一种组合式高强隔热结构活塞制造技术

本发明专利技术提供了一种组合式高强隔热结构活塞，包括活塞钢顶，金属隔热垫，陶瓷纤维隔热垫，活塞铝体，支撑架和螺母盘；所述支撑架位于在活塞钢顶与活塞铝体之间，所述支撑架的外沿铸入活塞铝体，所述活塞钢顶的中部底面设有凸出部，凸出部穿过所述支撑架中部的通孔与螺母盘螺纹连接；所述活塞钢顶的底部设有环形凸起，所述环形凸起内侧、活塞钢顶的底部与支撑架顶部之间形成空气隔热腔；所述活塞钢顶与活塞铝体之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫；所述活塞铝体上部侧面设有若干环槽。本发明专利技术将环槽置于铝体，通过金属隔热垫、陶瓷纤维隔热垫、空气腔构成的组合隔热结构，有效降低环槽温度，支撑架增加了活塞体的强度，减轻了组合活塞总质量。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式高强隔热结构活塞
本专利技术属于组合活塞结构
，尤其是涉及一种组合式高强隔热结构活塞。
技术介绍
目前四冲程发动机多采用铸铝活塞，它的优点是质量轻，往复惯性力小，但随着高功率密度柴油机的发展，爆发压力不断增大，活塞顶部承受的温度不断升高，基本已经到达传统铸铝活塞的极限，极易发生活塞烧蚀故障，而且活塞一环槽温度的升高，也给活塞环的使用带来巨大挑战，由高温导致活塞环失效的故障频繁发生。另一种传统的钢顶铝裙结构的组合活塞，虽然提高了活塞顶部的耐热温度，但是环槽结构位于钢顶之中，环槽的温度较高。同时组合活塞重量很大，无法满足高功率密度柴油机的使用需求。若减轻活塞重量容易产生变形，也不能满足活塞的刚度要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种组合式高强隔热结构活塞，以解决温度及质量问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种组合式高强隔热结构活塞，包括活塞钢顶，金属隔热垫，陶瓷纤维隔热垫，活塞铝体，支撑架和螺母盘；所述支撑架位于在活塞钢顶与活塞铝体之间，且所述支撑架的外沿铸入活塞铝体，所述活塞钢顶的中部底面设有凸出部，所述凸出部穿过所述支撑架中部的通孔与螺母盘螺纹连接；同时，所述活塞钢顶的底部设有环形凸起，所述环形凸起内侧、活塞钢顶的底部与支撑架顶部之间形成空气隔热腔；所述活塞钢顶与活塞铝体之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫；所述活塞铝体上部侧面设有若干环槽。进一步的，所述活塞钢顶与活塞铝体之间从外到内依次设置金属隔热垫和陶瓷纤维隔热垫，所述陶瓷纤维隔热垫一端与金属隔热垫内侧接触，另一端通过所述环形凸起的底部与活塞铝体的顶部压紧固定；且所述活塞钢顶与所述陶瓷纤维隔热垫之间设有空腔。进一步的，所述活塞钢顶的顶部依照燃烧室形状采用随型设计，且布置有空腔结构。进一步的，所述金属隔热垫的内侧嵌入所述活塞钢顶底部的环形凹槽内。进一步的，所述支撑架呈帽子形状，顶部设有通孔，帽檐处设有若干通孔。进一步的，所述活塞钢顶采用耐热材质钢顶。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术将环槽结构置于铝体，通过金属隔热垫、陶瓷纤维隔热垫、空气腔构成的组合隔热结构，有效降低环槽温度，保证活塞环正常工作环境，减轻活塞环组工作载荷。(2)本专利技术在活塞铝体内铸入钢制的支撑架，有效抑制了活塞铝体的变形，增加了活塞体的强度，有效提升了活塞体的整体刚强度。(3)与传统钢顶铝裙相比，本结构的活塞钢顶依照燃烧室形状，采用随型设计，且布置有一定的空腔结构，达到隔热目的；环槽布置在铝体上，并对支撑架进行了减重设计，减轻了组合活塞总质量。(4)本专利技术采用耐热钢顶，与传统铝合金活塞顶部温度承受极限约为420℃相比，可大幅提升活塞顶部所承受的温度，通过活塞顶材料的选取，可承受超过600℃以上的温度，降低了通过活塞的散热量。(5)本专利技术结构活塞取消了振荡油腔结构，与现有钢顶铝裙活塞相比较，消除了由于振荡油腔中机油温度过高易发生结焦的现象，降低了机油老化的速率，延长了润滑油使用时间。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的组合式高强隔热结构活塞剖视图；图2为本专利技术实施例所述的支撑架结构示意图。附图标记说明：活塞钢顶1，金属隔热垫2，陶瓷纤维隔热垫3，活塞铝体4，空气隔热腔5，支撑架6，螺母盘7，环槽8。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。