一种活塞顶部结构及活塞的制作方法

1.本发明涉及活塞领域，具体涉及一种活塞顶部结构及活塞。


背景技术：

2.活塞是发动机的重要部件，位于活塞缸中，活塞顶部与活塞缸的缸盖之间形成有燃烧室，利用燃料燃烧时急剧膨胀产生的爆发力推动活塞运行，通过连杆曲柄将活塞的直线往复运动转换成输出轴的旋转运动，实现内能与机械能之间的转化。对于发动机而言，活塞缸内空气流动状况影响着混合气体的形成与燃烧过程，直接关系着发动机的动力性、经济性以及排放特性。组织良好的活塞缸内空气运动，对汽油发动机而言，可以提高汽油发动机火焰传播速率，降低燃烧循环变动；对柴油发动机而言，它可以促进燃烧过程中空气与未燃烧燃料的混合，提高燃烧速率。
3.在制造活塞的时候，活塞顶部会做工艺孔，工艺孔需要用工艺柱进行封堵，后续再用车刀对工艺柱进行加工。活塞顶部的工艺孔做的越大，活塞的成型质量的越好，但是，车刀在加工时如果磨损了非加工部分，就会影响压缩比，现今人们为了防止车刀影响到非加工部分，会把工艺孔做得比较小，所以活塞的成型质量就比较差。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的其中一个目的在于提供一种活塞顶部结构，在车刀加工工艺柱的过程中，车刀不会影响到活塞顶部结构的非加工部分。
5.本发明采用如下技术方案实现：
6.一种活塞顶部结构，所述活塞顶部结构包括加工区域和非加工区域，所述加工区域上设置有工艺孔，所述工艺孔上填充有工艺柱；其中，工艺孔中心点到工艺孔边缘的最大距离等于工艺孔中心点到非加工区域内侧边缘的距离。
7.作为优选，所述工艺孔呈圆角矩形状设置。
8.作为优选，所述活塞顶部结构包括中间平面区、第一凸起区和第二凸起区，所述第一凸起区和第二凸起区位于中间平面区的两侧，所述第一凸起区和第二凸起区均与中间平面区连接。
9.作为优选，第一凸起区和第二凸起区高于中间平面区。
10.作为优选，所述第一凸起区与中间平面区交汇处的两侧均设置有第一避阀坑，所述第二凸起区与中间平面区交汇处的两侧均设置有第二避阀坑。
11.作为优选，所述中间平面区的两侧延伸至所述活塞顶部结构的边缘，所述工艺孔的中心点与中间平面区的中心点重合。
12.作为优选，所述中间平面区分别与第一凸起区和第二凸起区连接的两侧边缘呈线段状设置。
13.作为优选，所述第一凸起区包括第一平面区和第一过渡区，所述第一过渡区一侧与第一平面区连接，另一侧与中间平面区连接，所述第一过渡区与第一平面区交汇处的面
为弧形面。
14.作为优选，所述第二凸起区包括第二平面区和第二过渡区，所述第二过渡区一侧与第二平面区连接，另一侧与中间平面区连接，所述第二过渡区与第二平面区交汇处的面为弧形面。
15.本发明的另一个目的在于提供一种活塞。
16.一种活塞，包括头部、裙部及如上述的活塞顶部结构，所述头部设置在活塞顶部结构的下方，所述裙部设置在头部的下方，所述活塞顶部结构、头部和裙部依次连接。
17.相比现有技术，本发明的有益效果在于：在制造活塞的过程中，要保证压缩比，压缩比确定之后，活塞顶部结构中的非加工区域也就确定了，在车刀加工工艺柱的过程中，工件以工艺孔的中心点为旋转中心进行旋转加工，本发明中的活塞顶部结构将工艺孔中心点到工艺孔边缘的最大距离设计成等于工艺孔中心点到非加工区域内侧边缘的距离，车刀扫过的圆轨迹刚好在工艺孔的边缘上，这样可以使车刀在不影响非加工区域的前提下，将工艺孔做到较大的面积，从而保证了活塞的成型质量。
附图说明
18.图1为本发明实施例中活塞顶部结构的加工区域和非加工区域的划分示意图。
19.图2为本发明实施例中活塞顶部结构的结构示意图。
20.图3为本发明实施例中活塞顶部结构的侧面示意图。
21.图4为本发明实施例中活塞顶部结构的立体图。
22.附图标记：1、加工区域；2、非加工区域；3、工艺孔；4、工艺柱；5、中间平面区；6、第一凸起区；7、第二凸起区；8、第一避阀坑；9、第二避阀坑；10、第一平面区；11、第一过渡区；12、第二平面区；13、第二过渡区。
