三銷座活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三銷座活塞，它包括活塞頂、活塞裙和銷座。活塞下部除有傳統(tǒng)的兩個銷座外，從內(nèi)腔頂中心位置向下再設(shè)置第三個銷座，銷座厚度應(yīng)兼顧銷孔比壓和連桿小頭裝配空間。在銷座III底端加工出銷孔，此銷孔與兩側(cè)銷孔同軸同半徑。當(dāng)有減重要求時，銷座的底端可不超過銷孔中心，相應(yīng)的銷座III銷孔成為部分銷孔。采用此種結(jié)構(gòu)的三銷座活塞，工作時中間銷孔的頂面限制了銷的彎曲變形，并且增大了銷孔的承載面積，有效降低了由于應(yīng)力集中及壓力過大等引起的銷孔失效。另外銷座III頂部與內(nèi)腔頂連接，增加了活塞的頂厚，并在工作時對內(nèi)腔頂形成支承，強(qiáng)化了此處的結(jié)構(gòu)。
【專利說明】三銷座活塞
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的活塞，尤其是一種三銷座活塞。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，發(fā)動機(jī)在向著高功率和高負(fù)荷的方向不斷發(fā)展，同時對活塞的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和可靠性等也提出了更高的要求，這就需要從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行不斷的優(yōu)化。
[0004]柴油機(jī)工作時其缸內(nèi)爆發(fā)壓力已經(jīng)超過了 20MPa，而汽油機(jī)也已經(jīng)達(dá)到了 13MPa，高溫高壓的工作環(huán)境使現(xiàn)有技術(shù)中的兩個活塞銷座產(chǎn)生了較大的變形，易于引發(fā)頂部開裂、銷孔開裂等失效。為此，國內(nèi)外活塞設(shè)計制造商致力于強(qiáng)化活塞銷座和銷孔的結(jié)構(gòu)，如喇叭口形銷孔、銷孔加裝襯套等，但這些方法都存在一定的缺點，喇叭口形銷孔，其形線需要考慮活塞銷和銷孔的變形，設(shè)計較為復(fù)雜，目前多使用經(jīng)驗公式，并常在試驗過程中反復(fù)修改，增加了產(chǎn)品開發(fā)的周期和成本；襯套一般使用銅質(zhì)材料，造價較高，另外工作時常發(fā)生轉(zhuǎn)動并從銷孔上脫落，引起活塞失效。
[0005]有鑒于此，如何可靠的增加活塞銷孔的強(qiáng)度成為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員亟需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三銷座活塞，以減小活塞銷的彎曲變形，增大銷與銷孔的接觸面積，降低活塞銷孔出現(xiàn)開裂的風(fēng)險，另外該裝置還能增加活塞頂部的強(qiáng)度。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:` 一種三銷座活塞，它包括活塞本體，在所述的活塞本體的外部設(shè)有活塞裙，且在活塞本體的下部的兩側(cè)設(shè)有與其為一體的銷座1、銷座II，在活塞本體內(nèi)腔頂中心位置向下設(shè)置有與其為一體的銷座III，在銷座III的底端設(shè)有與銷座1、銷座II同軸且半徑相等的銷孔。
[0008]所述的銷座III的厚度不能小于8mm，厚度保證銷孔比壓不超過90MPa。
[0009]所述的銷座III與其兩側(cè)的銷座1、銷座II之間設(shè)有能容納連桿小頭的空間。
[0010]所述的銷座III的寬度大于或小于銷座1、銷座II的寬度。
[0011]所述的銷座III與兩側(cè)銷座的距離也不能小于8mm，以保證澆注質(zhì)量；另外銷座的拔模角度不能小于3°。8mm的寬度對于保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有一定的限制，再低了容易斷裂；拔模角太小了澆注過程中可能會有較多的缺陷，因此拔模角度不能小于3°。
[0012]當(dāng)有減重要求時，銷座III的底端不超過銷孔中心。
[0013]所述的銷座III的頂部與活塞內(nèi)腔頂之間設(shè)有過渡圓弧，過渡圓弧的前后端面及兩側(cè)面設(shè)有便于鑄造拔模的錐角。
[0014]所述的銷座1、銷座II的內(nèi)側(cè)面間的距離為以容納銷座III和連桿為宜。[0015]與銷座1、銷座I1、銷座III所配合的連桿，其小頭應(yīng)為Y型，以分別裝配到三個銷座之間的兩個空間內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下:
由于傳統(tǒng)的活塞要與傳統(tǒng)的連桿結(jié)構(gòu)形成配合，因此兩銷座結(jié)構(gòu)是必然設(shè)計，所以思維慣性使大家忽略了同時改變活塞銷座和連桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的思維模式，采用三銷座活塞，工作時銷在三個銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，銷座III的銷孔的頂面限制了銷的彎曲變形，并且增大了銷孔與連桿的承載面積，減小了銷孔比壓，有效降低了由于應(yīng)力集中及壓力過大等引起的銷孔失效。另外銷座III的頂部與內(nèi)腔頂連接，增加了活塞的頂厚，并在工作時對內(nèi)腔頂形成支承，強(qiáng)化了此處的結(jié)構(gòu)。
