內(nèi)燃機(jī)活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有裙部部件（8、9）的內(nèi)燃機(jī)活塞（1），裙部部件一方面具有內(nèi)表面（17、18），另一方面具有外表面（14、19），內(nèi)表面對(duì)應(yīng)裙部部件（8、9）的這種區(qū)域，在該區(qū)域中裙部部件（8、9）比活塞直徑“D”的7%更薄，外表面徑向向外限定了裙部部件（8、9）的這種區(qū)域，該區(qū)域在圓周方向上看處于銷孔軸（15）兩側(cè)大于40°的角度范圍（20、20’）之外。對(duì)此內(nèi)表面（17、18）面積和外表面（14、19）面積之比大于60%。由此裙部部件可彈性伸縮，這使得在溫度引起的活塞裙徑向膨脹時(shí)減小了裙部部件施加到氣缸內(nèi)壁上的壓力，由此降低活塞的摩擦功率損失和裝配有根據(jù)本發(fā)明活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)的CO2排放量。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)燃機(jī)活塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)活塞，該活塞具有活塞頂，活塞環(huán)部和活塞裙連接在該活塞頂?shù)膹较蛲獠可?，其中活塞裙由兩個(gè)相互面對(duì)的裙部部件構(gòu)成，這兩個(gè)裙部部件鄰接在各自具有一個(gè)銷孔的銷轂上。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)頭所述類型的活塞由公開(kāi)文獻(xiàn)DE4326978已知。對(duì)此不利之處在于，在活塞環(huán)部的區(qū)域中非常緊湊地形成裙部部件，因此在由溫度引起的、活塞的徑向膨脹過(guò)程中在氣缸壁和活塞裙之間產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力提高了裙部部件在氣缸內(nèi)壁上的壓力，由此增加了摩擦功率損失并且因此增加了裝配有已知活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)的CO2排放量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并且提供具有降低的CO2排放量的活塞。
[0004]該目的這樣得以實(shí)現(xiàn)，S卩，裙部部件具有內(nèi)表面，這些內(nèi)表面徑向向內(nèi)地限定了裙部部件的這樣的區(qū)域，在這些區(qū)域中裙部部件比活塞直徑“D”的7%更薄；裙部部件具有外表面，這些外表面徑向向外地限定了裙部部件的這樣的區(qū)域，在圓周方向上觀察這些區(qū)域處于銷孔軸兩側(cè)的角度范圍之外，其中該角度范圍由銷孔軸和垂直于活塞軸并且和銷孔軸相交的直線限定，在圓周方向上觀察這些直線位于銷孔軸的兩側(cè)并且分別和銷孔軸構(gòu)成大于40°的角度；內(nèi)表面的面積和外表面的面積之比大于60%。
[0005]由此實(shí)現(xiàn)了，能夠彈性伸縮地形成裙部部件，以致于該裙部部件在由溫度所引起的活塞徑向膨脹時(shí)變得松弛，由此減小了裙部部件施加到氣缸內(nèi)壁上的壓力，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中降低了摩擦功率損失，并且也因此降低了裝配有根據(jù)本發(fā)明的活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)的CO2排放量。
[0006]本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)是從屬權(quán)利要求的主體。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]下面根據(jù)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施例。其中
[0008]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的柴油機(jī)活塞的立體示意圖，
[0009]圖2示出了沿著垂直于銷孔軸并且位于活塞軸上的平面穿過(guò)根據(jù)圖1的活塞的截面圖，
[0010]圖3示出了具有裙部部件外表面圖示的活塞的側(cè)視圖，以及
[0011]圖4示出了裙部部件的內(nèi)視圖。
[0012]附圖標(biāo)記說(shuō)明[0013]H、D、S尺寸
[0014]I活塞
[0015]2活塞頂
[0016]3活塞頂凹坑
[0017]4、4’、4’’、4’’’ 氣門(mén)袋
[0018]5活塞頂岸
[0019]6活塞環(huán)部
[0020]7活塞裙
[0021]8、9裙部部件
[0022]10、11銷轂
[0023]12、13銷孔
[0024]14裙部部件8的外表面
[0025]15銷孔軸
[0026]16活塞軸
[0027]17裙部部件8的內(nèi)表面
[0028]18裙部部件9的內(nèi)表面
[0029]19裙部部件9的外表面
[0030]20、20’角度范圍
[0031]21、21’直線
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1和圖2示出了由鋁制成的柴油機(jī)活塞1，在其活塞頂2中成型有活塞頂凹坑3和四個(gè)氣門(mén)袋4、4’、4’ ’、4’ ’ ’。在活塞頂2上的徑向外部連接有活塞頂岸5、活塞環(huán)部6和活塞裙7?；钊?由兩個(gè)相互面對(duì)的裙部部件8和9構(gòu)成，這兩個(gè)裙部部件鄰接在各具有一個(gè)銷孔12、13的銷轂10、11上。在圖1中能夠容易看出裙部部件8的外表面14。
[0033]圖1中示出了作為輔助線的直線21、21’，這些直線垂直于活塞軸16并且和銷孔軸15相交，在圓周方向上觀察這些直線設(shè)置在銷孔軸15的兩側(cè)，并且這些直線限定了位于銷孔軸15兩側(cè)的角度范圍20、20’，這些角度范圍大于40°并且和銷轂10、11位于裙部部件的外表面14、19之外的范圍相一致。
