一种M型轻量化活塞及发动机的制作方法

一种m型轻量化活塞及发动机
技术领域
1.本实用新型涉及活塞产品领域，具体是一种m型轻量化活塞及发动机。


背景技术：

2.活塞组由活塞、活塞环以及活塞销组成，其主要涉及参数包括活塞直径、活塞高度和直径比例、活塞压缩高度、销座间距、销孔直径、活塞环数目及尺寸。活塞质量的减轻能够有效提升活塞的线速度。
3.随着发展的趋势，对发动机的要求越来越高。发动机的pmax和功率越来越高，即爆活塞承受的爆发压力和温度越来越高。为了降低摩擦功同时确保活塞耐久性，发动机实际使用过程中对活塞重量要求越来越高。在此背景下，为了降低活塞重量，需对活塞进行轻量化设计。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种m型轻量化活塞及发动机，通过对活塞窗部下端形状的调整，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种m型轻量化活塞，所述活塞适用于直径70-80mm的缸径，所述活塞的窗部下端沿活塞轴向横截面的形状为m型弧线，所述m型弧线包括位于活塞推力侧的第一段弧，以及位于活塞反推力侧的第二段弧，所述第一段弧与第二段弧的上端点距活塞销孔中心沿活塞轴向的距离均为l，且满足9.50mm≤l≤11.80mm。
7.作为本实用新型进一步的方案：所述第一段弧与第二段弧的上端点距活塞销孔中心沿活塞轴向的距离均为l满足10.6mm≤l≤11.80mm。
8.一种发动机，包括上述所述的一种m型轻量化活塞。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构新颖，通过减少活塞窗部下端肉厚，使活塞窗部下端横截面形成m型，以减轻活塞的整体重量，同时通过对活塞窗部下端尺寸的限定，能够实现活塞在轻量化的同时，仍能够维持活塞原有的耐久性，相较于现有技术，本实用新型在保持活塞耐久性的同时，减轻了活塞本体的重量，有效提升活塞整体使用性能。
附图说明
10.图1为一种活塞的轴向横截面结构示意图；
11.图2为对比例1中活塞的轴向横截面结构示意图；
12.图3为实施例1中活塞的轴向横截面结构示意图；
13.图4为实施例2中活塞的轴向横截面结构示意图；
14.图5为实施例3中活塞的轴向横截面结构示意图；
15.图6为对比例2中活塞的轴向横截面结构示意图；
16.图7为实施例1中活塞的安全系数云图；
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.本实用新型实施例中，一种m型轻量化活塞，所述活塞适用于缸径，其活塞的窗部下端沿活塞轴向横截面的形状呈m型弧线，所述m型弧线包括位于活塞推力侧的第一段弧，以及位于活塞反推力侧的第二段弧，所述第一段弧与第二段弧的上端点距活塞销孔中心沿活塞轴向的距离均为l，且满足9.50mm≤l≤11.80mm。
19.如图1所示，通过将活塞窗部下端肉厚减薄，使活塞窗部下端沿活塞轴向横截面形状呈m型弧线，通过该对该m型弧线的顶点与活塞销孔中心之间距离的限定，以限定m型弧线的弧度，使得在不影响活塞安全系数的前提下，有效减轻活塞重量。
20.如图2-6所示，为验证上述限定尺寸范围的真实性以及特殊性，对活塞强度进行实验验证。(窗部下端安全系数标准：≥1.0，实验选择适用于缸径的活塞)
[0021] l(mm)窗部下端安全系数重量对比(g)对比例17.900.97228.0实施例19.501.04232.8实施例210.601.07235.0实施例311.801.10237.6对比例2(现有技术)13.001.15240.0
[0022]
表1
[0023]
从表1中的实验数据中能够分析得出：
[0024]
1、所述实施例1和实施例2增加了l的长度，在一定程度上减薄了活塞窗部下端的厚度，不仅能够保证窗部下端的安全系数，又能够有效减轻活塞的整体重量；
[0025]
2、所述对比例1中l的长度小于实施例1中l的长度，从对比例1中的实验数据能够得出：l的长度在缩短到一定程度后，活塞整体重量虽然减轻，但是活塞窗部下端的安全系数不能达到其安全系数的标准，从而能够证明本申请中对l范围限定的特殊性。
[0026]
3、所述对比例2(现有技术)中l的长度大于实施例2中l的长度，从对比例2(现有技术)中的实验数据能够得出：现有技术中l的长度相对较长，虽然窗部下端安全系数能够满足标准，但是活塞整体的重量较重，无法实现活塞的轻量化。
[0027]
综上，本实用新型中对l长度的限定不仅具有有效性还具有一定的特殊性，l的长度过长，虽然能够使活塞窗部下端达到安全系数，但是活塞整体的重量会相应增加，无法实现轻量化；若l的长度过短，虽然能够有效减轻活塞的整体重量，但是活塞窗部下端无法达到安全系数。因此，只有在本实用新型对l的限定数值范围内，才能够在保证活塞窗部下端达到安全系数的前提下，实现活塞的轻量化。
[0028]
本实用新型结构新颖，运行稳定，本实用新型在使用时，通过减少活塞窗部下端肉厚，使活塞窗部下端横截面形成m型，以减轻活塞的整体重量，同时通过对活塞窗部下端l尺
寸的限定，能够实现活塞在轻量化的同时，仍能够维持活塞原有的耐久性，相较于现有技术，本实用新型在保持活塞耐久性的同时，减轻了活塞本体的重量，有效提升活塞整体使用性能。
[0029]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0030]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种m型轻量化活塞，所述活塞适用于直径70-80mm的缸径，其特征在于，所述活塞的窗部下端沿活塞轴向横截面的形状为m型弧线，所述m型弧线包括位于活塞推力侧的第一段弧，以及位于活塞反推力侧的第二段弧，所述第一段弧与第二段弧的上端点距活塞销孔中心沿活塞轴向的距离均为l，且满足9.50mm≤l≤11.80mm。2.根据权利要求1所述的一种m型轻量化活塞，其特征在于，所述第一段弧与第二段弧的上端点距活塞销孔中心沿活塞轴向的距离均为l满足10.6mm≤l≤11.80mm。3.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-2任一所述的一种m型轻量化活塞。

技术总结
本实用新型公开了一种M型轻量化活塞及发动机，涉及活塞产品领域，本实用新型结构简单，通过减少活塞窗部下端肉厚，使活塞窗部下端横截面形成M型，以减轻活塞的整体重量，同时通过对活塞窗部下端尺寸的限定，能够实现活塞在轻量化的同时，仍能够维持活塞原有的耐久性，相较于现有技术，本实用新型在保持活塞耐久性的同时，减轻了活塞本体的重量，有效提升活塞整体使用性能。体使用性能。体使用性能。


技术研发人员：张凡 黄魏楼 王强
受保护的技术使用者：安庆雅德帝伯活塞有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2023/3/6