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内燃机的 活塞

阅读：511发布：2023-02-26

专利汇可以提供内燃机的活塞专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出了一种内燃机活塞 1，它配有一个环形槽加固件 4，该槽加固件4通过在其内侧设置的内螺纹 19用螺钉拧紧到布置在活塞头范围内的一个带外螺纹 13的轮缘12上，同时，槽加固件4闭合一个凹入部14，构成一个环形封闭的冷却通道21。为了赋予轮缘12与槽加固件4之间的螺纹连接足够的强度，轮缘12在径向外侧轮毂方向上有一定的弯曲度。另外，轮缘12被设计得具有弹性可压缩性，在活塞头方向上用螺钉拧紧槽加固件4时，轮缘12弯曲，从而在螺纹连接接头上施加一定的预加应力。，下面是内燃机的活塞专利的具体信息内容。

权利要求

1.内燃机的活塞(1)，
所述活塞包括一个活塞基体(2)，在所述活塞基体上配有：
一个活塞头(3)；
布置在活塞(1)的背向活塞头(3)的一侧的活塞销毂(5、6)；
在活塞销毂(5、6)中成型的活塞销孔(7、8)；
与活塞销毂(5、6)相连接的杆元件(9、10)；以及
一个从活塞头(3)起始径向向外布置且轴向沿销毂方向伸展径向复位的环形区域(34)，所述区域具有一个在至活塞头(3)的轴向距离很近的地方布置且固定在活塞(1)的径向外侧边的、径向外伸的、横截面近似于矩形的环形轮缘(12)，该轮缘(12)在径向外部有周向外螺纹(13)，其直径小于活塞直径，所述区域另外还有一个在销毂边侧相连接的周向凹入部(14)，以及
所述活塞另外还包括一个环形槽加固件(4)，所述环形槽加固件带有一个连接在其端面的、径向向内伸展的周向凸出部(20)，内螺纹(19)在销毂边侧上与该凸出部(20)相连，槽加固件(4)经过内螺纹(19)用螺钉拧紧到外螺纹(13)，同时，槽加固件(4)的销毂边侧的接触面(23)支承在一个在销毂边侧与区域(34)邻接的接触面(24)上，从而将凹入部(14)闭合以构成一个环形封闭的冷却通道(21)，同时，活塞(1)的活塞环部(16)一部分布置在槽加固件(4)的径向外侧边，一部分布置在活塞(1)在销毂边侧与之相连的径向外侧边，
其特征在于，轮缘(12)径向向外地在销毂方向上有一定的弯曲度，而且在轴向方向上具有适应弹性可压缩性的足够的径向宽度，以至于槽加固件(4)用螺钉拧紧在轮缘(12)上时轮缘(12)就会在活塞头(3)的方向上向后弯曲和施加预加应力，并且在槽加固件(4)的凸出部(20)与轮缘(12)之间布置了一个用弹簧钢制成的环形的弹性可压缩性密封元件(27)，该密封元件具有圆盘边缘的形状。
2.根据权利要求1所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，活塞基体(2)的材料采用最大含硅量为15％的铝硅合金。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，槽加固件(4)的材料采用含有15％到26％硅和2.5％到7％铜的铝合金制成。
4.根据权利要求3所述的内燃机活塞(1)，其特征在于，铝合金中掺合了碳化硅粒子。