[0034]圖2以沿著垂直于銷孔軸15并且位于活塞軸16上的平面示出了活塞I的截面圖。在截面圖中所示的裙部部件8、9具有這樣的橫截面，該橫截面的徑向直徑朝向下面的、遠(yuǎn)離活塞頂?shù)哪┒酥饾u減小。在具有裙部部件8和9的長(zhǎng)度“H”的內(nèi)表面17、18的上端處，裙部部件8和9的厚度“S”是活塞直徑“D”的7%并且向下逐漸減小，該長(zhǎng)度等于內(nèi)表面17、18的軸向最大長(zhǎng)度(參見(jiàn)圖4)。裙部部件8、9在內(nèi)表面17、18的區(qū)域中的最大厚度“S”在這里必須小于活塞直徑“D”的7%。
[0035]圖3示出了活塞I的側(cè)視圖，該圖示出了裙部部件8的外表面14，而圖4示出了裙部部件8的內(nèi)表面17，其中表面 17和裙部部件8的這個(gè)區(qū)域是相同的，在該區(qū)域中裙部部件8比活塞直徑“D”的7%更薄。表面17的面積和表面14的面積之比大于60%，優(yōu)選在65%和78%之間，這也適用于裙部部件9的內(nèi)表面18的面積和外表面19的面積之比。因此，在受壓側(cè)的裙部部件中和背壓側(cè)的裙部部件中以及在兩個(gè)裙部部件中存在根據(jù)本發(fā)明的、裙部部件的內(nèi)表面17、18和外表面14、19的面積之比。
[0036]在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，裙部部件8、9的外表面14、19特別緊貼在內(nèi)燃機(jī)的氣缸套壁上，其中，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于活塞I的、較大的、徑向的熱膨脹相對(duì)于由鋼鐵材料制成的氣缸套的、與此相比較小的、徑向的熱膨脹而在裙部部件8、9中產(chǎn)生接觸力，因此裙部部件8、9隨著不斷加熱以增加的力通過(guò)裙部部件的外表面14、19擠壓在氣缸套的內(nèi)表面上，這在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中增加了活塞I的摩擦功率損失并并從而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的CO2排放量。
[0037]為了減小這個(gè)力并從而降低摩擦功率損失和發(fā)動(dòng)機(jī)的CO2排放量，如上所述地確定裙部部件的大小，這使得更加具有彈性地形成裙部部件，因此在活塞由溫度所引起膨脹時(shí)裙部部件變得松弛，由此減小了裙部部件壓在氣缸內(nèi)表面上的力，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中降低了摩擦功率損失并從而最終降低了內(nèi)燃機(jī)的CO2排放量。
[0038]這里需要注意的是，不要讓氣缸中的活塞引導(dǎo)件受到損害，所以裙部部件的、基于上述測(cè)量準(zhǔn)則所提供的、能夠彈性伸縮的區(qū)域不要過(guò)大。
[0039]一般來(lái)說(shuō)這樣設(shè)計(jì)活塞形狀，即，硬的柄桿部分的厚度大于活塞直徑的7%，由此為硬的柄桿部分設(shè)置大的空隙，從而在活塞由溫度所引起膨脹時(shí)，該空隙足夠使得硬的柄桿部分的這個(gè)區(qū)域不會(huì)通過(guò)活塞和氣缸之間的接觸而受到直接的壓應(yīng)力。
[0040]為了保證在氣缸中還能引導(dǎo)活塞，軟的柄桿部分必須至少是整個(gè)柄桿的60%。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)活塞(I)，所述活塞具有活塞頂(2 )，活塞環(huán)部(6 )和活塞裙(7 )連接在所述活塞頂?shù)膹较蛲獠可?，其中所述活塞?7)由兩個(gè)相互面對(duì)的裙部部件(8、9)構(gòu)成，所述裙部部件鄰接在各自具有一個(gè)銷孔(12、13)的銷轂(10、11)上，其特征在于，所述裙部部件(8、9)具有內(nèi)表面(17、18)，所述內(nèi)表面徑向向內(nèi)地限定了裙部部件(8、9)的這樣的區(qū)域，在這些區(qū)域中裙部部件(8、9)比活塞直徑“D”的7%更薄；所述裙部部件(8、9)具有外表面(14、19)，所述外表面徑向向外地限定了裙部部件(8、9)的這樣的區(qū)域，在圓周方向上觀察所述區(qū)域處于銷孔軸(15)兩側(cè)的角度范圍(20、20’ )之外，其中所述角度范圍(20、20’ )由銷孔軸(15)和垂直于活塞軸(16)并且和銷孔軸(15)相交的直線(21、21’)限定，在圓周方向上觀察所述直線位于銷孔軸(15)的兩側(cè)并且分別和銷孔軸(15)構(gòu)成大于40°的角度；內(nèi)表面(17、18)的面積和外表面(14、19)的面積之比大于60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(I)，其特征在于，內(nèi)表面(17、18)的面積和外表面(14、19)的面積之比大于65%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(I)，其特征在于，內(nèi)表面(17、18)的面積和外表面(14、19)的面積之比大于72%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(I)，其特征在于，內(nèi)表面(17、18)的面積和外表面(14、19)的面積之比大于78%。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)活塞(1)，其特征在于，所述活塞(I)由招制成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的活塞(I)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用，其中活塞銷直徑和氣缸直徑之比大于0.25，并且壓縮高度和氣缸直徑之比在0.45和0.7之間。
【文檔編號(hào)】F02F3/02GK103890362SQ201280052344
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】馬庫(kù)斯·亞歷山大·希爾施 申請(qǐng)人:馬勒國(guó)際公司