轻量化低摩擦活塞制造技术

本发明专利技术公开了一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带、活塞裙部和活塞销座，所述活塞裙部的主推力面的弧形板宽、次推力面的弧形板窄，主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗的厚度小于主推力面的面壁窗的厚度；所述活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，轴向弧形凹槽顶壁的弧与活塞销座的销孔顶壁的弧在同一水平投影线上；所述主次推力面的面壁窗两内壁下部均由里向外下呈弧面倾斜。本发明专利技术既对主推力面进行了优化设计，又对次推力面进行了优化设计，在保证活塞强度的前提条件下，较大幅度地减少了摩擦面积，使摩擦损失得到较大的优化提升，同时大幅度减少了活塞质量。

Lightweight low friction piston

The invention discloses a lightweight low friction piston, which comprises a piston ring belt at the piston head, a piston skirt and a piston pin seat. The arc plate of the main thrust surface of the piston skirt is wide, the arc plate of the secondary thrust surface is narrow, and the face wall window of the main thrust surface and the secondary thrust surface is connected with the bottom of the piston pin seat to form a diamond shape with the arc plate at both ends. The thickness of the wall window on the secondary thrust surface is less than that on the main thrust surface; there are two symmetrical axial arc grooves on the bottom ring surface of the piston ring belt; the arc of the top wall of the axial arc groove is on the same horizontal projection line with the arc of the top wall of the pinhole on the piston pin seat; the lower part of the inner wall of the surface window on the primary and secondary thrust surface is both. Tilt from inside to outside. The invention not only optimizes the design of the main thrust surface, but also optimizes the design of the secondary thrust surface. On the premise of ensuring the strength of the piston, the friction area is greatly reduced, the friction loss is greatly improved, and the piston mass is greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
轻量化低摩擦活塞
本专利技术涉及内燃机活塞
，具体讲是一种轻量化低摩擦活塞。
技术介绍
传统内燃机面临油耗和排放的严峻问题，尤其是随着国家有关油耗法规的严格，传统的内燃机很难满足国家严格的油耗法规的要求，客观上对传统内燃机优化提升提出了更高的要求。而降低摩擦损失是所有降油耗手段中性价比最高，也是最有效的节能减排方式。内燃机摩擦损失占比最大的部分就是运动系统，运动系统中摩擦损失消耗最大的就是活塞系统，所以针对传统内燃机降低摩擦最有效的也是活塞部件。活塞降低摩擦一般分为两个途径，一个途径是减少活塞摩擦面积，另一个途径是减少活塞质量。随着材料的升级，热处理技术的提升改进，为减少摩擦面积和减少活塞质量提供了技术和材料保证。近几年来，本
提出了很多轻量化活塞改进的技术方案。如有技术人员提出活塞裙部的主推力面和次推力面不对称设计，但有的主推力面窄而次推力面宽，这样，对活塞的强度可能会有些负面影响；还有的主推力面宽、次推力面窄，但只对其中一个推力面进行改进，而不是同时优化设计，如主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连线构成的两侧壁均大致为直壁并大致平行，在保证活塞强度的前提下减少摩擦面积同时兼顾减少活塞质量的技术效果不是很理想。还有，现有技术的轻量化活塞，其压缩高度即销孔座的销孔中心到活塞顶面的距离仍偏大。总之，现有技术的轻量化活塞在保证活塞强度的基础上其摩擦面积仍偏大，活塞质量也仍偏大,仍未实现低摩擦。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种在保证活塞强度的前提条件下能够进一步减少活塞摩擦面积和活塞质量的轻量化低摩擦活塞。本专利技术的技术解决方案是，提供一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带、活塞裙部和活塞销座，所述活塞裙部的主推力面的弧形板宽、次推力面的弧形板窄，主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗的每块面壁的厚度小于主推力面的面壁窗的每块面壁的厚度；所述活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，轴向弧形凹槽顶壁的弧与活塞销座的销孔顶壁的弧在同一水平投影线上。采用以上结构后，本专利技术具有以下优点：现有技术轻量化活塞要在保证活塞强度的前提下，面对进一步减少活塞摩擦面积和活塞质量设计空间已相对狭小的局面，本专利技术将主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，既对主推力面进行了优化设计，又对次推力面进行了优化设计，此结构在保证活塞强度的前提条件下，同时减少了主推力面的弧形板和次推力面的弧形板的宽度，较大幅度地减少了摩擦面积，使摩擦损失得到较大的优化提升，当然，也同时大幅度减少了活塞质量即活塞重量。