说明书全文

内燃机的 活塞

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内燃机活塞。该内燃机活塞包括一个活塞基体，在所述活塞基体上配有：一个活塞头；布置在活塞的背向活塞头的一侧的活塞销毂；在活塞销毂中成型的活塞销孔；与活塞销毂相连接的杆元件；以及一个从活塞头起始径向向外布置且轴向沿销毂方向伸展径向复位的环形区域，所述区域具有一个在至活塞头的轴向距离很近的地方布置且固定在活塞的径向外侧边的、径向外伸的、横截面至少近似于矩形的环形轮缘，该轮缘在径向外部有周向外螺纹，其直径小于活塞直径，所述区域另外还有一个在销毂边侧相连接的周向凹入部，以及所述内燃机的活塞另外还包括一个环形槽加固件，所述环形槽加固件带有一个连接在其端面的、径向向内伸展的周向凸出部，内螺纹在销毂边侧上与该凸出部相连，槽加固件经过内螺纹用螺钉拧紧到外螺纹，同时，槽加固件的销毂边侧接触面支承在一个在销毂边侧与区域邻接的接触面上，从而将凹入部闭合以构成一个环形封闭的冷却通道，同时，活塞的活塞环部一部分布置在槽加固件的径向外侧边，一部分布置在活塞在销毂边侧与之相连的径向外侧边。

背景技术

[0002] 根据专利文献DD 123 962已知有一种内燃机活塞，它由一个活塞基体和在活塞头范围内螺钉拧紧在活塞基体上的环形槽加固件构成。槽加固件闭合在活塞基体上形成的一个凹入部，从而造成一个封闭的环形冷却通道。在活塞基体的侧面，紧固槽加固件的螺纹设在接近活塞头处加工到活塞外侧面上的凸缘的径向外边缘上，但该凸缘的径向标注尺寸很小，根本不具有弹性可压缩性。这样带来的缺点是，不能对螺纹连接施加作用于紧固这种连接的预加应力。

发明内容

[0003] 本发明的任务是避免现有技术水平的这一缺点，也就是活塞基体通过在预加应力下形成并由此而持续稳定的螺纹连接来连接槽加固件。

[0004] 上述任务由此来解决，即轮缘径向向外在销毂方向上有一定的弯曲度，而且在轴向方向上具有适应弹性可压缩性的足够的径向宽度。

[0005] 在本发明的有利的设计方案中，槽加固件在轴向方向上越过活塞头外凸，从而构成活塞头凹坑的径向外边界。

[0006] 在本发明的另一有利的设计方案中，在槽加固件的凸出部与轮缘之间布置了一个用弹簧钢制成的环形的弹性可压缩性密封元件，该密封元件具有圆盘边缘的形状。

[0007] 在本发明的另一有利的设计方案中，活塞基体的材料采用最大含硅量为15％的铝硅合金。

[0008] 在本发明的另一有利的设计方案中，槽加固件的材料采用含有15％到26％硅和2.5％到7％铜的铝合金制成。

[0009] 在本发明的另一有利的设计方案中，铝合金中掺合了碳化硅粒子。附图说明

[0010] 下面，根据附图说明本发明的一个实施例。图中：

[0011] 图1所示为根据本发明沿着活塞销纵轴穿过活塞的一剖视图；

[0012] 图2所示为图1之A部分的放大图，图中详细示出了根据本发明的槽加固件，以及[0013] 图3所示为沿着垂直于活塞销纵轴的垂线穿过活塞的一剖视图。

具体实施方式

[0014] 图1用剖视图示出了活塞1，它由一个活塞基体2和一个在活塞头3范围内用螺钉拧紧在活塞基体上的环形槽加固件4构成。

[0015] 活塞基体2在背向活塞头3的下部有两个活塞销毂5和6，其中各有一个活塞销孔7和8，以分别插入一个图中没有示出的活塞销。如特别在图3中所示，活塞销毂5、6两侧与杆元件9、10相连接，其中，在图1中示出了俯视的杆元件10。

[0016] 活塞头3有一个造型设计浅的活塞头凹坑11。在活塞头边侧的范围内，在活塞1的径向外边缘上，安装了一个径向外伸的、横截面至少近似为矩形的周边轮缘12，该轮缘12径向向外有周向螺纹13，在销毂边侧有一个环绕着的凹入部14与所述轮缘相连。在销毂边侧，与凹入部14相连的是一个径向外伸的、环绕着的凸出部15，凹入部14的一部分在活塞头边侧与该凸出部15相结合，径向向外支承着活塞环部16的下部，并在销毂边侧有一个在活塞销毂5、6的方向上敞开的冷却通道17。

