一种新型发动机活塞的制作方法

本实用新型涉及发动机部件领域，具体涉及一种新型发动机活塞。

背景技术：

发动机活塞的结构已为公知，如中国发明专利CN201110339286.2公开一种用于空气动力发动机的活塞组件，其包括：活塞、组合活塞气环和活塞油环；所述活塞包括活塞顶部和活塞柱面，所述活塞顶部上开设有活塞气门让坑；所述活塞柱面上开设有第一气门凹槽、第二气门凹槽和第三气门凹槽以及第一油门凹槽和第二油门凹槽；所述第一气门凹槽内装配有第一道组合活塞气环，所述第二气门凹槽内装配有第二道组合活塞气环，所述第三气门凹槽内装配有第三道组合活塞气环；所述第一和第二油门凹槽内分别装配有第一和第二活塞油环。所述组合活塞气环由两个活塞气环彼此叠置而成，并且活塞气环的开口成180度交叉配置。所述活塞气环具有大约3.5mm的厚度、大约4mm的高度。所述活塞气环由四氟乙烯材料制成。所述活塞气环的外圆周喷设有钼层，或者镀设有铬层。所述活塞气环具有长方形、等边梯形、不等边梯形以及多边形的截面形状。所述活塞气环具有缺角的等边梯形、不等边梯形以及多边形的截面形状，以在活塞气环彼此叠置形成组合活塞气环时形成环形自调节间隙，以在活塞气环磨损时更好地密封活塞。所述活塞气环具有阶梯形开口。所述活塞气环具有三角形、方形、凸台和凹口对应形状的开口。所述第二道组合活塞气环相对于第一道组合活塞气环成顺时针或逆时针60度交叉配置，第三道组合活塞气环相对于第二道组合活塞气环成顺时针或逆时针60度交叉配置，即第三道组合活塞气环相对于第一道组合活塞气环成顺时针或逆时针120度交叉配置，如此一来，从活塞顶部俯视方向看，六道活塞气环的开口成60度均匀地分布在活塞柱面四周。

发动机活塞与发动机缸套的工作配合关系是非常紧密的，在实际工作过程中，发动机缸套的内侧面由于受高温高压燃气的作用，并与高速运动的活塞接触而极易受到物理损坏。缸套的物理损坏的现象主要包括以下几种：

常规接触磨损(正常磨损)：常规接触磨损是活塞环与发动机缸套镜面摩擦引起的，也称为摩擦磨损。发动机缸套镜面的最大磨损位置是活塞在上止点时第一环附近的位置，往往形成一个明显的台阶。因为在此位置，活塞环对发动机缸套镜面压力最大，加上发动机缸套上端的温度较高，金属的抗磨性下降，同时，活塞在上止点时速度为零，油膜则不容易形成，所以发动机缸套镜面下部的磨损也较大一些。

磨料磨损：磨料磨损是由于吸入空气中含尘土较多，或者严重积碳而造成的。尘土是从上部吸入，积碳也是在上部形成，所以发动机缸套镜面上部磨损比较大。机油从下往上甩，硬微粒受重力影响作用，因而发动机缸套下部磨损比较显著。磨料磨损的特征是从发动机缸套镜面沿活塞运动方向均匀的平行直线状的拉伤痕迹。

熔着磨损：熔着磨损的原因主要是在润滑不足的情况下而产生的。活塞和活塞环在发动机缸套镜面中作高速往复运动。润滑不足，工作面之间不能形成油膜，两者摩擦面就有极其微小的部分金属直接接触，由于摩擦形成的局部高热散不走而蓄积到一定程度时就会使二者熔融粘接。此时，如果油膜及时恢复，便可清洗和冷却的作用，使这些微小熔着部分脱落而不扩展；如果油膜恢复迟缓，熔着就扩展，导致在很大范围内发生异常的熔着磨损，亦即通常所谓的拉缸。熔着磨损一般发生在发动机缸套镜面上部靠近第一环在上止点位置，局部的金属熔融粘着并带有不均匀不规则边缘的沟痕和褶皱。拉缸现象也容易发生在未经磨合的内燃机立即带负荷工作的情况下产生。因为未经磨合的内燃机发动机缸套镜面较粗，油膜不易形成，发动机缸套镜面与活塞表面凸起处往往发生微小的金属接触，由此造成熔着磨损，甚至发生咬死现象。

前述种种磨损都对缸套造成了严重的损害，大大缩减了缸套的使用寿命，这样的问题亟待有效解决。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型发动机活塞，可进行高效均匀布油，润滑效果好，活塞动力输出高效顺畅，还可有效防止常规接触磨损、磨料磨损和熔着磨损，大大延长发动机使用寿命，结构新颖合理，实用性强。

