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活塞，包括活塞底部和活塞顶部，所述活塞底部和活塞顶部通过摩擦焊接彼此相连且形成外环绕冷却通道，其中，所述活塞顶部具有环绕式环形区，所述环形区设有多个环形槽且所述环形区的内壁界定所述外环绕冷却通道。
背景技术：
US 6，557，514B1公开过一种同类型的活塞。活塞底部和活塞顶部之间的外环绕摩擦焊缝在环形区区域内设在两个环形槽之间。但这种布置方法会导致摩擦焊接时产生影响活塞稳定性的应力。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是对同类型活塞进行改进，以降低产生应力的可能性并提高活塞稳定性。
本实用新型用来达成上述目的的解决方案是一种包括一活塞底部和一活塞顶部， 所述活塞底部和所述活塞顶部通过摩擦焊接彼此相连且形成一外环绕冷却通道，其中，所述活塞顶部具有一环绕式环形区，所述环形区设有多个环形槽且所述环形区的内壁界定所述外环绕冷却通道的活塞。根据本实用新型，所述环形区下方设有一个外环绕摩擦焊缝，其宽度最大等于所述环形槽的槽底与所述环形区的内壁之间的壁厚。
在本公开案范围内，理解“最大等于”这个概念时也需要将一般制造公差考虑在内。亦即，所述外环绕摩擦焊缝的宽度与所述壁厚均处于一般制造公差范围内。
尽管所述摩擦焊缝的宽度与现有技术相比大为减小(并且，摩擦焊缝区域内的环形区壁厚也因此而大为减小)，但本实用新型的活塞仍能达到很高的稳定性。同时，本实用新型的活塞在柔性方面有所改进。因此，本实用新型的活塞能够在燃烧过程中更好地吸收作用于活塞头的力并将这部分力更均勻地传递到其整个结构上。本实用新型活塞的另一主要优点是，减小外环绕摩擦焊缝区域内的壁厚可以节省材料并减轻重量。
本实用新型的有利改进方案由以下具体内容给出。
所述外环绕摩擦焊缝的宽度优选等于所述环形槽的槽底与所述环形区的内壁之间的壁厚，这样就能在充分利用材料的情况下实现最佳力分布。
本实用新型的活塞在一内区与所述外环绕冷却通道之间具有多个支承元件，这些支承元件通过内环绕摩擦焊缝彼此相连。
所述内环绕摩擦焊缝的宽度可以大于等于或小于所述外环绕摩擦焊缝的宽度。在同一个加工步骤中形成这两个摩擦焊接连接。
即使在本实用新型的上述优选方案中，内摩擦焊缝的宽度也小于现有技术中的已知宽度。但出于前述原因，本实用新型的活塞还是能够达到很高的稳定性。
根据本实用新型，所述活塞底部和所述活塞顶部沿至少一条摩擦焊缝形成一槽体，用以容纳可能形成的焊疤，这样就能在沿该摩擦焊缝的区域内获得尽可能均勻的表面，特别是避免所述冷却通道的体积变小，同时防止冷却油的流动受到涡流等因素的影响。
下面借助附图对本实用新型的实施例进行详细说明，附图并未按比例绘制，其中
图1为本实用新型活塞第一实施例的剖面图，其中，该图的左半部相对于右半部旋转了 90° ；
图2A为图1所示活塞的局部放大图；以及
图2B为本实用新型活塞另一实施例的局部放大图。
具体实施方式
图1和图2A为本实用新型活塞10的第一实施例。活塞10具有活塞底部15和活塞顶部12，它们通过摩擦焊接彼此相连。活塞底部和活塞顶部12可由任何一种可以进行摩擦焊接加工的金属材料构成。
活塞底部15具有活塞杆14和多个设有毂孔17的销毂16。活塞顶部12具有活塞头13，该活塞头在本实施例中配有盆形燃烧室11。活塞头13与外环绕火力岸18连接。火力岸18下方设有环绕式环形区20，在本实施例中，该环形区中设有三个用于活塞环(未图示)的环绕式环形槽21、22、23。此外，活塞底部15还与活塞顶部12共同形成外环绕冷却通道19。
为了建立摩擦焊接连接，活塞顶部12设有外环绕支承元件25和内环绕支承元件 27。活塞底部15也相应设有外环绕支承元件沈和内环绕支承元件28。外支承元件25、26 在环形区20下方形成外环绕摩擦焊缝29，内支承元件27J8则在活塞头13下方形成内环绕摩擦焊缝30。内支承元件27J8将外环绕冷却通道19与活塞10的内区M分开。环形区20的内壁20’构成外环绕冷却通道19的外壁。
