一种发动机活塞的制作方法_3

文档序号:9576805阅读:来源:国知局
部1面向活塞裙部2 —侧的端面中间设置有一个单独的中置销座7,所述中置销座7远离活塞头部1的一端加工有与所述活塞头部1轴线相垂直的销孔11 ;所述活塞头部1的中置销座7从所述活塞裙部2的一端穿入其筒形的内腔;所述活塞裙部2相对于贯穿入其内腔的中置销座7,在侧壁上对称的设置有两个与所述中置销座7的销孔11同轴线的销座孔8,所述活塞头部1和活塞裙部2通过上述结构实现三销座结构的销连接。
[0074]为了满足力学承载要求,所有实施例的活塞裙部的结构中,优选所述活塞裙部2的侧壁在设置有销座孔8的位置处的壁厚大于周围侧壁的壁厚。
[0075]为了防止活塞销的窜动,所有实施例中优选在所述销座孔8孔壁处加工有挡圈槽10。除此以外,优选中置销座的销孔11为圆形或椭圆形;所述活塞裙部2侧壁上设置的销座孔8为圆形或椭圆形。
[0076]所有实施例中优选所述活塞头部I与活塞裙部2垂直于活塞轴线的横截面为椭圆;过活塞裙部2的轴线,垂直于销座孔8孔中心线的截面为鼓形。
[0077]以下针对将本发明中三销座结构运用到不同的发动机活塞中的情况,在不同实施例中逐一描述活塞的具体结构以及所述结构带来的技术效果。
[0078]实施例一
[0079]请参见图5-图12,这些图给出了本实施方式发动机活塞的结构示意图。
[0080]该实施例中活塞头部I和活塞裙部2之间通过铰接固定形成三销座铰接式活塞。本实施例中的活塞优选采用钢顶铝/铁裙结构。
[0081]将加工完成的活塞头部I与活塞裙部2安装位置对正,活塞销依次穿过一侧裙部销座孔8、中置销座7的销孔11、活塞裙部2另一侧销座孔8将活塞头部I与活塞裙部2连接起来,活塞裙部2顶端端面与活塞头部I不接触,完成三销座铰接式活塞的装配。
[0082]活塞头部I锻造成型,活塞头部I的环槽4、燃烧室5、内冷却油道6与传统铰接式活塞一致,此处不再赘述。活塞头部I和活塞裙部2装配前,首先完成几何尺寸的加工。在头部内腔中心位置创新设计一个中置销座7,承受气缸的爆发压力;中置销座7的轴线与活塞中心线垂直,销孔11的设计满足承载要求,中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的装配空间;在活塞环槽4与燃烧室5之间有冷却油道6 ;活塞内腔及中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的转动;装配位置及尺寸与裙部对应,满足装配要求。
[0083]活塞裙部2锻造或铸造成型,活塞裙部2的设计与现有技术中铰接式活塞结构基本一致,装配前完成几何尺寸的加工。活塞裙部2为无底的圆筒状,在活塞裙部2侧面加工销座孔8,销座孔8处的裙部侧壁厚度大于周围裙部侧壁的厚度,销座孔8轴线与中置销座7轴线一致,销座孔8的设计满足承力要求;销座孔8内加工挡圈槽10,防止活塞销的窜动;装配位置及尺寸与活塞头部I对应,满足装配要求。
[0084]当然需要说明的是,本方案的内冷却油道6优选位于活塞头部的环槽结构。所述内冷却油道6的密封形式为:将环形密封板12放置在活塞头部I内冷却油道6的开口处,密封板12外圆与活塞头部I采用压边密封,压边位置13在密封板12外圆与活塞头部I接合处;密封板12内圆与活塞头部I采用焊接密封,焊接位置14在密封板12内圆与活塞头部I的接合处。其中,密封板12的结构请参见图12。
[0085]实施例二
[0086]请参见图13-图19,这些图给出了本实施方式发动机活塞的结构示意图。
[0087]该实施方式中活塞头部I和活塞裙部2之间通过摩擦焊接形成三销座整体式活塞。本实施例中活塞优选采用全钢结构。
