一種帶冷卻油腔的鋼質活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機領域，具體的說，是涉及到一種帶冷卻油腔的鋼質活塞。
【背景技術】
[0002]汽車活塞好比汽車發動機的中樞部位，在發動機啟動時候占了極其重要的地位。汽車活塞是用來承受氣體壓力，并通過活塞銷讓連桿驅使曲軸旋轉，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。
[0003]近年來，由于發動機強化程度的不斷提高，發動機的轉速、平均有效壓力和活塞平均速度都較以前有了大幅度的提高，因此發動機的熱負荷和機械負荷都增加了。發動機強化度的提高使活塞工作溫度相應升高，頂環槽溫度在220°C以上就可能產生積炭和結膠，引起活塞環粘結和拉缸；溫度超過180°C，鋁合金材料的強度很快下降，可能引起活塞頂支撐部和活塞銷座軸承部分高負荷區損壞。通常標定工況的平均有效壓力超過1.034 N/mm2，活塞就需要冷卻。
[0004]為了滿足發動機向高功率密度方向發展的需要，發動機逐漸采用能夠承受更大爆壓的鋼質活塞來有效提高升功率。但普通鋼質活塞散熱能力差，由于尺寸限制很難在保證活塞剛度要求的前提下增大冷卻效果，主要缺點是活塞內冷油道與機油熱交換面積不足，如果加大內冷油道又會使活塞的剛度變小。
[0005]目前，我們檢索到一些鋼質活塞的公開文獻，例如:
[0006]1.中國專利申請號201020117911.X，公開日2010年11月3日，該申請案公開了一種整體式鍛鋼結構活塞，它包括鍛造成的活塞頭部與裙部焊接固定成為活塞本體；在環槽與燃燒室之間的活塞本體形成封閉冷卻油腔，冷卻油腔通過進、出油孔與外部相通；所述環槽包括上部的氣環槽和下部的油環槽，在環槽下方，裙部上方加工有環形槽，所述環形槽與油環槽之間形成一環帶，減輕了活塞重量，增加了裙部柔性；環帶上設有若干連通油環槽與環形槽的回油孔，或者在油環槽的下側面上設有水平回油盲孔。其不足之處在于:環形油槽的交換面積較小，傳遞溫度的能力較差，冷卻效果較差。
[0007]2.中國專利申請號201220516757.2，公開日2013年4月17日，該申請案公開了一種帶有導入式冷卻油腔的全鋼活塞，它由冷卻油腔以及導向冷卻油腔的冷卻油管組成，其中冷卻油腔由兩個半環形鋼片封閉而形成，鋼片上分別設有進油孔和出油孔，進油孔徑大于出油孔徑，冷卻油管通過螺紋連接固定于活塞腔體上并指向進油孔。其不足之處在于:剛度較差，制造難度較大。

【發明內容】

[0008]針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種冷卻效果好、機油消耗少的發動機用活塞，在保證活塞剛度不變的前提下解決了現有活塞散熱能力差的問題。
[0009]為實現上述目的，本發明是通過以下方案實現的:
[0010]一種帶冷卻油腔的鋼質活塞，包括活塞本體和冷卻油腔，所述冷卻油腔靠近燃燒室的A表面為環形波紋面。冷卻油腔靠近燃燒室的A表面的溫度是最高的，在A表面上增加環形波紋面不僅能增加A表面所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0011]所述冷卻油腔與上端平行的C表面為環形波紋面。上端平行的C表面也是溫度較高的區域，在C表面上增加環形波紋面不僅能增加C表面所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0012]所述冷卻油腔靠近活塞內腔的B表面為環形波紋面。在B表面上增加環形波紋面不僅能增加B表面所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0013]所述冷卻油腔靠近活塞外圓的D表面為環形波紋面。在D表面上增加環形波紋面不僅能增加D表面所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0014]所述環形波紋面的突起部分的截面為三角形或半圓形或長方形。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0016]1.冷卻效果好。相比傳統的鋼制活塞，本實用新型的冷卻油腔采用了波紋表面，增大了活塞與冷卻機油的接觸面積，增加了活塞溫度向冷卻機油的傳遞，有效降低了活塞的工作溫度，經試驗發現，可降低2°C以上。