外摩擦焊缝四具有宽度bl，根据本实施例，在一般制造公差范围内，这个宽度等于环形槽21、22、23的槽底21，、22，、23，与环形区20的内壁20，之间的环形区20的壁厚
do
内摩擦焊缝30具有宽度1^2，在图1和图2A所示的实施例中，在一般制造公差范围内，这个宽度小于外摩擦焊缝四的宽度bl。宽度1^2也可以等于宽度bl。
在本实施例中，活塞底部15和活塞顶部12的外支承元件25J6和内支承元件27、 观在摩擦焊缝30J9的区域内采用某种设计，从而形成多个朝向外环绕冷却通道19或朝向内区M的槽体31，这些槽体在本实施例中具有环绕式结构。槽体31用来容纳摩擦焊接过程中可能形成的焊疤32。通过这种方式能使本实施例中的冷却通道19的侧壁表面较为平滑。这样就能避免冷却通道19用于容纳冷却油的容积受到影响。此外也能使冷却油基本不受干扰地在冷却通道19中流动。因此，本实用新型活塞的这个有利设计方案能使冷却油的冷却效果基本不受影响。
图2B与图2A类似，为活塞110的另一实施例的示意图。活塞110与活塞10的唯一不同之处在于，在一般制造公差范围内，内摩擦焊缝130的宽度b3大于外摩擦焊缝四的宽度bl。
权利要求
1.一种用于一内燃机的活塞(10，110)，包括一活塞底部(1 和一活塞顶部(12)，所述活塞底部和所述活塞顶部通过摩擦焊接彼此相连且形成一外环绕冷却通道(19)，其中，所述活塞顶部(1 具有一环绕式环形区(20)，所述环形区设有多个环形槽01，22，2；3)且所述环形区的内壁00’ )界定所述外环绕冷却通道(19)，其特征在于，所述环形区00)下方设有一外环绕摩擦焊缝(四)，所述外环绕摩擦焊缝的宽度(bl) 最大等于所述环形槽01，22，23)的槽底01’，22’，23’)与所述环形区Q0)的内壁(20’) 之间的壁厚(d)。
2.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述外环绕摩擦焊缝09)的宽度(bl)等于所述环形槽01，22，2；3)的槽底(21’，22’， 23’ )与所述环形区00)的内壁00’ )之间的壁厚(d)。
3.根据权利要求
1或2所述的活塞，其特征在于，在所述活塞(10，110)的一内区04)与所述外环绕冷却通道(19)之间设有一内环绕摩擦焊缝(30，130)。
4.根据权利要求
3所述的活塞，其特征在于，所述内环绕摩擦焊缝(130)的宽度(b!3)至少等于所述外环绕摩擦焊缝09)的宽度 (bl)。
5.根据权利要求
3所述的活塞，其特征在于，所述内环绕摩擦焊缝(30)的宽度( )小于所述外环绕摩擦焊缝09)的宽度(bl)。
6.根据权利要求
1所述的活塞，其特征在于，所述活塞底部(1 和所述活塞顶部(1 沿至少一条摩擦焊缝09 ；30,130)形成一槽体(31)，用以容纳可能形成的一焊疤(32)。
专利摘要
本实用新型涉及一种用于一内燃机的活塞，包括一活塞底部和一活塞顶部，所述活塞底部和所述活塞顶部通过摩擦焊接彼此相连且形成一外环绕冷却通道，其中，所述活塞顶部具有一环绕式环形区，所述环形区设有多个环形槽且所述环形区的内壁界定所述外环绕冷却通道。根据本实用新型，所述环形区下方设有一外环绕摩擦焊缝，其宽度最大等于所述环形槽的槽底与所述环形区的内壁之间的壁厚。
文档编号F02F3/22GKCN202165174SQ200990100576
公开日2012年3月14日 申请日期2009年8月26日
发明者C·克鲁史, P·肯尼茨, R·夏普 申请人:马勒国际有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan