1.一種活塞,包括:
上壁,所述上壁圍繞中心軸并限定燃燒表面;
外部肋,所述外部肋從所述上壁延伸到底壁并限定外表面;
內(nèi)部肋,所述內(nèi)部肋布置在所述外部肋與所述中心軸之間,并從所述上壁延伸到所述底壁;
所述上壁、所述肋和所述底壁在它們之間限定冷卻室;
所述外部肋包括多個(gè)環(huán)形槽;
所述多個(gè)環(huán)形槽包括第一環(huán)形槽以及第二環(huán)形槽,所述第一環(huán)形槽是最靠近所述燃燒表面的環(huán)形槽,所述第二環(huán)形槽是第二靠近所述燃燒表面的環(huán)形槽;
每個(gè)所述環(huán)形槽均包括一對(duì)側(cè)面,所述側(cè)面從所述外表面向內(nèi)延伸到底面;
所述第一環(huán)形槽的側(cè)面垂直于所述第一環(huán)形槽的底面延伸;以及
所述第二環(huán)形槽的至少一個(gè)側(cè)面布置成相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度的角度。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,所述多個(gè)環(huán)形槽包括第三環(huán)形槽,所述第三環(huán)形槽是第三靠近所述燃燒表面的環(huán)形槽;并且所述第三環(huán)形槽的側(cè)面垂直于所述第三環(huán)形槽的底面延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的活塞,其特征在于,所述活塞包括在所述外部肋上的、不超過(guò)三個(gè)的環(huán)形槽。
4.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,除了所述第二環(huán)形槽以外,所有的所述環(huán)形槽的側(cè)面都垂直于所述底面延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,第二靠近所述燃燒表面的所述第二環(huán)形槽的側(cè)面被布置成相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度但不大于135度的角度。
6.如權(quán)利要求5所述的活塞,其特征在于,所述第二環(huán)形槽的兩個(gè)側(cè)面被布置成相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度但不大于135度的角度。
7.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,所述環(huán)形槽彼此軸向?qū)R并通過(guò)所述外部肋的外表面而彼此軸向隔開;每個(gè)所述環(huán)形槽從所述外表面向所述中心軸徑向向內(nèi)并圍繞所述中心軸周向延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,每個(gè)所述環(huán)形槽沿所述冷卻室軸向布置在所述冷卻室的徑向外側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,所述活塞包括焊接在一起并一起形成所述外部肋的上活塞部件和下活塞部件,其中所述第二環(huán)形槽的一個(gè)側(cè)面和底面由所述上活塞部件提供,所述第二環(huán)形槽的另一個(gè)側(cè)面由所述下活塞部件提供。
10.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,所述環(huán)形槽的底面平行于所述中心軸和平行于所述外表面延伸;
所述底面彼此軸向?qū)R;
每個(gè)所述底面的長(zhǎng)度平行于所述中心軸從所述側(cè)面中的一個(gè)延伸到所述環(huán)形槽中的另一個(gè)側(cè)面;
每個(gè)所述底面與所述冷卻通道隔開的距離不大于所述底面的長(zhǎng)度的三倍;
所述外表面限定在所述燃燒表面與所述第一環(huán)形槽之間的第一距離,在所述第一環(huán)形槽與所述第二環(huán)形槽之間的第二距離,以及在所述第二環(huán)形槽與所述第三環(huán)形槽之間的第三距離;所述第一距離不大于所述第一環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度的五倍;所述第二距離和所述第三距離每個(gè)均不大于所述第一環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度的三倍。
11.如權(quán)利要求1所述的活塞,其特征在于,在所述活塞在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間,所述第一環(huán)形槽的溫度大于280℃,所述第二環(huán)形槽的溫度在200℃與280℃之間。
12.一種活塞,所述活塞包括:
由金屬材料制成的上活塞部件,所述上活塞部件環(huán)繞中心軸并沿所述中心軸從上壁縱向延伸到第一上部接合表面和第二上部接合表面;
所述上活塞部件的金屬材料是鋼、鑄鐵或鋁材料;
所述上活塞部件的上壁包括燃燒表面,所述燃燒表面限定環(huán)繞所述中心軸延伸的碗邊緣和從所述碗邊緣向所述中心軸向內(nèi)和向下延伸的燃燒碗;
所述上壁的燃燒表面在所述中心軸處限定由所述燃燒碗圍繞的頂點(diǎn);
所述上活塞部件包括上外部肋,所述上外部肋從所述上壁的碗邊緣下垂,并且環(huán)繞所述中心軸和沿所述中心軸縱向延伸到所述第一上部接合表面;
所述上外部肋限定環(huán)繞所述中心軸延伸的、背離所述中心軸的上部外表面;
所述上活塞部件包括布置在所述上外部肋與所述中心軸之間的上內(nèi)部肋;
所述上內(nèi)部肋從所述上壁下垂到所述燃燒碗下方,并環(huán)繞所述中心軸和沿所述中心軸縱向延伸到所述第二上部接合表面;
所述第一上部接合表面和第二上部接合表面是平坦的,并且垂直于所述中心軸延伸;
下活塞部件由金屬材料制成,并且環(huán)繞所述中心軸環(huán)和沿中心軸縱向延伸;
所述下活塞部件的金屬材料是鋼、鑄鐵或鋁材料;
所述下活塞部件包括從底壁延伸到第一下部接合表面的下外部肋,所述第一下部接合表面和所述第一上部接合表面之間包括焊縫;
所述底壁垂直于所述中心軸并圍繞所述中心軸延伸;
所述下外部肋環(huán)繞所述中心軸、從所述底壁向上延伸到所述第一下部接合表面;
所述下外部肋限定環(huán)繞所述中心軸延伸的、與所述上部外表面對(duì)齊的下部外表面;
所述下活塞部件包括下內(nèi)部肋,所述下內(nèi)部肋通過(guò)所述底壁與所述下外部肋分隔開并從所述下外部肋徑向向內(nèi)布置;
所述下內(nèi)部肋從所述底壁延伸到第二下部接合表面,所述第二下部接合表面和所述第二上部接合表面之間包括焊縫;
所述下內(nèi)部肋環(huán)繞所述中心軸和從所述底壁向上延伸到第二下部接合表面;
所述第一下部接合表面和第二下部接合表面是平坦的,并且垂直于所述中心軸;
所述焊接的內(nèi)部肋、所述焊接的外部肋、所述上壁和所述底壁在它們之間形成冷卻室;
所述冷卻室是閉合的,并且圍繞所述中心軸環(huán)形延伸;
所述內(nèi)部肋包圍所述中心軸并在所述中心軸處形成冷卻通道;
所述冷卻通道沿所述上壁是閉合的,并且沿背離所述上壁的方向開放;
所述下活塞部件包括一對(duì)銷殼,所述銷殼從所述底壁向下延伸,遠(yuǎn)離所述上活塞部件;
每個(gè)所述銷殼限定銷孔,所述銷孔沿垂直于所述中心軸的第二軸彼此對(duì)齊;
所述下活塞部件包括一對(duì)裙邊部分,每個(gè)所述裙邊部分從所述底壁下垂并且通過(guò)所述銷殼中的一個(gè)彼此隔開;
所述外部肋總共包括三個(gè)環(huán)形槽,每個(gè)環(huán)形槽從所述外表面向所述中心軸徑向向內(nèi)且圍繞所述中心軸周向延伸,用于保持活塞環(huán);
所述外部肋總共包括不超過(guò)三個(gè)環(huán)形槽;
所述三個(gè)環(huán)形槽包括軸向?qū)R且通過(guò)所述外部肋的外表面彼此隔開的第一環(huán)形槽、第二環(huán)形槽和第三環(huán)形槽;
所述第一環(huán)形槽是最靠近所述燃燒表面的環(huán)形槽;
所述第二環(huán)形槽是第二靠近所述燃燒表面的、被布置在所述第一環(huán)形槽與所述第三環(huán)形槽之間的環(huán)形槽;
所述第三環(huán)形槽是離所述燃燒表面最遠(yuǎn)的、被布置在所述第二環(huán)形槽與所述底壁之間的環(huán)形槽;
每個(gè)所述環(huán)形槽沿所述冷卻室軸向布置在所述冷卻室的徑向外側(cè);
每個(gè)所述環(huán)形槽包括一對(duì)側(cè)面,所述側(cè)面從所述外表面向內(nèi)延伸到底面;
所述第一環(huán)形槽的側(cè)面垂直于所述第一環(huán)形槽的底面延伸,用于保持具有矩形形狀的活塞環(huán);
所述第三環(huán)形槽的側(cè)面垂直于所述第三環(huán)形槽的底面延伸,用于保持具有矩形形狀的活塞環(huán);
所述第二環(huán)形槽的至少一個(gè)側(cè)面被布置成相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度的角度,用于保持具有梯形形狀的活塞環(huán);
