間形成間隙，機油通過上述間隙使活塞銷及活塞銷孔潤滑。

作為本發明中活塞銷的進一步改進，所述的活塞銷包括活塞銷主體及銅套，銅套套接在活塞銷主體的端部。

本發明中具有上述套筒的活塞組件的進一步改進，在套筒的銷孔內表面上設置有卡環槽，在所述的卡環槽內設置有卡簧,卡簧外表面與活塞銷接觸，在軸向對活塞銷進行限位。

本發明中具有上述套筒和活塞主體的活塞組件的進一步改進，在活塞主體上還設置有第一氣環槽、第二氣環槽及油槽，在第一氣環槽內設置有第一氣環、第二氣環槽內設置有第二氣環，在油槽內設置有油環。

本發明的有益效果是：該減重結構的活塞組件，其中的活塞包括帶有上槽和銷座的活塞主體及帶有下槽的套筒，套筒套接在活塞主體外；銷座上的銷孔與套筒上銷孔貫通，上槽及下槽相連通形成冷卻油腔，便於潤滑，此外該結構的活塞還具有強度高、相對質量輕、冷卻效果好、組裝方便的優點，採用全浮式連接，更大的減少相對磨損。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中具有減重結構的活塞組件的剖視圖；

圖2為圖1中活塞主體的結構示意圖；

圖3為圖1中套筒的結構示意圖；

圖4為本發明實施例活塞主體與活塞銷連接後的剖視圖；

序號說明如下：1活塞主體、2燃燒室、3上槽、4第一氣環、5第二氣環、6油環、7下槽、8套筒、9活塞銷、9-1銅套、9-2連接部、9-3活塞銷主體、10卡簧、11銷座、12間隙、13銷座、14卡簧槽、15銷孔、16二硫化鉬塗層、17銷孔。

具體實施方式

使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖1和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本實施例中的減重結構的活塞組件，活塞包括鋼質一體成型結構的活塞主體1及鋁合金材質的套筒8，其中活塞主體1上帶有上槽3和銷座13，套筒8上帶有下槽7，並且在套筒8外還設置有二硫化鉬塗層16，能夠減少初期磨損。活塞主體1、燃燒室2與缸蓋構成發動機燃燒室2，燃氣在發動機燃燒室2內燃燒。

所述的套8套接在活塞主體1外，銷座13上設置有兩個相對的銷孔15，套筒8上設置有兩個相對的銷孔17，且銷孔15與銷孔17相貫通，上槽3及下槽7相連通形成冷卻油腔。上槽3和下槽7都為減重槽，裝配在一起構成冷卻腔，機油可以直接飛濺到上槽3，最後流到下槽7內，起到冷卻作用。

在套筒8的銷孔17內表面上設置有卡環槽14，在卡環槽14內設置有卡簧10,卡簧10表面與活塞銷9接觸，在軸向對活塞銷9進行限位。

在活塞主體1上還設置有第一氣環槽、第二氣環槽及油槽，在第一氣環槽內設置有第一氣環4、第二氣環槽內設置有第二氣環5，在油槽內設置有油環6。本實施例中的第一氣環槽、第二氣環槽、油槽都是機加而成，精度高。

套筒8上還設置有銷座11，套筒8的內壁與活塞主體1的外壁接觸，套筒8上的銷座11與活塞主體1上的銷座13間形成間隙12，機油通過上述間隙12對活塞銷9及銷孔15、銷孔17進行潤滑，該間隙12除了起到對銷孔15、銷孔17的潤滑作用，也考慮到了材料受環境的影響，即高溫受熱膨脹時為銷座間的相互擠壓留有餘地。

活塞銷9進一步包括銅套9-1及活塞銷主體9-3，銅套9-1套接在套筒9-1兩端且與套筒9-1為過盈配合，在裝配前，需要把活塞銷主體9-1放到氮氣中冷卻到60度，處於冷縮狀態，然後再把銅套9-1裝在已經冷卻的活塞銷主體9-3的兩端，隨著溫度的升高，銅套9-1將被張緊。為了減少應力集中，銅套9-1的長度和連接部9-2的長度理論值應相等，只是銅套9-1取公差下限時，連接部9-2應取公差上限值。

雖然以上描述了發明的具體實施方式，但是本領域內的熟練的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，而不背離本發明的原理和實質。本發明的範圍僅由所附權利要求書限定。