活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，更是减少活塞压缩高度的巧妙设计，如压缩高度可为26mm，此结构既不减少活塞环带的高度即保证了活塞头部的强度，又得到非常宝贵的进一步减少活塞压缩高度即减少活塞质量的技术效果，真正实现了低摩擦即降摩擦。进一步地，所述主推力面的面壁窗两内壁下部由里向外下呈弧面倾斜；所述次推力面的面壁窗两内壁下部也由里向外下呈弧面倾斜。采用以上结构后，主推力面的面壁窗两内壁下部的夹角γ和次推力面的面壁窗两内壁下部的夹角δ均可为20°～28.5°，主推力面的面壁窗两内壁上部间隔可为30～38.5mm、次推力面的面壁窗两内壁上部间隔可为23～29mm，两活塞裙部的高度均可为20～29.6mm。数据显示，此结构既能保证活塞强度，又进一步减少了活塞摩擦面积，进一步使摩擦损失得到较大的优化提升，进一步减少了活塞质量，进一步保证了低摩擦即降摩擦。进一步地，所述主推力面的面壁窗的两外壁的夹角a可为5°～14°；所述次推力面的面壁窗的两外壁的夹角β可为20°～30°。采用以上结构后，两活塞销座厚度平分线的相互距离可采用35～43.5mm，主推力面的面壁窗的宽度和次推力面的面壁窗的宽度连接中间的两活塞销座厚度平分线后，构成主推力面的面壁窗宽、次推力面的面壁窗窄、两端为弧形、中间为直线的菱形。该结构既能保证活塞强度，又进一步减少了活塞摩擦面积，进一步使摩擦损失得到较大的优化提升，进一步减少了活塞质量，进一步保证了低摩擦即降摩擦。进一步地，活塞裙部的主推力面的弧形板的底端的宽度可为22～28.6mm；活塞裙部的次推力面的弧形板的底端的宽度可为15～21.2mm。采用以上结构后，本专利技术两活塞裙部的高度可采用20～26.9mm，数据显示，该结构既能保证活塞强度，又进一步减少了活塞摩擦面积，进一步使摩擦损失得到较大的优化提升，进一步减少了活塞质量，进一步保证了低摩擦即降摩擦。综上结构，本专利技术可以减少摩擦面积近30％，可以减少活塞质量即减轻活塞重量近20％，其低摩擦即降摩擦的技术效果十分明显。附图说明图1是本专利技术活塞仰视结构示意图。图2是本专利技术活塞侧视结构示意图。图3是本专利技术显示主推力面的面壁窗的侧剖视结构示意图。图4是本专利技术显示次推力面的面壁窗的侧剖视结构示意图。图中所示1、次推力面的面壁窗，2、次推力面的弧形板，3、轴向弧形凹槽，4、活塞销座，5、主推力面的弧形板，6、主推力面的面壁窗，7、销孔，8、活塞环带，9、活塞裙部。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术的各个实施方式中所涉及的技术特征和技术手段只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1、图2、图3、图4所示本专利技术轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带8、活塞裙部9和活塞销座4，活塞环带也有称活塞环区。所述活塞裙部9的主推力面的弧形板5宽，次推力面的弧形板2窄，活塞裙部9的主推力面的弧形板5的底端的宽度优选为22～28.6mm，如28.5mm；活塞裙部9的次推力面的弧形板2的底端的宽度优选为15～21.2mm，如21.2mm。两活塞裙部9的高度均优选为20～26.9mm，如26.9mm。主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，即，主推力面的面壁窗6和次推力面的面壁窗1与活塞销座4底部连接构成两端为弧形板的菱形。换句话说，主推力面的面壁窗6连接主推力面的弧形板5，次推力面的面壁窗1连接次推力面的弧形板2，中间均连接活塞销座4构成菱形。即，主推力面的面壁窗6的两面壁的外壁连线与次推力面的面壁窗1的两面壁的外壁连线连接中间的两活塞销座4的厚度平分线后，构成主推力面的面壁窗6宽、次推力面的面壁窗1窄、两端为弧形、中间为直线的菱形。所述主推力面的面壁窗6的两外壁的夹角a优选为5°～14°，如14°，当然，a可以看成是该两外壁延长线的夹角；所述次推力面的面壁窗的两外壁的夹角β优选为20°～30°，如30°，当然，β可以看成是该两外壁延长线的夹角。次推力面的面壁窗1的每块面壁的厚度小于主推力面的面壁窗6的每块面壁的厚度。两活塞销座4厚度平分线的相互距离优选为35～43.5mm，如43.5mm。所述活塞环带8的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽3，轴向弧形凹槽3顶壁的弧与活塞销座4的销孔7顶壁的弧在同一水平投影线上，当然，不难理解，轴向弧形凹槽3顶壁与活塞销座4的销孔7顶壁在同一水平面上。凹槽的深度优选为0.3～0.7mm，如0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带(8)、活塞裙部(9)和活塞销座(4)，所述活塞裙部(9)的主推力面的弧形板(5)宽、次推力面的弧形板(8)窄，其特征在于：主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗(1)的每块面壁的厚度小于主推力面的面壁窗(6)的每块面壁的厚度；所述活塞环带(8)的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽(3)，轴向弧形凹槽(3)顶壁的弧与活塞销座(4)的销孔(7)顶壁的弧在同一水平投影线上。

【技术特征摘要】
1.一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带(8)、活塞裙部(9)和活塞销座(4)，所述活塞裙部(9)的主推力面的弧形板(5)宽、次推力面的弧形板(8)窄，其特征在于：主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗(1)的每块面壁的厚度小于主推力面的面壁窗(6)的每块面壁的厚度；所述活塞环带(8)的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽(3)，轴向弧形凹槽(3)顶壁的弧与活塞销座(4)的销孔(7)顶壁的弧在同一水平投影线上。2.根据权利要求1所述的轻量化低摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡景彦，郭如强，冯永强，崔岚岚，李云霄，
申请(专利权)人：宁波市鄞州德来特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33