一种复合式活塞制造技术

本发明专利技术公开了一种复合式活塞，包括复合活塞上部和轻质合金活塞下部，复合活塞上部包括复合成型为一体的上高强度合金层和下轻质合金层，下轻质合金层的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面，轻质合金活塞下部的顶部设有与上断面相对应的下断面，上断面与下断面焊接连接。本发明专利技术具有制造成本低、易于成型、体积小、重量轻、可提高内燃机功率密度的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合式活塞
本专利技术主要涉及内燃机
，尤其涉及一种复合式活塞。
技术介绍
内燃机的排放升级是对内燃机工业的持续要求，而活塞是推动排放升级的关键零部件之一，钢结构活塞替代铝结构活塞是满足排放要求的重要手段，全钢活塞锻造或铸造成形，但全钢活塞重量大、成型工艺难度大、成本高，同时，为降低活塞头部及环槽温度而设置的环形内冷却油腔加工工艺性较差，加工难度大，效率低、成本高，围绕降低活塞重量、减小活塞高度、降低活塞头部的热负荷，国内外有多种解决方案。现有技术为优化活塞结构、降低活塞重量、减小活塞高度，为降低活塞头部热负荷而设置的头部内冷却油腔的加工提供了很好的思路和方法，如专利号CN201510040273.3采用全钢结构，较好的解决了活塞的内冷却油腔的成型，存在着毛坯锻造成本高，活塞重量较大的问题。如专利号CN200820159361.0采用组合式结构，有效的降低活塞重量，简化活塞的内冷却油腔的成型，但活塞压缩高较大，活塞高度偏大，不利于提高内燃机的功率密度，而且活塞上下部组合结构连接相对复杂，成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制造成本低、易于成型、体积小、重量轻、可提高内燃机功率密度的复合式活塞。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种复合式活塞，包括复合活塞上部和轻质合金活塞下部，所述复合活塞上部包括复合成型为一体的上高强度合金层和下轻质合金层，所述下轻质合金层的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面，所述轻质合金活塞下部的顶部设有与所述上断面相对应的下断面，所述上断面与下断面焊接连接。作为上述技术方案的进一步改进：所述上高强度合金层底部设有延伸至下轻质合金层的上销孔段，所述上断面设置在上销孔段口的两侧，所述轻质合金活塞下部的顶部设有下销孔段，所述下断面设置在下销孔段开口的两侧，所述上销孔段与下销孔段围合形成销孔。还包括连接件，所述复合活塞上部和轻质合金活塞下部通过连接件紧固连接。所述连接件包括四根螺杆，四根所述螺杆呈矩形穿设在轻质合金活塞下部周沿，伸出轻质合金活塞下部的杆身与上高强度合金层螺纹连接。所述上高强度合金层上开设有环形内冷油道，所述上销孔段上开设与所述环形内冷油道相通的油孔，呈对角线分布的两根所述螺杆上开设有与油孔相通的杆身油道。所述连接件包括四根螺柱和四个锁紧螺盖，四根所述螺柱呈矩形焊接在上高强度合金层周沿，伸出上高强度合金层的柱身穿过轻质合金活塞下部，四个所述锁紧螺盖与各螺柱螺纹连接并锁紧轻质合金活塞下部。所述上高强度合金层上开设有环形内冷油道，所述上销孔段上开设与所述环形内冷油道相通的油孔，所述螺柱上开设有与油孔相通的柱身油道。所述上断面和下断面设置为平直面。所述上高强度合金层设置为上钢质层，下轻质合金层设置为下铝质合金层，所述轻质合金活塞下部设置为铝质合金活塞下部。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的复合式活塞，包括复合活塞上部和轻质合金活塞下部，复合活塞上部包括复合成型为一体的上高强度合金层和下轻质合金层，下轻质合金层的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面，轻质合金活塞下部的顶部设有与上断面相对应的下断面，上断面与下断面焊接连接。该结构中，复合活塞上部和轻质合金活塞下部独立成型，复合活塞上部包括压制复合成型为一体的上高强度合金层和下轻质合金层，即复合活塞上部采用复合工艺板材加工而成，上高强度合金层用高强度材料，承受气缸高的燃烧爆压的同时对轻质合金活塞下部形成了有效支撑；下轻质合金层采用与轻质合金活塞下部相同或相近的轻金属合金，有利于上断面与下断面焊接连接；并且，下轻质合金层和轻质合金活塞下部的配合，能够有效的减少活塞压缩高的尺寸，减小活塞总高度和活塞重量，从而降低内燃机的体积；上断面与下断面焊接连接，即形成了呈间隔对称布置的焊缝，相较于传统的环形焊缝而言，本专利技术通过间隔对称布置的焊缝，使得复合活塞上部和轻质合金活塞下部独立成型，降低了锻造成型难度，加工成本低；独特焊缝位置和焊缝结构，有利于焊接加工定位，提高了加工效率。
技术实现思路