[0017]2.降低了冷卻機油的消耗。相比傳統的鋼制活塞，本實用新型能有效降低活塞溫度，降低發動機機油消耗率，提高發動機的環保性能。
[0018]3.活塞剛度高。活塞是一個承受壓力的零件，本實用新型的環形波紋面可以提高活塞的剛度，增加零件的使用壽命。
[0019]4.結構簡單，便于制造，易于推廣應用。本實用新型在傳統的鋼制活塞的冷卻油腔內增加了環形波紋面，結構簡單，制造工藝簡單，便于生產制造。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖中零部件名稱及序號:
[0022]活塞本體1、冷卻油腔2、A表面3、燃燒室4、活塞內腔5、B表面6、C表面7、D表面8。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述，但不限制本實用新型的保護范圍和應用范圍:
[0024]實施例1:
[0025]如圖1所示，本實用新型包括活塞本體I和冷卻油腔2，冷卻油腔2靠近燃燒室4的A表面3為三角形環形波紋面。
[0026]活塞工作時，冷卻油腔2靠近燃燒室4的A表面3的溫度是最高的，在A表面3上增加環形波紋面不僅能增加A表面3所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0027]實施例2:
[0028]與實施例1的不同之處在于:冷卻油腔2與上端平行的C表面7為三角形環形波紋面。
[0029]上端平行的C表面7也是溫度較高的區域，在C表面7上增加環形波紋面不僅能增加C表面7所在壁的強度，還增加了活塞與冷卻機油的接觸面積，加快了活塞的溫度向冷卻機油傳遞的速度，有利于降低活塞的整體溫度。
[0030]實施例3:
[0031]與實施例2的不同之處在于:冷卻油腔2靠近活塞內腔5的B表面6為三角形環形波紋面。
[0032]實施例4:
[0033]與實施例3的不同之處在于:冷卻油腔2靠近活塞外圓的D表面8為三角形環形波紋面。
[0034]實施例5:
[0035]與上述實施例任意的不同之處在于:冷卻油腔2內的A表面3、B表面6、C表面7、D表面8為矩形環形波紋面。
【主權項】
1.一種帶冷卻油腔的鋼質活塞，包括活塞本體(I)和冷卻油腔(2)，其特征在于:所述冷卻油腔(2)靠近燃燒室(4)的A表面(3)為環形波紋面。2.根據權利要求1所述的帶冷卻油腔的鋼質活塞，其特征在于:所述冷卻油腔(2)與上端平行的C表面(7)為環形波紋面。3.根據權利要求1或2所述的帶冷卻油腔的鋼質活塞，其特征在于:所述冷卻油腔(2)靠近活塞內腔(5)的B表面(6)為環形波紋面。4.根據權利要求3所述的帶冷卻油腔的鋼質活塞，其特征在于:所述冷卻油腔(2)靠近活塞外圓的D表面(8)為環形波紋面。5.根據權利要求1或4所述的帶冷卻油腔的鋼質活塞，其特征在于:所述環形波紋面的突起部分的截面為三角形或半圓形或長方形。
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶冷卻油腔的鋼質活塞，旨在一種冷卻效果好、機油消耗少的發動機用活塞，它包括活塞本體和冷卻油腔，冷卻油腔靠近燃燒室的A表面、上端平行的C表面、靠近活塞內腔的B表面為環形波紋面、靠近活塞外圓的D表面為環形波紋面，環形波紋面的突起部分的截面為三角形或半圓形或長方形。本實用新型適用于各種發動的活塞。
【IPC分類】F02F3/22
【公開號】CN204677309
【申請號】CN201520314208
【發明人】盧雁, 張錦
【申請人】廣西玉柴機器股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月15日