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术实施例提供了一种高强度隔热结构组合活塞，其结构简图见图1，包括活塞钢顶1，金属隔热垫2，陶瓷纤维隔热垫3，活塞铝体4，支撑架6和螺母盘7；所述支撑架6位于在活塞钢顶1与活塞铝体4之间，且所述支撑架6的外沿铸入活塞铝体4，所述活塞钢顶1的中部底面设有凸出部，所述凸出部穿过所述支撑架6中部的通孔与螺母盘7螺纹连接；同时，所述活塞钢顶1的底部设有环形凸起，所述环形凸起内侧、活塞钢顶1的底部与支撑架6顶部之间形成空气隔热腔5；所述活塞钢顶1与活塞铝体4之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫；所述活塞铝体4上部侧面设有若干环槽。在一些实施例中，所述活塞钢顶1与活塞铝体4之间从外到内依次设置金属隔热垫2和陶瓷纤维隔热垫3，所述陶瓷纤维隔热垫3一端与金属隔热垫2内侧接触，另一端通过所述环形凸起的底部与活塞铝体4的顶部压紧固定；且所述活塞钢顶1与所述陶瓷纤维隔热垫3之间设有空腔。所述活塞钢顶1的顶部依照燃烧室形状采用随型设计，且布置有一定的空腔结构；在一些实施例中，所述活塞钢顶1的顶部剖面呈W型，减轻了组合活塞总质量。所述金属隔热垫2的内侧嵌入所述活塞钢顶1底部的环形凹槽内，增强结构的可靠性。所述支撑架6呈帽子形状，顶部设有通孔，帽檐处设有若干通孔，实现减重设计，降低活塞总重量。所述活塞钢顶1下端的凸出部加工有螺纹，通过螺母盘7将活塞钢顶1、金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3、活塞铝体4联接起来，支撑架6铸入活塞铝体4，增加活塞刚强度，活塞钢顶1、支撑架6组成空气隔热腔5；金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3和空气隔热腔6组成组合隔热结构用于阻隔由活塞钢顶1传导至活塞铝体4的热量。本实施例的活塞钢顶1采用耐热材质钢顶，与传统铝合金活塞顶部温度承受极限约为420℃相比，可大幅提升活塞顶部所承受的温度，通过活塞顶材料的选取，可承受超过600℃以上的温度，降低了通过活塞的散热量。所述活塞钢顶1的顶面可以承受更高的温度，通过金属隔热垫2、陶瓷纤维隔热垫3以及空气腔5阻隔活塞顶向铝体传热，降低活塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式高强隔热结构活塞，其特征在于：包括活塞钢顶(1)，金属隔热垫(2)，陶瓷纤维隔热垫(3)，活塞铝体(4)，支撑架(6)和螺母盘(7)；/n所述支撑架(6)位于在活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间，且所述支撑架(6)的外沿铸入活塞铝体(4)，所述活塞钢顶(1)的中部底面设有凸出部，所述凸出部穿过所述支撑架(6)中部的通孔与螺母盘(7)螺纹连接；同时，所述活塞钢顶(1)的底部设有环形凸起，所述环形凸起内侧、活塞钢顶(1)的底部与支撑架(6)顶部之间形成空气隔热腔(5)；/n所述活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫；所述活塞铝体(4)上部侧面设有若干环槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式高强隔热结构活塞，其特征在于：包括活塞钢顶(1)，金属隔热垫(2)，陶瓷纤维隔热垫(3)，活塞铝体(4)，支撑架(6)和螺母盘(7)；
所述支撑架(6)位于在活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间，且所述支撑架(6)的外沿铸入活塞铝体(4)，所述活塞钢顶(1)的中部底面设有凸出部，所述凸出部穿过所述支撑架(6)中部的通孔与螺母盘(7)螺纹连接；同时，所述活塞钢顶(1)的底部设有环形凸起，所述环形凸起内侧、活塞钢顶(1)的底部与支撑架(6)顶部之间形成空气隔热腔(5)；
所述活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间位于所述环形凸起的外周处设有隔热垫；所述活塞铝体(4)上部侧面设有若干环槽。


2.根据权利要求1所述的一种组合式高强隔热结构活塞，其特征在于：所述活塞钢顶(1)与活塞铝体(4)之间从外到内依次设置金属隔热垫(2)和陶瓷纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉婷，许春光，孙亚奇，李鹏，文洋，熊毕伟，赵志强，姚世彬，
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