内腔冷却活塞的制作方法

本发明涉及内燃机，具体而言，涉及一种内腔冷却活塞。

背景技术：

1、自然吸气活塞的冷却主要是靠机油飞溅，增压活塞的冷却主要是喷嘴向活塞内腔喷机油强制冷却，由于喷嘴布置位置、连杆阻挡等限制，大部分机油无法流至活塞内腔的另一侧，致使另一侧温度过高，机油结焦现象严重，影响了活塞的使用寿命。相关技术中，在活塞头部利用盐芯铸造内冷油道，冷却机油由喷嘴喷射到内冷油道，通过在内冷油道中振荡带走热量来达到降低活塞温度的目的，存在以下技术缺陷：

2、(1)在活塞整体尺寸较小的情况下，活塞头部空间狭小，内冷油道的布置存在很大困难，内冷油道是通过将盐芯铸造进铝合金中，然后再将盐芯冲走形成的，过程复杂，废品率高。

3、(2)活塞内冷油道的位置要求严格，从而导致加工燃烧室、环槽等过程相对复杂，生产成本高。

4、(3)活塞内冷油道距离活塞燃烧室很近而且受到活塞头部空间限制其尺寸较小，冷却机油容易在其中结焦，从而在使用一段时间后冷却效率明显降低，而且内冷油道内机油过热结焦容易导致机油消耗量增加，冷却效率明显降低容易导致温度过高，使得活塞材料性能下降，降低活塞的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的一个目的在于提供一种内腔冷却活塞，通过在活塞本体的内腔设计倾斜导流结构、导流槽等，改变从冷却机油喷嘴中喷出的冷却机油方向并对冷却机油的流动进行导向，使得更多的冷却机油导流至活塞的另一侧，增大冷却机油流过的面积，提高活塞冷却效率和冷却效果，减少机油过热结焦，同时，降低活塞冷却机油消耗量，提高活塞使用寿命。

3、为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种内腔冷却活塞，包括活塞本体，还包括：倾斜导流结构，设置在所述活塞本体的内腔一侧，且对应于冷却机油喷嘴的喷油落点位置；导流槽，设置在所述活塞本体的内腔顶部，且与所述倾斜导流结构的较高处相连接，所述导流槽沿所述活塞本体的内腔顶部的表面由内腔一侧延伸至另一侧，所述导流槽呈半开放式结构。

4、在该技术方案中，通过在活塞本体的内腔铸造倾斜导流结构和导流槽，可以改变冷却机油喷嘴中喷出的冷却机油方向并对冷却机油的流动进行导向，将更多的冷却机油导流至活塞的另一侧，使冷却机油流过的面积增大，达到提高活塞冷却效率，提高活塞的冷却效果，减少机油结焦，同时降低活塞冷却机油消耗量并提高活塞使用寿命。

5、倾斜导流结构和导流槽布置在活塞本体的内腔表面，利用活塞自身结构来改变机油流向，从而起到降低活塞温度的作用，且呈半开放式结构，可以通过铸造、冲压、锻造等方式成形，容易加工，可以满足不同型号的活塞，能够适用于极其紧凑的活塞结构。

6、优选地，所述倾斜导流结构由冷却机油喷嘴的喷射方向向活塞本体的内腔顶部倾斜，倾斜角度≥30°且＜90°。

7、在该技术方案中，将倾斜导流结构的倾斜角度设计为≥30°且＜90°，可以更好地改变向上喷射的冷却机油的流向，使得大部分冷却机油流向活塞本体的内腔顶部设置的导流槽内，沿着导流槽从活塞的一侧流向另一侧，从而带走活塞头部热量，起到冷却作用。

8、优选地，在活塞运行至下止点处时，所述倾斜导流结构的较低处与冷却机油喷嘴的距离≥2.0mm。

9、在该技术方案中，在活塞运行至下止点处时，倾斜导流结构的较低处与冷却机油喷嘴的距离≥2.0mm，从而可以有效避免倾斜导流结构干涉冷却机油喷嘴喷射冷却机油，同时，可以有效改变喷射的大部分冷却机油的流向。

10、优选地，所述倾斜导流结构的宽度不小于所述活塞本体的内腔顶部的宽度。

11、在该技术方案中，倾斜导流结构的宽度不小于活塞本体的内腔顶部的宽度，从而可以将大部分的冷却机油导流到导流槽中，使其可以从活塞的一侧流向另一侧，从而带走活塞头部热量，提升冷却效果。

12、优选地，所述导流槽沿所述活塞本体的内腔顶部的表面呈环形分布，所述导流槽的横截面呈向开口内腔中心方向倾斜的圆滑类“u”型状，所述倾斜导流结构呈类“y”型状，且其两个连接位置点与两侧的导流槽光滑过渡连接。

13、在该技术方案中，通过对导流槽的位置和结构等进行设计，在实现将冷却机油从活塞的一侧流向另一侧进行冷却的同时，导流槽可以对机油起到一定的集聚作用，进一步增强对活塞的冷却效果，进而降低活塞温度，提高活塞使用寿命。倾斜导流结构呈类“y”型状，且其两个连接位置点与两侧的导流槽光滑过渡连接，可以使得大部分机油流过更大的活塞面积，带走活塞头部的热量，进一步提升活塞冷却效果。

14、优选地，所述倾斜导流结构在所述活塞本体的内腔表面铸造形成，所述倾斜导流结构由冷却机油喷嘴的喷射方向向活塞本体的内腔顶部倾斜的倾斜角度为40°。

15、在该技术方案中，倾斜导流结构在活塞本体的内腔表面铸造形成，加工比较容易，倾斜导流结构由冷却机油喷嘴的喷射方向向活塞本体的内腔顶部倾斜的倾斜角度为40°，保障了大部分冷却机油可以经倾斜导流结构导流后沿导向槽由活塞一侧流向另一侧，而且冷却机油不容易结焦，进一步提升了冷却效果。

16、优选地，所述导流槽沿所述活塞本体的内腔顶部的表面呈类“日”字型分布，两侧导流槽的横截面呈开口向内腔中心方向倾斜的圆滑类“u”型状，中间导流槽的横截面呈开口向下的圆滑类“u”型状，所述倾斜导流结构与所述导流槽光滑过渡连接，所述倾斜导流结构的三个连接位置点与两侧导流槽以及中间导流槽一一对应。

17、在该技术方案中，进一步提高了冷却机油流过的面积，从而可以带走更多热量，进一步提高活塞冷却效果，而且活塞两侧都可以被冷却，冷却效果较为均匀，不易发生机油结焦现象。

18、优选地，所述倾斜导流结构在所述活塞本体的内腔表面铸造形成，所述倾斜导流结构由冷却机油喷嘴的喷射方向向活塞本体的内腔顶部倾斜的倾斜角度为30°。

19、在该技术方案中，倾斜导流结构在活塞本体的内腔表面铸造形成，加工比较容易，倾斜导流结构由冷却机油喷嘴的喷射方向向活塞本体的内腔顶部倾斜的倾斜角度为30°，进一步保障了大部分冷却机油可以经倾斜导流结构导流后沿导向槽由活塞一侧流向另一侧，而且冷却机油不容易结焦，进一步提升了冷却效果。

20、优选地，沿所述活塞本体的内腔顶部的表面设置环形分布的导流槽，且在环形分布的导流槽中间设置至少两条直线形导流槽，直线形导流槽的两端与环形分布的导流槽相连通，所述倾斜导流结构设置多个连接位置点分别与两侧的导流槽以及中间的直线形导流槽一一对应圆滑过渡连接。

21、在该技术方案中，进一步提高了冷却机油流过的面积，从而使得大部分冷却机油可以沿导流槽从活塞一侧被导流到另一侧，流动过程吸收活塞头部热量降低活塞头部温度，进一步提高活塞冷却效果，而且活塞两侧都可以被冷却，冷却效果较为均匀，不易发生机油结焦现象，同时，导流槽对机油的集聚作用可以进一步增强对活塞的冷却效果，进而降低活塞温度，提高活塞使用寿命。

22、优选地，直线形导流槽在环形分布的导流槽中间区域均匀等间距分布设置。

23、在该技术方案中，进一步提升了活塞的冷却效果，使得活塞两侧的冷却效果较为均匀，不易发生机油结焦现象，同时，导流槽对机油的集聚作用可以进一步增强对活塞的冷却效果，进而降低活塞温度，提高活塞使用寿命。

24、本发明提出的一种内腔冷却活塞具有以下有益技术效果：

25、(1)本发明提出的一种内腔冷却活塞，通过在活塞本体的内腔设计倾斜导流结构、导流槽等，改变从冷却机油喷嘴中喷出的冷却机油方向并对冷却机油的流动进行导向，使得更多的冷却机油导流至活塞的另一侧，增大冷却机油流过的面积，提高活塞冷却效率和冷却效果，减少机油过热结焦，同时，降低活塞冷却机油消耗量，提高活塞使用寿命。

26、(2)本发明提出的一种内腔冷却活塞，利用活塞自身结构改变机油流向从而起到降低活塞温度的作用，采用半开放式结构设计，容易通过铸造、冲压、锻造等方式成形，容易加工，而且冷却机油不容易结焦，可以满足不同型号的活塞，能够适用于极其紧凑的活塞结构。

27、(3)本发明提出的一种内腔冷却活塞，倾斜导流结构的倾斜角度≥30°可以更好地改变冷却机油的流向，使得大部分冷却机油进入导流槽流向活塞的另一侧，倾斜导流结构的较低处与冷却机油喷嘴的距离≥2.0mm，能够有效避免干涉，倾斜导流结构的宽度不小于活塞内腔宽度，可以引导更多的冷却机油进入导流槽中，倾斜导流结构与导流槽的连接光滑过渡，而且倾斜导流结构与导流槽为半开放式，冷却机油在惯性力和与活塞相对速度的影响下，大部分经倾斜导流结构和导流槽从活塞一侧流到另一侧，小部分在半途由于重力作用下落，两部分均可实现带走活塞头部热量，起到冷却作用，同时，可以有效减少机油过热结焦现象的发生。

28、(4)本发明提出的一种内腔冷却活塞，通过独特的导流槽结构设计，在实现冷却机油沿导流槽流向活塞内腔另一侧，流动过程中吸收活塞头部热量降低活塞头部温度的同时，导流槽还可以对机油起到一定的集聚作用，从而进一步增强对活塞的冷却效果，进而降低活塞温度，提高活塞使用寿命。

29、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。