图1是本专利技术复合式活塞实施例1的主视结构示意图。图2是本专利技术复合式活塞实施例1的侧视结构示意图。图3是本专利技术复合式活塞实施例1的仰视结构示意图。图4是本专利技术复合式活塞实施例1的局部侧剖结构示意图。图5是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞上部的主视结构示意图。图6是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞上部的侧视结构示意图。图7是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞上部的仰视结构示意图。图8是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞下部的主视结构示意图。图9是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞下部的侧视结构示意图。图10是本专利技术复合式活塞实施例1中活塞下部的仰视结构示意图。图11是本专利技术复合式活塞实施例2的局部侧剖结构示意图。图中各标号表示：1、复合活塞上部；11、上高强度合金层；111、上销孔段；1111、油孔；112、环形内冷油道；12、下轻质合金层；121、上断面；2、轻质合金活塞下部；21、下断面；22、下销孔段；3、销孔；4、连接件；41、螺杆；411、杆身油道；42、螺柱；421、柱身油道；43、锁紧螺盖。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1：图1至图10示出了本专利技术复合式活塞的第一种实施例，包括复合活塞上部1和轻质合金活塞下部2，复合活塞上部1包括复合成型为一体的上高强度合金层11和下轻质合金层12，下轻质合金层12的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面121，轻质合金活塞下部2的顶部设有与上断面121相对应的下断面21，上断面121与下断面21焊接连接。该结构中，复合活塞上部1和轻质合金活塞下部2独立成型，复合活塞上部1包括压制复合成型为一体的上高强度合金层11和下轻质合金层12，即复合活塞上部1采用复合工艺板材加工而成，上高强度合金层11用高强度材料，承受气缸高的燃烧爆压的同时对轻质合金活塞下部2形成了有效支撑；下轻质合金层12采用与轻质合金活塞下部2相同或相近的轻金属合金，有利于上断面121与下断面21焊接连接；并且，下轻质合金层12和轻质合金活塞下部2的配合，能够有效的减少活塞压缩高的尺寸，减小活塞总高度和活塞重量，从而降低内燃机的体积；上断面121与下断面21焊接连接，即形成了呈间隔对称布置的焊缝，相较于传统的环形焊缝而言，本专利技术通过间隔对称布置的焊缝，使得复合活塞上部1和轻质合金活塞下部2独立成型，降低了锻造成型难度，加工成本低；独特焊缝位置和焊缝结构，有利于焊接加工定位，提高了加工效率。本实施例中，上高强度合金层11底部设有延伸至下轻质合金层12的上销孔段111，上断面121设置在上销孔段111口的两侧，轻质合金活塞下部2的顶部设有下销孔段22，下断面21设置在下销孔段22开口的两侧，上销孔段111与下销孔段22围合形成销孔3。该结构中，上断面121和下断面21设置在销孔3位置，使得断面位置设置在活塞销工作时的主承载区外，降低了失效风险。本实施例中，还包括连接件4，复合活塞上部1和轻质合金活塞下部2通过连接件4紧固连接。本专利技术通过连接件4，使得复合活塞上部1和轻质合金活塞下部2进一步形成组合式装配连接，不需要摩擦焊不会产生摩擦飞边，即不会存在飞边表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式活塞，其特征在于：包括复合活塞上部（1）和轻质合金活塞下部（2），所述复合活塞上部（1）包括复合成型为一体的上高强度合金层（11）和下轻质合金层（12），所述下轻质合金层（12）的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面（121），所述轻质合金活塞下部（2）的顶部设有与所述上断面（121）相对应的下断面（21），所述上断面（121）与下断面（21）焊接连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合式活塞，其特征在于：包括复合活塞上部（1）和轻质合金活塞下部（2），所述复合活塞上部（1）包括复合成型为一体的上高强度合金层（11）和下轻质合金层（12），所述下轻质合金层（12）的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面（121），所述轻质合金活塞下部（2）的顶部设有与所述上断面（121）相对应的下断面（21），所述上断面（121）与下断面（21）焊接连接。2.根据权利要求1所述的复合式活塞，其特征在于：所述上高强度合金层（11）底部设有延伸至下轻质合金层（12）的上销孔段（111），所述上断面（121）设置在上销孔段（111）口的两侧，所述轻质合金活塞下部（2）的顶部设有下销孔段（22），所述下断面（21）设置在下销孔段（22）开口的两侧，所述上销孔段（111）与下销孔段（22）围合形成销孔（3）。3.根据权利要求2所述的复合式活塞，其特征在于：还包括连接件（4），所述复合活塞上部（1）和轻质合金活塞下部（2）通过连接件（4）紧固连接。4.根据权利要求3所述的复合式活塞，其特征在于：所述连接件（4）包括四根螺杆（41），四根所述螺杆（41）呈矩形穿设在轻质合金活塞下部（2）周沿，伸出轻质合金活塞下部（2）的杆身与上高强度合金层（11）螺纹连接。5.根据权利要求4所述的复合式活塞，其特征在于：所述上高强度合金层（11）上开设有环形内冷油道（112），所述上销孔段（...

【专利技术属性】
技术研发人员：强莉莉，
申请(专利权)人：强莉莉，
类型：发明
国别省市：湖南,43