專利名稱：內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機技術(shù)，尤其涉及一種內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機活塞的側(cè)面通常開設(shè)有多個環(huán)槽，每個環(huán)槽中設(shè)置有活塞環(huán)，通過活塞、活塞環(huán)和氣缸套匹配來密封內(nèi)燃機燃氣、傳遞能量。內(nèi)燃機工作過程中，活塞上、下往復(fù)運動， 空氣中的污染物和柴油燃燒后的積碳等硬質(zhì)磨料夾雜在活塞環(huán)和環(huán)槽端面之間，對環(huán)槽端面造成磨損。環(huán)槽端面磨損后又會產(chǎn)生硬度較強的磨粒，這些磨粒會進一步加速環(huán)槽端面的磨損。環(huán)槽的耐磨生是決定活塞使用壽命的重要因素，因此，選擇適當?shù)沫h(huán)槽形狀是提高環(huán)槽耐磨性的有效途徑之一?，F(xiàn)有的內(nèi)燃機活塞中，環(huán)槽可以呈圖IA所示的矩形、圖IB所示的梯形或圖IC所示的等腰梯形，并且，環(huán)槽的表面經(jīng)過如激光淬火、高頻淬火或淡化處理等強化處理。然而，在某些氣候條件惡劣，如風沙較大的地區(qū)，由于空氣中具有大量的浮沙，會加速環(huán)槽端面的磨損，因此，活塞環(huán)槽的使用壽命通常要低于正常的使用壽命，甚至僅為正常使用壽命的1/3-1/2，這嚴重影響了內(nèi)燃機的安全可靠運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機，用以提高內(nèi)燃機活塞的使用壽命。本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機活塞，包括環(huán)槽，所述環(huán)槽具有相對的上端面和下端面，其特征在于，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上凹槽。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上矩形凹槽。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述上端面開設(shè)一個矩形凹槽，所述下端面開設(shè)一個或兩個矩形凹槽。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述矩形凹槽的高度為0. Imm 0. 2mm ；所述矩形凹槽的寬度為1，10% L < 1 < 30% L，所述上端面和所述下端面的寬度相同，所述L為所述上端面和所述下端面的寬度。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上鋸齒形凹槽。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述上端面開設(shè)有一個鋸齒形凹槽，所述下端面開1個或兩個鋸齒形凹槽。如上所述的內(nèi)燃機活塞，所述鋸齒形凹槽的高度為0. Imm 0. 2mm ；所述鋸齒形凹槽的寬度為1，10% L < 1 < 30% L，所述上端面和所述下端面的寬度相同，所述L為所述上端面和所述下端面的寬度；0.h，所述h為所述鋸齒形凹槽的高度，所述t為鋸齒的高度；I = 0. 5mm士0. 1mm，所述I為所述鋸齒的寬度。本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機，包括本發(fā)明提供的內(nèi)燃機活塞。本發(fā)明提供的內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機，通過在環(huán)槽的上端面和/或下端面開設(shè)凹槽，使夾雜在環(huán)槽端面和活塞環(huán)之間的硬質(zhì)污染物聚集到凹槽內(nèi)，局部形成保護膜保護環(huán)槽，降低活塞環(huán)對環(huán)槽端面磨損，增加了環(huán)槽端面的耐磨性，從而提高活塞的使用壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。