专利名称：小排量发动机的活塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机配件领域，特别涉及一种小排量发动机的活塞。
背景技术：
活塞作为发动机的核心部件之一，对发动机的工作性能影响非常大。活塞顶部的 形状与燃烧室形状和压缩比大小有直接关系，并影响缸内流场的形成与强度。活塞头部通 过活塞环与气缸壁之间的配合，阻隔燃烧室内气体进入曲轴箱内，同时防止润滑油进入室 内，主要起到密封的作用。对于现有的小排量汽油机，大都采用平顶活塞，受热面积小，加工 简单，但存在压缩比偏小、缸内无法形成较强流场运动等缺点；延长了燃烧时间、降低了燃 烧的定容度，使得发动机的热效率偏低。在大批量生产时，由于活塞顶面没有经过精加工处 理，燃烧室的容积与设计值存在一定的偏差，导致发动机在工作时，容易出现不能运行在热 效率最佳点。
发明内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出了一种小排量发动机的活塞，解决 现有小排量发动机活塞顶部形状过于简单、压缩比偏小、活塞环的摩擦阻力大的问题，达到 结构合理、可靠性高、易于大规模生产的目的。本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是设计和制造一种小排量发动 机的活塞，包括活塞顶部、活塞头部以及活塞裙部并依次配合安装；所述活塞顶部上设有斜 锥面以配合与活塞连接的气缸盖形成挤流区；所述斜锥面高出与活塞连接的气缸体的上表 面。本实用新型进一步的改进是所述活塞顶部上设有避让坑；所述避让坑位于所述 活塞顶部上表面的两侧。本实用新型进一步的改进是所述活塞顶部上设有前端指示标记。本实用新型进一步的改进是所述活塞顶面为碗形结构。本实用新型进一步的改进是所述活塞头部上安装有活塞环；所述活塞环装配在 所述活塞头部上。本实用新型进一步的改进是所述活塞环包括气环和油环；所述气环和油环均设 有一定的高度范围；所述气环的环岸高度范围为3. 5mm至4. 0mm ；所述油环的环岸高度范围 为 2. 2mm 至 2. 8mm。本实用新型进一步的改进是所述斜锥面相对活塞顶部平面具有一定的角度。本实用新型有益的效果是本实用新型使得发动机的燃烧室形状更加符合小排量 发动机的工作特点，提高了燃烧的热效率；大压缩比的设计，使得发动机的指示热效率提高 较多，保证了发动机的动力性与经济性。活塞顶面的标记设计，加快了大规模生产的装配效 率和质检效率。低张力的活塞环设计，保证了发动机的低摩擦损失，提高了发动机的动力性 能与经济性能。同时，优化后的活塞环槽的高度设计，既保证了活塞的使用寿命与可靠性，同时也减少了燃烧室的淬息容积，降低了未燃HC的排放。
图1是本实用新型发动机活塞顶部的结构示意图；图2是本实用新型发动机活塞总成(带活塞环)的结构示意图；图3是本实用新型发动机活塞顶部的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种小排量发动机的活塞，包括活塞顶部1、活塞头部11以及活塞裙 部6并依次配合安装；所述活塞顶部1上设有斜锥面2、8以配合与活塞连接的气缸盖形成 挤流区；所述斜锥面2、8高出与活塞连接的气缸体的上表面。斜锥面相对活塞顶部平面的 角度为10° 20°。斜锥面的存在有利于混合气在缸内形成强烈挤压流动，进而加速缸内 可燃混合气的燃烧速度，提高发动机热效率。另外，活塞顶部两个斜锥面2、8高出汽缸体上 表面的尺寸13为2. 0mm 2. 5mm，从而提高了燃烧室的压缩比。由于活塞顶部直接关系到 燃烧室的形状与压缩比，故在活塞顶部设计有两个斜锥面，与气缸盖下底面挤流面配合，共 同构成挤流区，以利于活塞在运行到压缩上止点时，在缸内可以形成强烈挤压流动，并最终 破碎成缸内紊流，加速缸内可燃混合气的燃烧速度，进而提高了燃烧的定容度，提高发动机 热效率。另外，由于活塞顶部两个斜锥面高出气缸体上表面，故提高了燃烧室的压缩比。影 响汽油机性能指标最重要的结构参数是压缩比，提高压缩比可以提高汽油机的功率与经济 性，尤其对经济性起到特别显著的作用，在常用的7 11范围内，压缩比每提高一个单位， 发动机的指示热效率提高3 % 5 %。所述活塞顶部1上设有避让坑；所述避让坑7位于所述活塞顶部1上表面的两侧。 为防止活塞与气门发生碰撞，特别在活塞顶面1相应位置设计有气门避让坑7。所述活塞顶部1上设有前端指示标记9。为提高大批量生产效率，在活塞顶面1 设计有发动机前端指示标记，并喷涂有黑色防错标识9，便于大规模质量检验。对于活塞顶 面1采用精加工方式，精确保证燃烧室的容积和压缩比。所述活塞顶面为碗形结构；所述碗形结构的底部与表面具有合适的深度。为减少 高压缩比带来的爆震影响，减少燃烧火焰传播距离，采用碗形的活塞顶面1，碗形深度12为 2. 0mm 3. 0mm。另外将碗形燃烧室设计成鼓型轮廓，并用圆弧14过渡，保证混合气在缸内 的流动性，圆弧为8. 0mm 15mm。所述活塞头部11上安装有活塞环10 ；所述活塞环10装配在所述活塞头部11上。 采用低张力的活塞环10，减少在活塞高速运动下导致的摩擦损失。所述活塞环10包括气环和油环；所述气环和油环环岸间具有合适的高度并与所 述活塞裙部6底面具有合适的高度。合理布局两道气环和一道油环的高度位置，充分考虑 火力岸高度等设计参数，在保证活塞使用寿命的前提下，尽可能减少淬息容积，提高密封性 能。火力岸高度3为4. 0mm 5. 0mm ；第二气环4环岸高度为3. 5mm 4. 0mm ；油环5环岸 高度为-.2. 2mm 2. 8mm。采用低张力的活塞环设计，在保证密封性和刮油效果的前提下，尽 可能减少活塞环与气缸壁之间的面压，从而减少在活塞高速运动下导致的摩擦损失。
4[0022] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种小排量发动机的活塞，其特征在于包括活塞顶部(1)、活塞头部(11)以及活塞裙部(6)并依次配合安装；所述活塞顶部(1)上设有斜锥面(2)(8)以配合与活塞连接的气缸盖形成挤流区；所述斜锥面(2)(8)高出与活塞连接的气缸体的上表面。
2.根据权利要求1所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述活塞顶部(1)上设有 避让坑；所述避让坑(7)位于所述活塞顶部(1)上表面的两侧。
3.根据权利要求1所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述活塞顶部(1)上设有 前端指示标记(9)。
4.根据权利要求1所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述活塞顶面为碗形结构。
5.根据权利要求1所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述活塞头部(11)上安装 有活塞环(10)；所述活塞环(10)装配在所述活塞头部(11)上。
6.根据权利要求5所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述活塞环(10)包括气 环和油环；所述气环和油环均设有一定的高度范围；所述气环的环岸高度范围为3. 5mm至 4. 0mm ；所述油环的环岸高度范围为2. 2mm至2. 8mm。
7.根据权利要求5所述小排量发动机的活塞，其特征在于所述斜锥面(2)(8)相对活 塞顶部平面具有一定的角度。
专利摘要本实用新型涉及发动机配件领域，其公开了一种小排量发动机的活塞，包括活塞顶部(1)、活塞头部(11)以及活塞裙部(6)并依次配合安装；所述活塞顶部(1)上设有斜锥面(2)(8)以配合与活塞连接的气缸盖形成挤流区；所述斜锥面(2)(8)高出与活塞连接的气缸体的上表面。本实用新型有益的效果是本实用新型使得发动机的燃烧室形状更加符合小排量发动机的工作特点，提高了燃烧的热效率；大压缩比的设计，使得发动机的指示热效率提高较多，保证了发动机的动力性与经济性。活塞顶面的标记设计，加快了大规模生产的装配效率和质检效率。
文档编号F02F5/00GK201751557SQ20092014137
公开日2011年2月23日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者王磊, 罗珒, 黄鹏华 申请人:上汽通用五菱汽车股份有限公司