专利名称:用于内燃机的活塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于内燃机的多件式活塞，其具有活塞上部件和活塞下部 件，其中活塞上部件包括活塞顶、环形的火力岸及环形的活塞环区，其中，活塞上部件和活 塞下部件通过紧固装置相互连接并且形成环形的冷却通道。
背景技术：
在这类已知的多件式冷却通道活塞上所出现的问题在于，活塞上部件和活塞下部 件要在避免压力的情况下而有效地相互连接。此外还要力求达到冷却通道中冷却油的冷却 效果的最佳化。冷却油在冷却通道中环绕布设并且根据活塞运动而产生的振荡效应进行运 动。在DE 102 44 512 Al中提出，环形的冷却通道具有朝向活塞顶的孔，以便于实现冷却 油更好的分布。然而，尤其是在高负载的活塞中，通过冷却油运动而起到的散热效果并不理
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实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于，提出一种所述类型的多件式活塞，其能够实现在冷 却通道中环绕的冷却油得到更好冷却效果，在该活塞中，活塞上部件和活塞下部件有效地 相互连接。
为实现该目的，提出一种多件式活塞，其具有活塞上部件和活塞下部件，其中活塞 上部件包括活塞顶、环形的火力岸及环形的活塞环区，其中，活塞上部件和活塞下部件通过 紧固装置相互连接并且形成环形的冷却通道，根据本实用新型这样设计，即连接活塞上部 件和活塞下部件的紧固装置设计为设置在冷却通道中的冷却部件，该冷却部件由导热材料 制成。
根据本实用新型的活塞表现出更好的冷却效果，其由多种因素构成。冷却部件是 一种在冷却腔中额外的冷却表面，通过该冷却表面将从活塞顶传递到冷却部件上的热量传 达给在冷却部件周围冲刷的冷却油上。另外还保证了热量从活塞顶通过冷却部件直接流向 冷却油，从而特别快速而有效地降低了面对于燃烧室的活塞顶的热负载。再者，在活塞中使 得热量从冷却部件传输到活塞下部件中，该活塞的活塞顶设有燃烧室凹腔，由此将尤其有 效地为凹腔边缘减轻了负担。
设计为冷却部件的紧固装置平均地分布在活塞的外径区域中，也就是邻近于活塞 环区的附近，即在环形的冷却通道中，从而实现了活塞上部件与活塞下部件之间压力小而 有效的连接。另外，设计为冷却部件的紧固装置起到改善根据本实用新型的活塞的形状稳 定性的作用。因而，根据本实用新型的活塞这样装备所设置的冷却部件甚至于能够实现，即 相对于传统的活塞而言避免了重量上的增加。这样由此而能够实现，一方面对于冷却部件 选择具有尽可能小密度的合适材料，并且另一方面基于更好的形状稳定性尤其可以降低环 形的冷却通道和邻接的根据本实用新型的活塞的结构部件之间的壁厚度。在合适的结构中 相比传统的活塞而言甚至于能够减少重量[0007]根据本实用新型的设计方案适合于所有多件式类型的活塞，并且可以根据所选的 材料和结构而进行多种变化。根据本实用新型的活塞可以例如由钢、铸铁、轻金属及这些材 料的组合制成，并且其能够例如设置带有或不带有冷却油喷溅装置。
每个冷却部件或每个设计为冷却部件的紧固装置被容纳在两个凹槽中，其中一个 设置在活塞上部件中且一个设置在活塞下部件中。设置在活塞下部件中的凹槽可以例如设 计为盲孔或设计为通孔。因此，冷却部件可以以简单的方式安装到活塞上部件或活塞下部 件中，如需要的话可以通过已知的方式借助于中心环对准，并且有缺失的活塞部件被推到 冷却部件上，从而 其插入到相应的孔中。冷却部件优选借助于压力配合或收缩配合进行固 定。
在该设计方案中，设置在活塞上部件的凹槽起到进一步相对于活塞顶降低壁厚度 的作用。尤其有利的是，当活塞顶具有燃烧室凹腔时，将相对于凹腔边缘降低材料厚度。这 样将进一步地改善和加强冷却部件的热量传输。冷却部件同时能够照顾到根据本实用新型 的活塞的足够的形状稳定性，其间可以实现，通过凹槽将起到平衡稳定性缺失的作用。这将 使得，相对于现有技术来看还能够加大个别情况下设置的燃烧室凹腔的直径。这还能够改 善在冷却部件的方向上且从这里到冷却油上导热的时间。冷却部件的数量可以根据改善的 形状稳定性而大量地选择，从而将优化有效的冷却表面。另外还防止了，从活塞顶上接受的 热量在活塞环区的区域中穿过。
另一设计的设计方案设计出环形区段的冷却部件，其也可以具有用于冷却油的流 出口，以便于优化冷却油的流通混合。根据本实用新型的活塞的特别优选的实施例在于，设 计出销型的冷却部件。这种设计方案将会随之更进一步地增大了冷却表面，从而实现了从 冷却部件到冷却油上特别有效的热传递。
冷却部件优选设计为全金属-冷却部件，并且例如由铜、铝或其合金制成。