为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

一种新型发动机活塞，包括活塞主体和设于活塞主体上的活塞环，所述活塞环由上至下依次包括气环和油环；所述气环与缸套对应的周面形成有储存机油的储油槽。

所述储油槽由外至内逐渐由下至上斜向上倾斜。

多个所述储油槽沿所述气环的延伸方向均匀排列设置。

各所述储油槽的下边缘与所述气环的周面连接处，以及相邻的所述储油槽之间均通过平滑倒角过渡。

所述储油槽沿所述气环的周面延伸呈环形。

所述储油槽的下边缘与所述气环的周面连接处通过平滑倒角过渡。

所述气环为横截面呈矩形的矩形平环、周面为外鼓弧面的桶面环、由内圈至外圈逐渐变厚的等腰梯形环或横截面呈上窄下宽的直角梯形的矩形锥面环。

所述储油槽的深度方向与水平面的夹角为5-30°。

所述储油槽的深度方向与水平面的夹角为8-15°。

采用上述技术方案后，本实用新型的新型发动机活塞，突破传统活塞的构造形式，在实际使用过程中，储油槽可作为容置机油等润滑油的容置槽，储油槽所在处及其周边都会有润滑油分布，相对运动过程中与缸套接触并均匀分享涂抹，尤其是当活塞向上运动时可进行更加均匀的布油，使活塞环和缸套的内侧面之间易形成油膜，进一步减少活塞环与缸套之间的磨损和利于活塞的顺畅高效运行；而且油膜的均匀性可确保缸套内侧面不会出现局部摩擦高温，避免熔着磨损；储油槽可作为容置颗粒的容置槽，可将缸套内的各种颗粒收纳，避免颗粒对缸套等进行刮伤等磨损；进一步地说，储油槽可减少活塞环与缸套内侧面的接触面积，减小二者之间的摩擦力，进而从最直接的防磨损角度对缸套和活塞环进行保护，且使活塞运行顺畅高效。与现有技术相比，本实用新型的新型发动机活塞，其可进行高效均匀布油，润滑效果好，活塞动力输出高效顺畅，还可有效防止常规接触磨损、磨料磨损和熔着磨损，大大延长发动机使用寿命，结构新颖合理，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型使用状态的局部结构示意图；

图2为矩形平环的第一实施方式的横截面结构示意图；

图3为矩形平环的第二实施方式的横截面结构示意图；

图4为桶面环的第一实施方式的横截面结构示意图；

图5为桶面环的第二实施方式的横截面结构示意图；

图6为等腰梯形环的第一实施方式的横截面结构示意图；

图7为等腰梯形环的第二实施方式的横截面结构示意图；

图8为矩形锥面环的第一实施方式的横截面结构示意图；

图9为矩形锥面环的第二实施方式的横截面结构示意图。

图中：

1-活塞主体

2-活塞环 21-气环

211-储油槽 22-油环

3-缸套。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。

本实用新型的一种新型发动机活塞，如图1-9所示，包括活塞主体1和设于活塞主体1上的活塞环2。

活塞环2由上至下依次包括气环21和油环22；气环21与缸套3对应的周面形成有储存机油的储油槽211。本实用新型在实际使用过程中，储油槽211可作为容置机油等润滑油的容置槽，储油槽211所在处及其周边都会有润滑油分布，相对运动过程中与缸套3接触并均匀分享涂抹，尤其是当活塞向上运动时可进行更加均匀的布油，使活塞环2和缸套3的内侧面之间易形成油膜，进一步减少活塞环2与缸套3之间的磨损和利于活塞的顺畅高效运行；而且油膜的均匀性可确保缸套3内侧面不会出现局部摩擦高温，避免熔着磨损；储油槽211还可作为容置颗粒的容置槽，可将缸套3内的各种颗粒收纳，避免颗粒对缸套3等进行刮伤等磨损；进一步地说，储油槽211可减少活塞环2与缸套3内侧面的接触面积，减小二者之间的摩擦力，进而从最直接的防磨损角度对缸套3和活塞环2进行保护，且使活塞运行顺畅高效。

优选地，储油槽211由外至内逐渐由下至上斜向上倾斜，此结构在实际使用过程中，当活塞向下运动时，这样的储油槽211配合整个气环21的周面有刮油的动作，并使机油等润滑油顺势进入储油槽211进行收集储存；当活塞向上运动时，储油槽211内的机油等润滑油会自动流出并由气环21的周面均匀涂抹在缸套3的内侧面，储油和施油顺畅高效，结构有机合理性强。

优选地，多个储油槽211沿气环21的延伸方向均匀排列设置，此结构可使储油槽211的分布均匀，进而提高储油和布油的均匀性，确保润滑效果。

优选地，各储油槽211的下边缘与气环21的周面连接处通过平滑倒角过渡，此结构可使活塞向下运动时，润滑油更易顺势沿着此平滑倒角进入储油槽211内进行储存，而当活塞向上运动时，润滑油更容易顺势沿着此平滑倒角流出储油槽211而进行布油，润滑油进出顺畅；相邻的储油槽211之间均通过平滑倒角过渡，此结构可使相邻的储油槽211内的润滑油更容易互相流动进行均匀分布，且在布油时，在相邻的储油槽211之间也容易形成油膜。

优选地，储油槽211沿气环21的周面延伸呈环形，即储油槽211为沿着气环21的环形槽，但由于气环21为不封闭形式，所述储油槽211也为不封闭形式，这样的储油槽211储油量大且布油更加均匀。

优选地，储油槽211的下边缘与气环21的周面连接处通过平滑倒角过渡，此结构可使活塞向下运动时，润滑油更易顺势沿着此平滑倒角进入储油槽211内进行储存，而当活塞向上运动时，润滑油更容易顺势沿着此平滑倒角流出储油槽211而进行布油，润滑油进出顺畅。

为了实现气环21的具体结构，优选地，气环21为横截面呈矩形的矩形平环、周面为外鼓弧面的桶面环、由内圈至外圈逐渐变厚的等腰梯形环或横截面呈上窄下宽的直角梯形的矩形锥面环。

根据现有活塞运动速度，为了使储油槽211的储油和施油效果显著，优选地，储油槽211的深度方向与水平面的夹角为5-30°，此角度范围为储油和施油效果显著的范围，小于5°时，储油槽211的储油速度和储油量以及施油均匀性和施油量均达不到显著的效果，大于30°时，施油过快导致施油不均匀。

为了使储油槽211的储油和施油效果更加显著，优选地，储油槽211的深度方向与水平面的夹角为8-15°，具体角度可为8、9、10、11、12、13、14和15°。

本实用新型的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。