一种新型复合隔热结构活塞制造技术

本发明专利技术提供了一种新型复合隔热结构活塞，包括活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体从上至下依次设置并通过螺栓固定连接在一起，所述陶瓷涂层金属隔热垫中心设有通孔，所述活塞钢顶、金属隔热垫和铝体之间的中心空腔形成空气隔热腔。相对于现有技术，本发明专利技术具有以下优势：在活塞钢顶和铝体之间设置有空气隔热腔和陶瓷涂层隔热垫组合的复合隔热层，通过该隔热层可将热量有效隔离，使得铝体温度控制在合理范围内，其力学性能不发生大幅退化。

A new type of compound heat insulation piston

The invention provides a novel composite insulation structure including piston, piston, ceramic coated metal heat insulation pad and aluminum body, the piston, the ceramic coating metal heat insulation pad and aluminum body from top to bottom are arranged and fixed by bolts connected together, wherein the ceramic coated metal heat insulation pad is arranged in the center. The center hole, the cavity between the piston and metal heat insulation pad and aluminum body, the formation of air chamber. Compared with the prior art, the invention has the following advantages: air cavity insulation composite thermal insulation layer and the ceramic coating insulation pad combination is arranged between the piston and the steel aluminum body, the insulating layer can be effectively heat isolation, the aluminum body temperature control in the reasonable scope, its mechanical performance is not significantly degraded.

【技术实现步骤摘要】
一种新型复合隔热结构活塞
本专利技术属于活塞
，尤其是涉及一种新型复合隔热结构活塞。
技术介绍
目前四冲程柴油机多采用铸铝活塞以实现减小活塞质量，降低活塞往复惯性力的目的，但铸铝活塞所能承受的极限温度较低，约为420度，随着发动机燃烧压力不断升高，活塞承受的温度不断升高，铸铝活塞已难以承受如此高的温度，极易导致活塞烧蚀。为解决上述问题，一般有三种途径：一是采用钢顶铝裙的组合活塞，活塞顶与铝体之间设置冷却油道，工作过程中通过机油冷却降低活塞顶及铝体的温度，此类结构设计加工复杂，整机质量较大，不适用于高速柴油机；二是采用钢顶铝裙隔热结构，该结构在活塞顶与铝体之间增加金属隔热垫，活塞顶采用耐热钢，通过金属隔热垫减小活塞顶向铝体的部分传热，从而降低铝体温度，同时省去了冷却油道结构，此类结构活塞顶虽可承受较高的温度，但金属隔热垫隔热能力有限且整体质量较大；三是在整体铝活塞的基础上，在其顶面喷涂隔热涂层，以减小燃烧室到活塞的热传递，降低活塞表面温度，然而隔热涂层在活塞热变形的影响下极易发生开裂、脱落等问题，其可靠性问题仍难以解决。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种新型复合隔热结构活塞，可以承受更高的温度的同时省去复杂的冷却油道结构。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种新型复合隔热结构活塞，包括活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体从上至下依次设置并通过螺栓固定连接在一起，所述陶瓷涂层金属隔热垫中心设有通孔，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体之间的中心空腔形成空气隔热腔。进一步的，所述陶瓷涂层金属隔热垫为在金属板表面喷涂陶瓷而成，喷涂有陶瓷的一侧与所述活塞钢顶接触。进一步的，所述螺栓的头部位于活塞钢顶上的沉孔内，螺栓在铝体底部通过螺母紧固，螺母与铝体之间设置有垫片。进一步的，所述活塞钢顶与铝体之间通过定位销实现定位。进一步的，所述铝体的侧面设置有多个环槽，靠近活塞钢顶的环槽内铸入镶圈。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术在活塞钢顶和铝体之间设置有空气隔热腔和陶瓷涂层隔热垫组合的复合隔热层，通过该隔热层可将热量有效隔离，使得铝体温度控制在合理范围内，其力学性能不发生大幅退化。(2)本专利技术复合隔热活塞不使用冷却油道等复杂结构，降低了设计和加工成本。此外，由于增加了空气隔热腔，直接减轻了活塞顶质量，可控制组合活塞质量不超过同尺寸整体铝活塞质量的20％。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述新型复合隔热结构活塞的剖视图；图2为本专利技术实施例所述新型复合隔热结构活塞的另一个剖视图。附图标记说明：活塞钢顶1，陶瓷涂层金属隔热垫2，镶圈3，铝体4，螺栓5，空气隔热腔6，垫片7，螺母8，定位销9。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术实施例新型复合隔热结构活塞，包括活塞钢顶1、陶瓷涂层金属隔热垫2、镶圈3和铝体4，所述活塞钢顶1、陶瓷涂层金属隔热垫2和铝体4设置有用于穿过螺栓5的通孔，所述活塞钢顶1、陶瓷涂层金属隔热垫2和铝体4从上至下依次设置并通过螺栓固定连接在一起；所述陶瓷涂层金属隔热垫2中心设有很大的通孔，由活塞钢顶1、陶瓷涂层金属隔热垫2和铝体4的中心空腔共同形成空气隔热腔6。所述活塞钢顶1、陶瓷涂层金属隔热垫2和铝体4通过4个螺栓5连接，其中2个螺栓5布置在活塞主推力面一侧，另2个螺栓5布置在副推力面一侧，两组螺栓为面对称结构。所述陶瓷涂层金属隔热垫2为在金属板表面喷涂陶瓷而成，喷涂有陶瓷的一侧与所述活塞钢顶1接触。所述螺栓5的头部位于活塞钢顶1上的沉孔内，螺栓5在铝体4底部通过螺母8紧固，螺母8与铝体4之间设置有垫片7。所述活塞钢顶1与铝体4之间通过定位销9实现定位。所述铝体4上设置有环槽和活塞销孔，镶圈3铸入铝体4的第一环槽内。本专利技术所述陶瓷涂层金属隔热垫2和空气隔热腔6组成复合隔热层用于阻隔由活塞钢顶1传导至铝体4的热量。所述活塞钢顶1采用优质耐热钢，可承受较高的温度，有效避免由于功率提升热负荷增大导致的活塞顶烧蚀问题。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型复合隔热结构活塞，其特征在于：包括活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体从上至下依次设置并通过螺栓固定连接在一起，所述陶瓷涂层金属隔热垫中心设有通孔，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体之间的中心空腔形成空气隔热腔。

【技术特征摘要】
1.一种新型复合隔热结构活塞，其特征在于：包括活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体从上至下依次设置并通过螺栓固定连接在一起，所述陶瓷涂层金属隔热垫中心设有通孔，所述活塞钢顶、陶瓷涂层金属隔热垫和铝体之间的中心空腔形成空气隔热腔。2.根据权利要求1所述的一种新型复合隔热结构活塞，其特征在于：所述陶瓷涂层金属隔热垫为在金属板表面喷涂陶瓷而成，喷涂有陶瓷的一侧与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延荣，张利敏，许春光，刘玉婷，张晓静，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津,12