圖IA為現(xiàn)有技術(shù)一種內(nèi)燃機活塞環(huán)槽的局部側(cè)視圖；圖IB為現(xiàn)有技術(shù)又一種內(nèi)燃機活塞環(huán)槽的局部側(cè)視圖；圖IC為現(xiàn)有技術(shù)另一種內(nèi)燃機活塞環(huán)槽的局部側(cè)視圖；圖2為本發(fā)明一個實施例提供的內(nèi)燃機活塞環(huán)槽的局部側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明又一個實施例提供的內(nèi)燃機活塞環(huán)槽的局部側(cè)視圖；圖4為圖2提供的實施例環(huán)槽上端面和下端面各開設(shè)一個矩形凹槽的環(huán)槽局部側(cè)視圖；圖5為圖3提供的實施例環(huán)槽上端面和下端面各開設(shè)一個鋸齒形凹槽的環(huán)槽局部側(cè)視圖；圖6為圖2提供的實施例環(huán)槽上端面開設(shè)一個矩形凹槽、下端面開設(shè)兩個矩形凹槽的環(huán)槽局部側(cè)視圖；圖7為圖3提供的實施例環(huán)槽上端面開設(shè)一個鋸齒形凹槽、下端面開設(shè)兩個鋸齒形凹槽的環(huán)槽局部側(cè)視圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供了一個內(nèi)燃機活塞實施例，該內(nèi)燃機活塞包括環(huán)槽1，環(huán)槽1具有相對的上端面和下端面，上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上凹槽2。本發(fā)明提供的內(nèi)燃機活塞可適用于多種型號的內(nèi)燃機。其中，環(huán)槽1的形狀可以呈圖IA所示的矩形、圖IB所示的梯形或圖IC所示的等腰梯形等形狀。當內(nèi)燃機工作時，活塞在汽缸內(nèi)進行上、下往復(fù)運動，在活塞的運動過程中，設(shè)置在活塞側(cè)面的環(huán)槽1亦隨著活塞進行上、下往復(fù)運動，由于環(huán)槽1內(nèi)設(shè)置有活塞環(huán)，而空氣中的浮沙等污染物，柴油燃燒后的積碳夾雜在活塞環(huán)和環(huán)槽1端面之間，對環(huán)槽1的端面造成磨損。而環(huán)槽1的端面磨損后產(chǎn)生的磨粒又會進一步加速環(huán)槽1端面的磨損。為了降低環(huán)槽1端面的磨損，可以在環(huán)槽1的上端面或下端面上設(shè)置一個以上凹槽2 ；或者在環(huán)槽1的上端面和下端面均設(shè)置一個以上凹槽2。這樣，環(huán)槽1的端面與活塞環(huán)之間的污染物，在活塞運動過程中聚集到凹槽2內(nèi)，局部形成保護膜保護環(huán)槽1，從而降低了對環(huán)槽1端面的磨損，提高了環(huán)槽1的耐磨性。其中，凹槽2的形狀和尺寸，以及上端面和下端面上設(shè)置的凹槽2的個數(shù)可根據(jù)內(nèi)燃機的型號和具體使用情況進行設(shè)置。當在環(huán)槽1的上端面和下端面各設(shè)置一個凹槽2 時，可以將兩個凹槽2的位置對應(yīng)設(shè)置，即兩個凹槽2在水平面上的投影重合，如果兩個的凹槽2的形狀和大小完全一致，則兩個凹槽2在水平面上的投影完全重合；或者，可以使上端面和下端面上的凹槽2的一部分位置對應(yīng)，即兩個凹槽2在水平面上的投影部分重合。以上均是可行的實施方式，但不以此作為對本發(fā)明的限制，即上端面和下端面的凹槽2在水平面的投影可以完全重疊(或稱重合)，也可以有部分重疊，或者完全不重合。 需要說明的是，將凹槽2的尺寸設(shè)置的相對大一些，或者凹槽2的個數(shù)設(shè)置的相對多一些， 能夠更有效的聚集磨損環(huán)槽1端面的污染物，但是如果凹槽2的尺寸設(shè)置的過大，或者凹槽 2個數(shù)設(shè)置的過多，將會影響活塞環(huán)的強度和環(huán)槽1密封支撐面積。因此，可以根據(jù)內(nèi)燃機的型號和具體使用情況設(shè)置合適的凹槽2的尺寸和個數(shù)，以便使環(huán)槽1達到良好耐磨效果的同時，不影響活塞的正常工作。本實施例提供的內(nèi)燃機活塞，通過在環(huán)槽的上端面和/或下端面開設(shè)凹槽，使夾雜在環(huán)槽端面和活塞環(huán)之間、磨損環(huán)槽端面的污染物聚集到凹槽內(nèi)，局部形成保護膜保護環(huán)槽，降低了活塞環(huán)對環(huán)槽端面磨損，增加了環(huán)槽端面的耐磨性，從而提高活塞的使用壽命。在前一實施例的基礎(chǔ)上，作為優(yōu)選的實施方式，凹槽2的形狀可以為矩形，例如圖 2所示，可以在環(huán)槽1的上端面和下端面各開設(shè)一個矩形凹槽，圖2所示的為上端面和下端面開設(shè)的矩形凹槽寬度大小相等，并且位置相對設(shè)置的情況，實際上，上端面和下端面設(shè)置的矩形凹槽寬度的大小可以不同，并且，二者可以部分對應(yīng)設(shè)置，即上端面上矩形凹槽中的一部分與下端面上矩形凹槽的一部分相對；或者，上端面和下端面上設(shè)置的矩形凹槽的位置可以相互錯開?；蛘?，還可以如圖3所示，在環(huán)槽1的上端面和下端面各開設(shè)有一個鋸齒形凹槽。矩形凹槽或鋸齒形凹槽的個數(shù)、形狀和大小可以根據(jù)內(nèi)燃機的具體型號及實際使用情況進行設(shè)置。根據(jù)內(nèi)燃機活塞環(huán)槽1在實際工作中的磨損程度來看，優(yōu)選的，參見圖4，開設(shè)的矩形凹槽的高度為0. Imm 0. 2mm ；矩形凹槽的寬度為1，10% L彡1彡30% L，上端面和下端面的寬度相同，L為上端面和下端面的寬度。