在优选的实施例中，活塞上部件和活塞下部件为支持冷却效果还形成一个内部冷 却腔，其通过环形冷却通道的环形分隔壁分隔出。活塞上部件和活塞下部件可以在分隔壁 区域中还具有连接部件，该连接部件设置用于连接活塞上部件和活塞下部件。这种连接部 件为改善冷却效果也可以设计为冷却部件。
分隔壁能够以有利的方式具有至少两个用于冷却油的溢出通道，该溢出通道相互 连接环形的冷却通道和内部的冷却腔，以便于优化冷却油的流通混合。
用于活塞上部件和活塞下部件的材料可以任意选择并且相互组合。例如钢材料和 轻金属材料都是适宜的。
本实用新型的实施例随后根据附图来详细说明。附图示意地且非比例尺地示出
图1示出了根据本实用新型的第一实施例的截面；
图2以俯视图示出了图1活塞的局部截面；
图3以截面图示出了根据本实用新型的活塞的第二实施例的一个放大的区段；
图4以截面图示出了根据本实用新型的活塞的第三实施例的活塞上部件的一个 放大的区段；具体实施方式
图1和2示出了根据本实用新型的活塞10的第一实施例，其中
图1左半侧的示图相对于右半侧的示图旋转了 90度。
根据本实用新型的活塞10由活塞上部件11和活塞下部件12组成。活塞上部件 11包括带有燃烧室凹腔14的活塞顶13以及具有环形的火力岸15和环形的活塞环区16的 侧壁，该活塞环区用于容纳活塞环(未示出)。活塞下部件12包括活塞裙17、带有用于容 纳活塞销(未示出)的销毂孔18a的活塞销毂18以及销毂座19，该销毂座与活塞裙17连 接。活塞上部件11和活塞下部件12形成环形、外部的冷却通道21及内部的冷却腔22，该 冷却腔通过分隔壁29彼此分开。在实施例中，在分隔壁29中设有溢出通道27，其相互连接 冷却通道21和冷却腔22。
活塞上部件11具有相邻活塞环区16的外部支撑面23，并且在其下侧具有环形的 内部支承面24。活塞下部件12在其上恻也具有外部的支撑面25以及环形、内部的支承面 26。在组装后的状态下，活塞上部件11和活塞下部件12这样相互对准，即两个支承面14、 16以及两个支撑面23、25相互抵靠。在支承面24、26的区域中，在组装后的状态下形成分 隔壁29。
活塞上部件11和活塞下部件12的材料可以任意选择并且彼此组合，例如耐热钢、 AFP钢或轻金属合金，尤其是铝合金。例如，活塞上部件11可以由耐热钢锻造，并且活塞下 部件12由AFP钢锻造；活塞上部件11也可以由AFP钢锻造，并且活塞下部件12由铝合金 铸造。活塞上部件11也可以由铝合金锻造，并且活塞下部件由铝合金铸造。
在实施例中，在活塞10的冷却通道21中设置有多个销型、设计为冷却部件28的 紧固装置。冷却部件28由导热良好的材料制成，其优选具有较小的密度。例如金属材料， 像铝、铜或其合金都是适宜的。冷却部件28的自由端容纳在设计为孔的凹槽31、32中。设 计为盲孔的凹槽31设置在冷却通道21的由活塞上部件11构成的壁部段中，并且对准活塞 顶13。设计为通孔的凹槽32设置在冷却通道21的由活塞下部件12构成的壁部段中。冷 却部件28在实施例中通过压力配合或收缩配合不仅固定在活塞上部件11中也固定在活塞 下部件12中。
因此，活塞上部件11和活塞下部件12通过冷却部件28，同时也是紧固装置无偏 压地相互连接。这将归咎于，紧固装置在活塞10的外径区域中，也就是邻近于活塞环区15 的附近，即在环形的冷却通道21中平均地分布设置。此外，设计为冷却部件28的紧固装置 起到改善根据本实用新型的活塞10的形状稳定性的作用。因此，燃烧室凹腔14的凹槽31 之间的壁厚特别薄。因而随之降低了材料用量及重量。此外，燃烧室凹腔14的热量能够特 别快速地传递给冷却部件28。
大量的冷却部件28的表面将作为冷却通道21中额外加大的冷却面。通过这些冷 却面，从活塞顶13传输到冷却部件28上的热量将特别快速地传送给冷却油，该冷却油在冷 却部件28周围冲刷。此外，防止了从活塞顶13到冷却通道21上的直接热流以及防止了热 流从此传送到冷却油和活塞下部件12上，这将特别有效地减少了活塞顶13和燃烧室凹腔 14的热负载。
此外，在图1示出的实施例上，在分隔壁29中设有销型的连接部件30，其与设计为 冷却部件28的紧固装置相比被容纳在设在活塞上部件11或活塞下部件12中的凹槽里，例如通过压力配合或收缩配合。连接部件30用于支持活塞上部件11和活塞下部件12之间通过设计为冷却部件28的紧固装置导致的连接。连接装置30也可以设计为冷却部件，以 便于支持从活塞顶13到活塞下部件12上的热传递。
图3以区段示出了多件式活塞110的另一实施例，其中对于相同的部件将使用相 同的附图标记。在图3中仅示出了活塞上部件11的一部分、活塞下部件12的一部分及冷 却通道21和冷却部件128。活塞110结构与图1中示出的活塞10相同。唯一的区别在于， 冷却部件128的下方自由端被容纳到在活塞下部件12中设为盲孔的凹槽132中。冷却部 件128的上自由端和在活塞10中一样被容纳到设计为盲孔的凹槽31中，该凹槽设在活塞 上部件11中。冷却部件28也可以在该实施例中例如借助于压力配合或收缩配合进行固定。 冷却部件128和在图1中所描述的冷却部件28 —样具有相同的效果和优点。