所述第二環(huán)形槽的一個(gè)側(cè)面和底面由所述上活塞部件提供,而所述第二環(huán)形槽的另一個(gè)側(cè)面由所述下活塞部件提供;
所述環(huán)形槽的底面彼此軸向?qū)R,并且平行于所述中心軸和平行于所述外表面延伸;
每個(gè)所述底面的長(zhǎng)度平行于所述中心軸、從所述側(cè)面中的一個(gè)延伸到所述側(cè)面中的另一個(gè),所述第三環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度大于所述第二環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度,并且大于所述第一環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度;
每個(gè)所述底面與所述冷卻室隔開的距離不大于所述底面的長(zhǎng)度的三倍;
所述外表面限定從所述燃燒表面到所述第一環(huán)形槽延伸第一距離的第一刃帶,從所述第一環(huán)形槽到所述第二環(huán)形槽延伸第二距離的第二刃帶,和從所述第二環(huán)形槽到所述第三環(huán)形槽延伸第三距離的第三刃帶;
所述第一距離不大于所述第一環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度的五倍;以及
所述第二距離和所述第三距離不大于所述第一環(huán)形槽的底面的長(zhǎng)度的三倍。
13.一種形成活塞的方法,所述方法包括以下步驟:
提供活塞,所述活塞包括圍繞中心軸和限定燃燒表面的上壁,從所述上壁延伸到底壁并限定外表面的外部肋,以及從所述上壁延伸到所述底壁、被布置在所述外部肋與中心軸之間的內(nèi)部肋,所述上壁、肋條和底壁在它們之間限定冷卻室;以及
在所述外部肋中形成多個(gè)環(huán)形槽;
所述形成環(huán)形槽的步驟包括形成第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽,所述第一環(huán)形槽是最靠近燃燒表面的環(huán)形槽,所述第二環(huán)形槽是第二靠近燃燒表面的環(huán)形槽;以及
所述形成環(huán)形槽的步驟包括形成帶有從所述外表面向內(nèi)延伸到底面的一對(duì)側(cè)面的每個(gè)環(huán)形槽,所述第一環(huán)形槽的側(cè)面垂直于所述第一環(huán)形槽的底面延伸,所述第二環(huán)形槽的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度的角度延伸。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述形成環(huán)形槽的步驟包括形成第三環(huán)形槽,所述第三環(huán)形槽是離燃燒表面最遠(yuǎn)的環(huán)形槽;并且將所述第三環(huán)形槽形成為具有垂直于所述第三環(huán)形槽的底面延伸的側(cè)面。
15.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述形成環(huán)形槽的步驟包括在外部肋中形成不超過(guò)三個(gè)環(huán)形槽。
16.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述形成環(huán)形槽的步驟包括除了所述第二環(huán)形槽的至少一個(gè)側(cè)面以外,將所有環(huán)形槽的側(cè)面形成為垂直于底面延伸。
17.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述形成環(huán)形槽的步驟包括以相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度但不大于135度的角度形成最靠近燃燒表面的第二環(huán)形槽的側(cè)面。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,所述方法包括以相對(duì)于所述第二環(huán)形槽的底面成大于90度但不大于135度的角度形成第二環(huán)形槽的兩個(gè)側(cè)面。
19.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述形成環(huán)形槽的步驟包括機(jī)械加工或鑄造。
20.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法包括提供上活塞部件和下活塞部件,并且把所述上活塞部件焊接到所述下活塞部件,其中每個(gè)活塞部件提供所述外部肋的一部分和所述內(nèi)部肋的一部分。