用于汽油機(jī)的輕量化降噪音活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提供了一種用于汽油機(jī)的活塞，特別涉及一種用于汽油機(jī)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(jī)活塞包括活塞頂、活塞裙、環(huán)區(qū)、銷孔、銷座等結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在的汽油機(jī)都在向高功率、高爆壓的方向發(fā)展，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，排放要求也越來越嚴(yán)。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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，是提供一種用于汽油機(jī)的活塞，這種活塞能夠滿足輕量化的需求，同時(shí)提高了活塞的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于汽油機(jī)的輕量化降噪音活塞，活塞本體設(shè)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(shè)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(shè)定的距離。
[0006]所述的設(shè)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(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，環(huán)背凹腔將被加強(qiáng)筋分割成三個(gè)獨(dú)立的區(qū)域。
[0008]所述加強(qiáng)筋采用與活塞環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強(qiáng)筋向活塞頂縮進(jìn)設(shè)定高度；如果面窗處環(huán)區(qū)部位強(qiáng)度足夠，該加強(qiáng)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(jìn)行強(qiáng)度加強(qiáng)。
[0012]為了保證環(huán)背凹腔足夠大，兩個(gè)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)度的需要，同時(shí)又降低了活塞重量，實(shí)現(xiàn)了活塞輕量化的目的；面窗壁的設(shè)計(jì)也是出于同樣的考慮。
[0016]在活塞面窗部位設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)運(yùn)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(shè)計(jì)，t值范圍0.4mm-lmm。
[0018]在活塞面窗部位設(shè)計(jì)有環(huán)背凹腔，為了保證活塞在該部位強(qiáng)度足夠，在活塞外銷座部位環(huán)背凹腔里設(shè)計(jì)有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)筋采用與環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強(qiáng)筋向活塞頂縮進(jìn)設(shè)定高度，如果面窗處環(huán)區(qū)部位強(qiáng)度足夠，該加強(qiáng)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(shí)面窗壁會(huì)有一個(gè)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(dǎo)致活塞裙部上端變得比較狹窄，為了保證活塞裙部有一個(gè)足夠的接觸面，裙部設(shè)計(jì)時(shí)可以采用在銷孔上方設(shè)計(jì)一個(gè)角度β，該角度范圍一般為20° -90°。
[0020]在活塞設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)第一環(huán)槽部位進(jìn)行強(qiáng)化。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)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(qiáng)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(shí)施方式】
[0027]附圖1-5公開了本實(shí)用新型的具體方案，該活塞適用于四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。該活塞以較為傳統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)活塞的輕量化設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方案輕量化方面采取措施如下:
[0029]1.在面窗部位設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案以及第一環(huán)槽部位設(shè)計(jì)的備選方案。
[0033]為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(qiáng)度，在活塞設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)第一環(huán)槽部位進(jìn)行強(qiáng)化。
[0034]圖3公開的是加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，
[0035]為了保證活塞環(huán)背凹腔部位強(qiáng)度足夠，在活塞外銷座部位環(huán)背凹腔里設(shè)計(jì)有加強(qiáng)筋6結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)筋6可采用與環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強(qiáng)筋向活塞頂縮進(jìn)一定高度h，如果面窗處環(huán)區(qū)部位強(qiáng)度足夠，該加強(qiáng)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(shí)面窗壁會(huì)有一個(gè)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(dǎo)致活塞裙部上端變得比較狹窄，為了保證活塞裙部有一個(gè)足夠的接觸面，裙部設(shè)計(jì)時(shí)可以采用在銷孔上方設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)是為了能夠在設(shè)計(jì)環(huán)背凹腔時(shí)獲得更大的空間，現(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)的。
[0039]在設(shè)計(jì)環(huán)背凹腔時(shí)，如果角度α足夠大的話，裙部上端就會(huì)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(shè)置成直線，且兩個(gè)直線采用一個(gè)β角度的設(shè)計(jì)，該角度的起始點(diǎn)位于銷孔中心線以上區(qū)域，角度范圍一般為20。-90。。
[0040]本實(shí)用新型中，活塞材料采用的是山東濱州渤海活塞股份有限公司研制的系列鋁合金材料和其它輕質(zhì)合金材料。
[0041]本實(shí)用新型的附圖僅表示了一種實(shí)施案例，具體形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸可以在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，做出變化和調(diào)整。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽油機(jī)的輕量化降噪音活塞，包括活塞本體，在所述的活塞本體設(shè)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(shè)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(shè)定的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機(jī)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(shè)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(jī)的輕量化降噪音活塞，其特征在于，在活塞外銷座部位設(shè)有加強(qiáng)筋，所述的環(huán)背凹腔將被加強(qiáng)筋分割成三個(gè)獨(dú)立的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的用于汽油機(jī)的輕量化降噪音活塞，其特征在于，所述加強(qiáng)筋采用與活塞環(huán)區(qū)下沿齊平的方式，或加強(qiáng)筋向活塞頂縮進(jìn)設(shè)定的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)行強(qiáng)度加強(qiáng)。
8.如權(quán)利要求1所述的用于汽油機(jī)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(shí)用新型公開了一種用于汽油機(jī)的輕量化降噪音活塞，包括活塞本體，在所述的活塞本體設(shè)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(shè)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(shè)定的距離。
【IPC分類】F02F3-00
【公開號(hào)】CN204327307
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420698346
【發(fā)明人】林風(fēng)華, 祝傳亮, 馬學(xué)軍, 王世利, 馬呈新
【申請(qǐng)人】山東濱州渤?；钊煞萦邢薰?br>【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月19日