參見圖5，開設(shè)的鋸齒形凹槽的高度為0. Imm 0.2mm;鋸齒形凹槽的寬度為1，10% LS 1 < 30% L，上端面和下端面的寬度相同，L為上端面和下端面的寬度； 0. 3h ^ t ^ h, h為鋸齒形凹槽的高度，t為鋸齒的高度；I = 0. 5mm士0. lmm, I為鋸齒的寬度。作為另一種較佳的實施方式，參照圖6所示，可以在環(huán)槽1上端面的中間位置開設(shè)一個矩形凹槽，該矩形凹槽的寬度為1 ；在下端面開設(shè)兩個矩形凹槽，這兩個矩形凹槽的寬度分別為1/2，二者之間的距離可以為1/2-1。即當下端面上設(shè)置的矩形凹槽個數(shù)多于上端面設(shè)置的矩形凹槽個數(shù)時，下端面上設(shè)置的矩形凹槽的寬度可以小于上端面上的矩形凹槽的寬度。另外，下端面上設(shè)置的兩個矩形凹槽中均可以有部分與上端面設(shè)置的矩形凹槽位置重合，或者還可以是，下端面上設(shè)置的兩個矩形凹槽的位置分別對應(yīng)上端面設(shè)置的矩形凹槽的兩側(cè)，與上端面設(shè)置的矩形凹槽位置完全錯開。另外一種較佳的實施方式，參見圖7所示，可以在上端面開設(shè)有一個鋸齒形凹槽，該鋸齒形凹槽的寬度為1 ；在下端面開兩個鋸齒形凹槽，這兩個鋸齒形凹槽的寬度分別為 1/2，二者之間的距離可以為1/2-1。同樣的，當下端面上設(shè)置的鋸齒形凹槽個數(shù)多于上端面設(shè)置的鋸齒形凹槽個數(shù)時，下端面上設(shè)置的鋸齒形凹槽的寬度可以小于上端面上的鋸齒形凹槽的寬度。本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機，包括本發(fā)明提供的內(nèi)燃機活塞。本發(fā)明提供的內(nèi)燃機，通過在環(huán)槽的上端面和下端面開設(shè)凹槽，使夾雜在環(huán)槽端面和活塞環(huán)之間、磨損環(huán)槽端面的污染物聚集到凹槽內(nèi)，局部形成保護膜保護環(huán)槽，降低了活塞環(huán)對環(huán)槽端面磨損，增加了環(huán)槽端面的耐磨性，從而提高活塞的使用壽命。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機活塞，包括環(huán)槽，所述環(huán)槽具有相對的上端面和下端面，其特征在于， 所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上矩形凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述上端面開設(shè)一個矩形凹槽，所述下端面開設(shè)一個或兩個矩形凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述矩形凹槽的高度為0.Imm 0. 2mm ；所述矩形凹槽的寬度為1，10% L < 1 < 30% L，所述上端面和所述下端面的寬度相同，所述L為所述上端面和所述下端面的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上鋸齒形凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述上端面開設(shè)有一個鋸齒形凹槽，所述下端面開1個或兩個鋸齒形凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機活塞，其特征在于，所述鋸齒形凹槽的高度為0.Imm 0. 2mm ；所述鋸齒形凹槽的寬度為1，10% L < 1 < 30% L，所述上端面和所述下端面的寬度相同，所述L為所述上端面和所述下端面的寬度；0. h，所述h為所述鋸齒形凹槽的高度，所述t為鋸齒的高度；I = 0. 5mm士0. 1mm，所述I為所述鋸齒的寬度。
8.一種內(nèi)燃機，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一項所述的內(nèi)燃機活塞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機，內(nèi)燃機活塞包括環(huán)槽，所述環(huán)槽具有相對的上端面和下端面，所述上端面和/或下端面開設(shè)有一個以上凹槽。本發(fā)明提供的內(nèi)燃機活塞及內(nèi)燃機，通過在環(huán)槽的上端面和/或下端面開設(shè)凹槽，收納夾雜在環(huán)槽端面和活塞環(huán)之間的硬質(zhì)污染顆粒，局部形成保護膜保護環(huán)槽，降低活塞環(huán)對環(huán)槽端面磨損，增加了環(huán)槽端面的耐磨性，從而提高活塞的使用壽命。
文檔編號F02F3/00GK102477919SQ20101055730
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者孫宇, 楊英, 王龍華 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司