图4以区段示出了多件式活塞210的活塞上部件的另一实施例，该活塞与图1、图 3中所示的活塞10或110相同。可以看出，在分隔壁29的区域中设有连接部件30。唯一 的区别在于，设置了环形区段的冷却部件228来代替销型的冷却部件。冷却部件228的上 自由端以同样的方式容纳在凹槽(未示出)中，该凹槽设置在冷却通道21的由活塞上部件 11构成的壁部段中。冷却部件228如上文所述，通过压力配合或收缩配合以合适的方式固 定。在组装后的状态下，冷却部件228的下自由端被容纳在设在活塞下部件里的凹槽中且 进行固定(未示出)。冷却部件228具有流出口 239，以确保容纳在冷却通道11中的冷却 油进行最佳的流通混合。冷却部件228和在图1中所描述的冷却部件28 —样具有相同的 效果和优点。
权利要求
一种用于内燃机的多件式活塞(10、110、210)，其具有活塞上部件(11)和活塞下部件(12)，其中所述活塞上部件(11)包括活塞顶(13)、环形的火力岸(15)及环形的活塞环区(16)，其中，所述活塞上部件(11)和所述活塞下部件(12)通过紧固装置相互连接并且形成环形的冷却通道(21)，其特征在于，连接所述活塞上部件(11)和所述活塞下部件(12)的紧固装置设计为设置在所述冷却通道(21)中的冷却部件(28、128、228)，所述冷却部件由导热材料制成。
2.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述每个冷却部件(28、128、228)被容纳 在一个设在所述活塞上部件(11)中的凹槽(31)中及一个设在所述活塞下部件(12)中的 凹槽(32、132)中。
3.根据权利要求
1或2所述的活塞，其特征在于，设置在所述活塞下部件中的凹槽 (32、132)设计为盲孔或设计为通孔。
4.根据权利要求
2所述的活塞，其特征在于，所述冷却部件(28、128、228)借助于压力 配合或收缩配合容纳在所述凹槽(31、32、132)中。
5.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述冷却部件(228)设计为环形区段的。
6.根据权利要求
5所述的活塞，其特征在于，所述设计为环形区段的冷却部件(228)具 有用于冷却油的流出口(239)。
7.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述冷却部件(28、128)设计为销型。
8.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述冷却部件(28、128、228)设计为全金 属_冷却部件，并且由铜、铝或其合金制成。
9.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述活塞上部件(11)和所述活塞下部件 (12)形成一个内部冷却腔(22)，其通过所述环形冷却通道(21)的环形分隔壁(29)分隔 出ο
10.根据权利要求
9所述的活塞，其特征在于，所述活塞上部件(11)和所述活塞下部 件(12)在所述分隔壁(29)的区域中具有连接部件(30)，所述连接部件相互连接所述活塞 上部件(11)和所述活塞下部件(12)。
11.根据权利要求
10所述的活塞，其特征在于，所述连接部件(30)被设计为冷却部件。
12.根据权利要求
9所述的活塞，其特征在于，所述分隔壁(29)具有至少两个用于冷却 油的溢出通道(27)，所述溢出通道相互连接所述环形的冷却通道(21)和所述内部的冷却 腔(22)。
13.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述活塞上部件(11)和/或所述活塞下 部件(12)由钢材或轻金属材料制成。
专利摘要
本实用新型涉及一种用于内燃机的多件式活塞(10、110、210)，其具有活塞上部件(11)和活塞下部件(12)，其中活塞上部件(11)包括活塞顶(13)、环形的火力岸(15)及环形的活塞环区(16)，其中，活塞上部件(11)和活塞下部件(12)通过紧固装置相互连接并且形成环形的冷却通道(21)，根据本实用新型，连接活塞上部件(11)和活塞下部件(12)的紧固装置设计为设置在冷却通道(21)中的冷却部件(28、128、228)，该冷却部件由导热材料制成。
文档编号F02F3/22GKCN201723321SQ200890100151
公开日2011年1月26日 申请日期2008年10月17日
发明者瓦莱丽·鲍尔 申请人:马勒国际公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan