具有外部构件和芯体的活塞销及活塞销的制造方法技术

一种组件，诸如用于发动机的活塞组件，包括具有外部构件和芯体的活塞销。该外部构件具有穿过其纵向延伸的空腔。该空腔具有第一体积。该芯体与空腔内的外部构件配合并具有小于第一体积的第二体积。例如，由于芯体具有开口，或由于芯体的长度比空腔短，或由于这两个因素，第二体积可能小于第一体积。活塞销的制造方法包括提供具有第一密度和第一长度的外部构件，建立穿过外部构件纵向延伸的空腔，提供具有第二密度和第二长度的芯体，以及将芯体插入到该外部构件的空腔中。

Piston pin with external member and core and method for manufacturing piston pin

A component, such as a piston assembly for an engine, comprising a piston pin having an outer member and a core. The outer member has a cavity extending therethrough. The cavity has a first volume. The core is fitted with an external member within the cavity and has a second volume smaller than the first volume. For example, since the core body has an opening, or because the length of the core body is shorter than that of the cavity, or because of these two factors, the second volume may be smaller than the first volume. Manufacturing method of piston pin includes outer member having a first density and the length of the first cavity through the outer member, a longitudinally extending, providing a core body with second density and second in length, and the core is inserted into the cavity of the outer member.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上包括一种带有活塞销的组件及活塞销的制造方法。
技术介绍
活塞销用于连接发动机中的连杆和活塞。该活塞销配合在该活塞的销孔中，并且连杆配合在销孔的两部分之间的活塞销周围。连杆附接到曲轴上。活塞销需被设计来满足弯曲变形，椭圆变形和应力限制的要求。
技术实现思路
一种组件，例如用于燃烧发动机、压缩机或其他装置的活塞组件，包括具有外部构件和芯体的活塞销。外部构件具有穿过其纵向延伸的空腔。空腔具有第一体积。例如，空腔可以是具有圆柱形内表面的圆柱形，以使第一体积为圆柱形。芯体与空腔内的外部构件配合并具有小于第一体积的第二体积。例如，由于芯体内的开口，或芯体的长度小于空腔，或这两种原因，所述第二体积可能小于第一体积。在实施例中，活塞销可以仅包括活塞和单件芯体，正因如此，该活塞销为两件式活塞销。在其它实施例中，芯体可以包括有多个分离部件,其被称为芯体部分。在一个实施例中，外部构件具有第一长度，芯体具有小于第一长度的第二长度，使得外部构件在芯体的两端轴向延伸超过芯体。例如，第二长度与第一长度的比率可以为约0.4到约0.9。例如，外部构件可以相对薄，从而允许使用相对轻的材料的芯体以满足应力和变形限制，同时与典型的活塞销相比，总重量仍然减少。在一些实施例中，芯体具有一个或多个开口，诸如纵向延伸穿过芯体的第一开口。本文公开了各种芯体结构。在芯体中提供一开口解决了外部构件和芯体有不同的热膨胀系数的潜在问题。例如，就实心的铝芯体和钢质外部构件而言，由于铝的更大的热膨胀系数，芯体必须能够膨胀，但在活塞销的整个工作温度范围内仍需保持在外部构件内。该开口提供了可在其中发生热膨胀的体积。在一些实施例中，第一开口可以是延伸穿过芯体的中心开口。附加的开口可以在中心开口周围间隔排列并纵向延伸穿过芯体。在其它实施例中，附加的开口也可以完全在芯体内，使其仅在芯体的两端敞开。附加的开口可以沿着芯体的长度在芯体外周上朝向外部构件的内表面敞开。在一些实施例中，芯体在附加开口之间设有辐条。可选地，辐条中的至少一些可以是外端大于内端，从而有助于承载压缩力并限制活塞销的变形。在一个实施例中，芯体具有可以与空腔中的外部构件的圆柱形内表面配合的圆柱形外表面。芯体至少部分地限定了纵向延伸穿过芯体的第二开口。第一开口和第二开口可以是仅位于芯体内的开口，也可以位于芯体的相邻象限内。活塞销可以固定在活塞的销孔中，以使第一开口和第二开口位于离活塞顶部最近的半个芯体中。所述芯体可以由多种材料中的任一种制成，并且其密度可以大于或小于所述外部构件。例如，该芯体可以但不限制于为铝、碳纤维、钛或钢中的任一种。在一个实施例中，该外部构件由钢制成，而芯体由钛制成。一种活塞销组件的制造方法包括提供具有第一密度和第一长度的外部构件，并建立纵向延伸穿过该外部构件的空腔。该方法包括提供具有第二密度和第二长度的芯体，并将该芯体插入外部构件的空腔中，例如通过压装的方式。该方法中存在以下情况中的至少一种：第二长度小于第一长度，和/或芯体至少部分形成纵向延伸穿过芯体的开口。所述芯体可以通过任何方法来提供，例如但不限于：挤出芯体，将芯体从膨胀的金属泡沫喷出，铸造芯体，用金属粉末烧结芯体，或用芯体的三维打印方式。上述特征和优点及本专利技术的其它特征和优点可以从以下结合附图对实施本专利技术的最佳方式的详细描述中很容易了解。附图说明图1是包括活塞销的活塞和连杆组件的局部截面图中的示意图。图2是包括活塞销的另一实施例的活塞和连杆组件的另一实施例的局部剖面图形式的示意图。图3是活塞销的另一实施例的示意性透视图。图4是图3的活塞销的示意性端视图。图5是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图6是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图7是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图8是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图9是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图10是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图11是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图12是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图13是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图14是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图15是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图16是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图17是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图18是具有虚线图所示的外部构件的活塞销的替换实施例的示意性透视图。图19是图18的活塞销的示意性端视图。图20是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图21是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图22是沿图21中的线22-22截取的图21中的活塞销的示意剖面图。图23是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图24是沿图23中的线24-24截取的图23中的活塞销的示意性剖面图。图25是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图26是沿图25中的线26-26截取的图25中的活塞销的示意性剖面图。图27是活塞销的替换实施例的示意性端视图。图28是沿图27中的线28-28截取的图27中的活塞销的示意性剖面图。具体实施方式参照附图，其中在所有这些图示中，相似的参考标号代表相似的部件，图1-图28示出了活塞销的各个实施例，活塞销被配置成满足预定的弯曲和椭圆变形参数，同时满足应力限制，降低重量，解决可以被活塞销的部件使用的不同材料的任何热膨胀差异。图1示出了一种活塞和连杆组件10。活塞12具有圆柱形销孔14。活塞12铸有或以其它方式设有与销孔14相交的开口16，开口16被配置成接纳连杆18，如局部视图中所示。活塞12具有顶部13和裙部15。在发动机工作过程中，由于燃烧压力，顶部13处的活塞12的侧面接受比裙部15处的活塞12的侧面更大的燃烧作用力。环套17环绕活塞12的侧表面，且有助于与气缸孔(未示出)中的气缸座的滑动接触，同时将燃烧气体保持在气缸孔中，如本领域的技术人员所理解的那样。活塞销20被按压装配到或以其它方式插入到销孔14中并且通过连杆18中的开口22。活塞销20包括外部构件24，其是相对薄壁的圆柱形壳体。外部构件24的圆柱形外表面26在销孔14处与活塞12的内表面28相配合。活塞销20是浮动销，因为它能够相对于活塞12和连杆18转动。活塞销20被活塞12中布置的卡环30轴向地保持在适当位置。在工作温度范围的至少一部分内，活塞销20和活塞12之间的间隙C要能保持，以允许活塞销20的润滑和相对旋转。在外部构件24中提供空腔32，诸如通过机械加工的方式。空腔32沿外部构件24的纵向中心轴线A纵向延伸穿过外部构件24。在实施例中，空腔32在所示的实施例中大致是圆柱形。在一个非限制性实例中，外部构件24的壁厚可以是大约2.5毫米(mm)，空腔的直径d大约是19mm。在另一个非限制性实例中，空腔的直径d可以是大约27mm。外部构件24从第一端31到第二端36的长度l可以是大约75mm。外部构件24不限于这些尺寸，且在本专利技术的范围内可以具有其他尺寸。空腔32具有第一体积V1，其在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件，其包括：活塞销，其包括：外部构件，其具有穿过其纵向延伸的空腔；其中，所述空腔具有第一体积；和芯体，其配合所述空腔中的外部构件；其中所述芯体具有小于所述第一体积的第二体积。

【技术特征摘要】
2015.10.27 US 14/9235971.一种组件，其包括：活塞销，其包括：外部构件，其具有穿过其纵向延伸的空腔；其中，所述空腔具有第一体积；和芯体，其配合所述空腔中的外部构件；其中所述芯体具有小于所述第一体积的第二体积。2.如权利要求1所述的组件，其中所述芯体至少部分限定纵向延伸穿过所述芯体的至少一部分的第一开口。3.如权利要求2所述的组件，其中：所述空腔为具有圆柱形内表面的圆柱形；所述芯体具有可配合至所述外部构件的圆柱形内表面的圆柱形外表面；所述开口是第一开口；所述芯体至少部分限定了纵向延伸穿过所述芯体的第二开口；以及所述第一开口和第二开口是所述芯体中仅有的开口，且设置在所述芯体的相邻象限内。4.如权利要求3所述的组件，其与活塞结合，其中：所述活塞具有销孔；所述活塞销相对于所述销孔中的所述活塞被固定，使得所述第一开口和第二开口被设置在离所述活塞的顶部最近的半个芯体中。5.如权利要求2所述的组件，其中所述第一开口为延伸穿过所述芯体的中心开口。6.如权利要求5所述的组件，其中附加的开口在所述中心开口周围间隔排列并纵向延伸穿过所述芯体。7.如权利要求1所述的组件，其中：所述外部构件具有第一长度；所述芯体具有小于所述第一长度的第二长度，使得所述外部构件在所述芯体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·W·海曼，R·E·贝克，D·E·穆里什，A·库马，B·钦塔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US