用于汽油機的輕量化降噪音活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型提供了一種用于汽油機的活塞，特別涉及一種用于汽油機的輕量化降噪音活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽油機活塞包括活塞頂、活塞裙、環(huán)區(qū)、銷孔、銷座等結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的汽油機都在向高功率、高爆壓的方向發(fā)展，隨著發(fā)動機性能的提高，排放要求也越來越嚴。在這種大環(huán)境下，活塞的輕量化就顯得尤為重要，但傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的活塞已不能滿足輕量化的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題，是提供一種用于汽油機的活塞，這種活塞能夠滿足輕量化的需求，同時提高了活塞的結(jié)構(gòu)強度，改善發(fā)動機的性能。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于汽油機的輕量化降噪音活塞，活塞本體設有與其一體的活塞裙、活塞環(huán)區(qū)、活塞銷座、活塞面窗和活塞外銷座，在活塞面窗部位設有環(huán)背凹腔，所述的活塞裙的主推力側(cè)裙壁在厚度上厚于次推力側(cè)裙壁，主推力側(cè)面窗壁在寬度上要等于或大于次推力側(cè)面窗壁；所述的活塞銷座和銷孔向主推力側(cè)偏置設定的距離。
[0006]所述的設定距離為0.4mm-lmm。
[0007]在活塞面窗環(huán)區(qū)處的活塞外銷座部位采用環(huán)背凹腔加強筋結(jié)構(gòu)，環(huán)背凹腔將被加強筋分割成三個獨立的區(qū)域。
[0008]所述加強筋采用與活塞環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強筋向活塞頂縮進設定高度；如果面窗處環(huán)區(qū)部位強度足夠，該加強筋可以取消，環(huán)背凹腔5a、5b、5c合成一體。
[0009]所述的面窗壁結(jié)構(gòu)為直線型或弧形。
[0010]位于銷孔水平中心線以上的活塞裙部，其端面為直線，端面與銷孔中心線的最小夾角為10° -45。O
[0011]所述的活塞環(huán)區(qū)在第一環(huán)槽部位采用活塞本體合金材料，或者采用鑄鐵鑲?cè)M行強度加強。
[0012]為了保證環(huán)背凹腔足夠大，兩個面窗壁的內(nèi)表面之間形成15° -40°的角度。
[0013]所述活塞，其材料為鋁合金或其它輕質(zhì)合金。
[0014]本實用新型的有益效果如下:
[0015]活塞裙部在主推力側(cè)和次推力側(cè)在外圓面上外觀完全一致，出于輕量化和結(jié)構(gòu)強度的考慮，次推力側(cè)裙壁厚度要小于主推力側(cè)裙壁厚度，這樣即滿足了結(jié)構(gòu)強度的需要，同時又降低了活塞重量，實現(xiàn)了活塞輕量化的目的；面窗壁的設計也是出于同樣的考慮。
[0016]在活塞面窗部位設計有環(huán)背凹腔，采用這種結(jié)構(gòu)的活塞，和傳統(tǒng)活塞相比，在重量上能夠降低10% -15%，極大的降低了活塞重量。
[0017]為了降低發(fā)動機運轉(zhuǎn)噪音，提高舒適性，活塞銷座和銷孔采用向主推力側(cè)偏置一定距離t的設計，t值范圍0.4mm-lmm。
[0018]在活塞面窗部位設計有環(huán)背凹腔，為了保證活塞在該部位強度足夠，在活塞外銷座部位環(huán)背凹腔里設計有加強筋結(jié)構(gòu)，加強筋采用與環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強筋向活塞頂縮進設定高度，如果面窗處環(huán)區(qū)部位強度足夠，該加強筋可以取消，環(huán)背凹腔5a、5b、5c合成一體。
[0019]為了保證環(huán)背凹腔足夠大，在面窗壁時面窗壁會有一個向內(nèi)的角度α，α的取值范圍為15° -40°。如果面窗壁角度α比較大，將導致活塞裙部上端變得比較狹窄，為了保證活塞裙部有一個足夠的接觸面，裙部設計時可以采用在銷孔上方設計一個角度β，該角度范圍一般為20° -90°。
[0020]在活塞設計時，第一環(huán)槽部位可以采用活塞本體材料，如果爆壓、升功率、壓縮比等參數(shù)足夠大的情況下，可以考慮采用鑄鐵鑲?cè)Y(jié)構(gòu)對第一環(huán)槽部位進行強化。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)的主視剖面圖；
[0022]圖2是圖1的仰視圖；
[0023]圖3是圖1的剖視圖；
[0024]圖4是圖1視圖中M-M剖視圖；
[0025]圖5是圖1的左視圖；
[0026]圖中:I活塞頂，2活塞裙部，3活塞銷座，4a、4b面窗壁，5a、5b、5c環(huán)背凹腔，6環(huán)背凹腔加強筋，7主推力側(cè)裙壁，8次推力側(cè)裙壁，9環(huán)區(qū)，10銷孔中心線，11活塞中心線。
【具體實施方式】
[0027]附圖1-5公開了本實用新型的具體方案，該活塞適用于四沖程汽油發(fā)動機。該活塞以較為傳統(tǒng)的方式設計了活塞頂1、環(huán)區(qū)9、活塞裙部2、活塞銷座3等結(jié)構(gòu)。
[0028]為了降低活塞重量，實現(xiàn)活塞的輕量化設計，該設計方案輕量化方面采取措施如下:
[0029]1.在面窗部位設計環(huán)背凹腔；