具体实施方式
23.下面结合图1-4对发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
24.如图1-4所示，本发明实施例提供一种活塞顶部结构，活塞顶部结构包括加工区域1和非加工区域2，加工区域1为车刀在加工工艺柱4时所经过的区域，非加工区域2为车刀在加工工艺柱4时不会经过的区域。在车刀加工工艺柱4的过程中，工件以工艺孔3的中心点为旋转中心旋转加工，所以车刀所经过的区域为圆形，如图1所示，加工区域1为圆形虚线内的区域，非加工区域2为圆形虚线外的区域。加工区域1上设置有工艺孔3，工艺孔3上填充有工艺柱4，工艺柱4需要车刀进行加工，从而加工出活塞的活塞面；其中，工艺孔3中心点到工艺孔3边缘的最大距离等于工艺孔3中心点到非加工区域2内侧边缘的距离，车刀在加工工艺柱4的过程中，车刀扫过的圆轨迹刚好在工艺孔3的边缘上，这样可以使车刀在不影响非加工区域2的前提下，工艺孔3的面积做到最大，从而保证了活塞的成型质量。
25.工艺孔3呈圆角矩形状设置，车刀在加工工艺柱4的过程中，车刀扫过的圆轨迹刚好在工艺孔3的圆角边缘上，工艺孔3呈圆角矩形状是一种优选实施例，其他形状，例如矩形、椭圆形等，也完全可以使用于本发明的活塞顶部结构中。
26.活塞顶部结构包括中间平面区5、第一凸起区6和第二凸起区7，第一凸起区6和第二凸起区7位于中间平面区5的两侧，第一凸起区6和第二凸起区7均与中间平面区5连接。第
一凸起区6和第二凸起区7高于中间平面区5。中间平面区5的两侧延伸至活塞顶部结构的边缘，工艺孔3的中心点与中间平面区5的中心点重合。中间平面区5分别与第一凸起区6和第二凸起区7连接的两侧边缘呈线段状设置。采用上述结构，可以优化气流运动形式，形成较大的滚流，燃烧室做功期间，活塞在压缩时能够将滚流破碎并转化为较强的湍动能，从而加速燃烧，有效改善爆震倾向的问题。
27.第一凸起区6与中间平面区5交汇处的两侧均设置有第一避阀坑8，第二凸起区7与中间平面区5交汇处的两侧均设置有第二避阀坑9。第一避阀坑8和第二避阀坑9是保证活塞与气门安全距离的区域，该区域整体为圆弧结构，第一避阀坑8分别与第一凸起区6和中间平面区5相接，第二避阀区分别与第二凸起区7和中间平面区5相接。
28.第一凸起区6包括第一平面区10和第一过渡区11，第一过渡区11一侧与第一平面区10连接，另一侧与中间平面区5连接，第一过渡区11与第一平面区10交汇处的面为弧形面。第一平面区10的高度高于中间平面区5，通过设置有第一过渡区11可以使得第一平面区10到中间平面区5能够平滑过渡，车刀在加工工艺柱4的过程中，车刀扫过的圆轨迹会经过第一过渡区11，但是车刀不会加工到第一平面区10，从而使车刀不影响非加工区域2，保证了活塞的成型质量。
29.第二凸起区7包括第二平面区12和第二过渡区13，第二过渡区13一侧与第二平面区12连接，另一侧与中间平面区5连接，第二过渡区13与第二平面区12交汇处的面为弧形面。第二平面区12的高度高于中间平面区5，通过设置有第二过渡区13可以使得第二平面区12到中间平面区5能够平滑过渡，车刀在加工工艺柱4的过程中，车刀扫过的圆轨迹会经过第二过渡区13，但是车刀不会加工到第二平面区12，从而使车刀不影响非加工区域2，保证了活塞的成型质量。
30.一种活塞，包括头部、裙部及如上述的活塞顶部结构，头部设置在活塞顶部结构的下方，裙部设置在头部的下方，活塞顶部结构、头部和裙部依次连接。活塞采用了本实施例中的活塞顶部结构，这样可以使车刀在不影响非加工区域2的前提下，将工艺孔3做到较大的面积，使得活塞在保证了压缩比的同时也保证了成型质量。
31.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。