[0017]由于銷通過銷座III對活塞頂有支撐作用，因此也提高了活塞頂部的強(qiáng)度；同時還能減小活塞銷的彎曲變形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例1所提供的一種活塞立體示意圖；
圖2為圖1中活塞的剖視圖；
圖3為本發(fā)明實施例2所提供的一種活塞立體示意圖。
[0019]圖中，I為活塞頂,2為活塞裙,3為兩個銷座,4為銷座111,5為內(nèi)腔頂,6為銷座III厚度，7為銷座III寬度，8為銷座III前后端面，9為銷孔，10為兩側(cè)銷座銷孔，11為間空間，12為銷座III底端，13為部分銷孔。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和工作形式進(jìn)一步說明，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0021]實施例1
如附圖1所示，它包括活塞本體，在所述的活塞本體的外部設(shè)有活塞裙2，上面為活塞頂1，且在活塞本體的下部的兩側(cè)設(shè)有兩個銷座3，分別是銷座1、銷座II，在活塞本體內(nèi)腔頂中心位置向下設(shè)置有銷座1114，在銷座III4的底端設(shè)有與銷座1、銷座II同軸且半徑相等的銷孔9。
[0022]由圖1可見，此活塞除在側(cè)面有兩個銷座3外，從內(nèi)腔頂5的中心位置向下又設(shè)置了銷座1114，銷座III4和內(nèi)腔頂5之間通過圓弧過渡。銷座III厚度6要保證與外側(cè)兩銷座3間有足夠的空間容納連桿小頭，銷座III寬度7可大于或小于兩側(cè)銷座3的寬度。
[0023]如附圖2所示，銷座III4的前后端面8有一定的錐角以便于拔模，在銷座III4的下部加工出銷孔9，其與兩側(cè)銷座銷孔10同軸同半徑。此三銷座活塞所配合的連桿其小頭應(yīng)為Y型，以分別裝配到三個銷座之間的兩個空間11內(nèi)。
[0024]工作時，銷在銷孔9、兩側(cè)銷座銷孔10內(nèi)轉(zhuǎn)動，作功沖程中銷孔9的上部表面增大了對活塞銷的承載面積，并減小了銷的彎曲變形，有效降低了由于應(yīng)力集中及壓力過大等引起的銷孔失效。另外銷座III4對活塞頂也形成了支承，強(qiáng)化了此處的結(jié)構(gòu)。
[0025]實施例2
附圖3為本發(fā)明的另一個實施例，在本實施例中，為滿足減重要求，銷座III底端12高于銷孔中心，并在其上加工出部分銷孔13，此結(jié)構(gòu)銷孔仍可達(dá)到減小活塞銷的彎曲變形并增大銷孔承載面積的目的。其余與實施例1相同，不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種三銷座活塞,包括活塞本體,在所述的活塞本體的外部設(shè)有活塞裙,且在活塞本體的下部的兩側(cè)設(shè)有與其為一體的銷座1、銷座II，其特征在于:在活塞本體內(nèi)腔頂中心位置向下設(shè)置有與其為一體的銷座III，在銷座III的底端設(shè)銷孔。
2.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷孔與銷座1、銷座II的銷孔同軸且半徑相等。
3.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座III的厚度不能小于8mm，厚度保證銷孔比壓不超過90MPa。
4.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座III與其兩側(cè)的銷座1、銷座II之間設(shè)有能容納連桿小頭的空間。
5.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座III的寬度大于或小于銷座1、銷座II的寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:當(dāng)有減重要求時，銷座III的底端不超過銷孔中心。
7.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座III的頂部與活塞內(nèi)腔頂之間設(shè)有過渡圓弧，過渡圓弧的前后端面及兩側(cè)面設(shè)有便于鑄造拔模的錐角。
8.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座III與兩側(cè)銷座的距離大于等于8mm，以保證澆注質(zhì)量；銷座的拔模角度大于等于3°。
9.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:所述的銷座1、銷座II的內(nèi)側(cè)面間的距離為以容納銷座III和連桿為宜。
10.如權(quán)利要求1所述的三銷座活塞，其特征在于:與銷座1、銷座I1、銷座III所配合的連桿，其小頭應(yīng)為Y型，以分別裝配到三個銷座之間的兩個空間內(nèi)。
【文檔編號】F02F3/00GK103850820SQ201410084679
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】鄧立君, 王志明, 劉永啟, 章健, 劉世英 申請人:山東大學(xué)