[0030]2.次推力側(cè)裙壁8厚度小于主推力側(cè)裙壁7 ;
[0031]3.次推力側(cè)面窗壁4a寬度等于或小于主推力側(cè)面窗壁4b。
[0032]圖1公開的是銷座和銷孔的偏置設計方案以及第一環(huán)槽部位設計的備選方案。
[0033]為了降低發(fā)動機的運轉(zhuǎn)噪音，活塞銷座3和銷孔向主推力側(cè)偏置距離t，t值范圍0.;即銷孔中心線10與活塞中心線11之間的距離為t ;為了保證活塞第一環(huán)槽部位的結(jié)構(gòu)強度，在活塞設計時，第一環(huán)槽部位可以采用活塞本體材料，如果爆壓、升功率、壓縮比等參數(shù)足夠大的情況下，可以考慮采用鑄鐵鑲?cè)Y(jié)構(gòu)對第一環(huán)槽部位進行強化。
[0034]圖3公開的是加強筋結(jié)構(gòu)，
[0035]為了保證活塞環(huán)背凹腔部位強度足夠，在活塞外銷座部位環(huán)背凹腔里設計有加強筋6結(jié)構(gòu)，加強筋6可采用與環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強筋向活塞頂縮進一定高度h，如果面窗處環(huán)區(qū)部位強度足夠，該加強筋可以取消，環(huán)背凹腔5a、5b、5c合成一體。
[0036]為了保證環(huán)背凹腔足夠大，在面窗壁時面窗壁會有一個向內(nèi)的角度α，α的取值范圍為15° -40°。如果面窗壁角度α比較大，將導致活塞裙部上端變得比較狹窄，為了保證活塞裙部有一個足夠的接觸面，裙部設計時可以采用在銷孔上方設計一個角度β，該角度范圍一般為20° -90°。
[0037]圖4公開的角度α為兩側(cè)的面窗壁之間的夾角，該夾角的設計是為了能夠在設計環(huán)背凹腔時獲得更大的空間，現(xiàn)在設計時該角度度數(shù)一般為15° -40°。
[0038]圖5公開的角度β是為了保證裙部有足夠大的接觸面積而設計的。
[0039]在設計環(huán)背凹腔時，如果角度α足夠大的話，裙部上端就會變的比較狹窄，接觸面積變小，為了保證裙部有足夠的接觸面積，裙部的上端面設置成直線，且兩個直線采用一個β角度的設計，該角度的起始點位于銷孔中心線以上區(qū)域，角度范圍一般為20。-90。。
[0040]本實用新型中，活塞材料采用的是山東濱州渤?；钊煞萦邢薰狙兄频南盗袖X合金材料和其它輕質(zhì)合金材料。
[0041]本實用新型的附圖僅表示了一種實施案例，具體形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸可以在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，做出變化和調(diào)整。
【主權(quán)項】
1.一種用于汽油機的輕量化降噪音活塞，包括活塞本體，在所述的活塞本體設有與其為一體的活塞裙、活塞環(huán)區(qū)、活塞銷座、活塞面窗和活塞外銷座，其特征在于:在活塞面窗部位設有環(huán)背凹腔，所述的活塞裙的主推力側(cè)裙壁在厚度上厚于次推力側(cè)裙壁，主推力側(cè)面窗壁在寬度上要等于或大于次推力側(cè)面窗壁；所述的活塞銷座和銷孔向主推力側(cè)偏置設定的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述的活塞銷座和銷孔向主推力側(cè)偏置設定的距離，所述的距離為0.
3.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，在活塞外銷座部位設有加強筋，所述的環(huán)背凹腔將被加強筋分割成三個獨立的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述加強筋采用與活塞環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強筋向活塞頂縮進設定的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述的活塞面窗壁結(jié)構(gòu)為直線型或弧形。
6.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，位于銷孔水平中心線以上的活塞裙部，其端面與銷孔中心線的最小夾角為10° -45°。
7.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述的活塞環(huán)區(qū)在第一環(huán)槽部位采用活塞本體合金材料，或者采用鑄鐵鑲?cè)M行強度加強。
8.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述活塞，其材料為鋁合金。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于汽油機的輕量化降噪音活塞，包括活塞本體，在所述的活塞本體設有與其為一體的活塞裙、活塞環(huán)區(qū)、活塞銷座、活塞面窗和活塞外銷座，在活塞面窗部位設有環(huán)背凹腔，所述的活塞裙的主推力側(cè)裙壁在厚度上厚于次推力側(cè)裙壁，主推力側(cè)面窗壁在寬度上要等于或大于次推力側(cè)面窗壁；所述的活塞銷座和銷孔向主推力側(cè)偏置設定的距離。
【IPC分類】F02F3-00
【公開號】CN204327307
【申請?zhí)枴緾N201420698346
【發(fā)明人】林風華, 祝傳亮, 馬學軍, 王世利, 馬呈新
【申請人】山東濱州渤?；钊煞萦邢薰?br>【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月19日