[0088]三销座整体式活塞由活塞头部1、活塞裙部2组成,并通过摩擦焊接连接。将活塞头部I和活塞裙部2的焊接接头15对准,通过摩擦焊机对活塞头部I和活塞裙部2进行摩擦焊接,活塞头部I与活塞裙部2焊接后为半成品。其中,所述活塞裙部2面向所述活塞头部I的一端,向裙部轴线方向延伸设置有环状的连接部;所述连接部与所述活塞头部I的端面上分别设置有对应的环槽结构;通过将所述连接部与所述活塞头部I的端面之间摩擦焊接,以得到由对应的环槽结构组合形成的密封内冷却油道6。除此以外,活塞头部的塞环槽4、燃烧室5都和现有技术中一致,因此不再赘述。摩擦焊接后对活塞进行精加工,加工活塞环槽4、燃烧室5、销孔11、内冷却油道6的进出油孔(未图示)等其它结构及形状尺寸,完成三销座整体式活塞产品。当然此处需要注意的是,活塞结构的加工顺序并不构成对本方案的限制,而起到一种指引作用。
[0089]本方案中,活塞头部1锻造成型,中置销座7在活塞头部1内腔中心位置,先粗加工活塞外圆,精加工内冷油道6、中置销座7外部几何形状,按摩擦焊接工艺要求加工好环形的焊接接头15。
[0090]本方案中,在活塞头部1内腔中心位置创新设计一个中置销座7,承受气缸的爆发压力;中置销座7设计有销孔11,销孔11轴线与活塞中心线垂直,销孔11的设计满足承载要求,中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的装配空间;在活塞环槽4与燃烧室5之间有冷却油道6 ;活塞内腔及中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的转动。
[0091]活塞裙部2锻造成型,活塞裙部2销座孔8对称设置在裙部侧面,先粗加工活塞外圆,按摩擦焊接工艺要求加工好环形的焊接接头15。
[0092]活塞裙部2的设计与现有技术中铰接式活塞结构一致,装配前完成几何尺寸的加工。活塞裙部2为无底圆筒状结构,在裙部侧面加工有销座孔8,销座孔8处的裙部侧壁厚度大于周围裙部侧壁的厚度,销座孔8轴线与中置销座7轴线一致,销座孔8的设计满足承力要求;销座孔8内加工挡圈槽10,防止活塞销的窜动;装配位置及尺寸与活塞头部1对应,满足装配要求。
[0093]实施例三
[0094]请参见图20-图27,这些图给出了本实施方式发动机活塞的结构示意图。
[0095]该实施方式中活塞头部1和活塞裙部2之间通过摩擦焊接形成三销座弹性铰接式活塞。本实施方式中的活塞优选采用钢顶铝裙结构。
[0096]将加工元成的活塞头部1与活塞裙部2安装位置对正,所述活塞头部1和活塞裙部2销连接后,所述活塞头部1的下端面与所述活塞裙部2的顶端端面之间存在间隙。在活塞头部1与活塞裙部2之间安放蝶型弹簧3,所述蝶形弹簧3在所述间隙中沿活塞轴向存在部分弹性形变。活塞销依次穿过一侧裙部销座孔8、中置销座7的销孔11、活塞裙部2另一侧销座孔8,将活塞头部1与活塞裙部2连接起来,使活塞头部1与活塞裙部2在活塞销的压迫下弹性连接,完成三销座弹性铰接式活塞的装配。
[0097]活塞头部1分体锻造后焊接成型,活塞头部1的环槽4、燃烧室5、与传统铰接式活塞一致,装配前完成几何尺寸的加工。在活塞头部1内腔中心位置创新设计一个中置销座7,承受气缸的爆发压力;中置销座7的轴线与活塞中心线垂直,销孔11的设计满足承载要求,中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的装配空间;在活塞环槽4与燃烧室5之间有内冷却油道6 ;在燃烧室5下方,环形内冷却油道6的内部有冷却空腔,所述空腔被支撑肋9 一分为二,形成两个内冷却油腔16。除此以外,所述支撑肋9还对中置销座7的支撑起到一个强化作用。活塞内腔及中置销座7外部尺寸要满足连杆小头的转动;装配位置及尺寸与活塞裙部2对应,满足装配要求。
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