[0017] 如图2所示，环形槽加固件4经过在槽加固件4上径向向内的螺纹19安装在轮缘12的螺纹13上。槽加固件4在活塞头边侧有一个径向内伸的、横截面呈鼻形的环绕凸出部
20，当槽加固件4安装到活塞1上时，该凸出部的下边缘要么直接置于轮缘12的上边缘上，要么如下文进一步所述，经过一个密封元件27置于轮缘12的上边缘上。这种情况下，由在轴向方向上越过活塞头3外凸的凸出部20的上部构成活塞头凹坑11的径向外边界。

[0018] 另外，螺钉拧紧在活塞1上的槽加固件4闭合凹入部14，从而构成一个闭合的冷却通道21，该冷却通道21经过下面进一步说明的进油口和出油口30、33与活塞1的内部接通。

[0019] 径向向外，在槽加固件4上加工成一个活塞密封环槽22。在销毂边侧，槽加固件4有一个平的环形接触面23，当槽加固件4用螺钉拧紧到活塞1上时，该接触面23支承在同样构成的、在活塞头边侧布置在凸出部15上的一个环形接触面24上。

[0020] 活塞基体2的材料采用最大含硅量为10％的铝硅合金，同时，活塞基体2采用锻造工艺或铸造工艺制成。槽加固件4的材料采用铝合金，铝合金中含有15％到26％的硅以提高耐磨强度，以及含有2.5％到7％的铜以改善内燃机运行中的抗变形稳定性。如果在合金中掺合碳化硅粒子，还可进一步提高槽加固件的耐磨强度。槽加固件4采用铸造工艺制造，然后，槽加固件4为了减小其孔隙率，以便使机械性能最佳化，随后在热等静压(HIP)过程中进行压密。

[0021] 图2示出了图1中标出的A部分的放大图，图中所示为安装状态，槽加固件4用螺钉拧紧在活塞上。处于松弛状态的轮缘12的形状，也就是当槽加固件4尚未用螺钉拧紧到轮缘12上时，轮缘12的形状在图2中用虚线表示。可以看出，这种情况下，轮缘12在销毂方向上有一径向向外的弯曲度。如果槽加固件4用螺钉拧紧在轮缘12上，如图中用箭头25和26所示，轮缘12就会在活塞头3的方向上向后弯曲和施加预加应力，因此，轮缘12会对轮缘12与槽加固件4之间的螺纹连接施加一定的预加应力，可保证该螺纹连接有足够的强度。

[0022] 在径向向内的槽加固件4的凸出部20与轮缘12之间，布置了一个用弹簧钢制成的环形密封元件27，它用来密封冷却通道21以隔绝作用在活塞头1上的燃烧气体，密封元件27具有圆盘边缘的形状。在表示活塞1的安装状态的图2中，示出了处于预加应力状态的密封元件27。它在松弛状态下，在横截面上看呈较明显的波形，但在槽加固件4螺固到轮缘12时被压合和展平到图2中所示的形状。

[0023] 图3示出了沿着垂直于活塞销纵轴28的垂线29穿过活塞1的一剖视图。可以看出进油口30，经过该进油口由喷油嘴31喷出的油被导入封闭的冷却通道21。喷油嘴31被固定在进油管路32上，进油管路32稳定地布置在气缸体中，只有当活塞1在内燃机运行时达到下换向点时，它才占据图3所示的活塞1对面的位置。然后，燃油才能经过进油口30进入冷却通道21。另外，在图3中还示出了一个出油口33，经过该出油口33，燃油在活塞1冷却后再离开冷却通道21。

[0024] 件号一览表

[0025] A 区域

[0026] 1 活塞

[0027] 2 活塞基体

[0028] 3 活塞头

[0029] 4 槽加固件

[0030] 5，6 活塞销毂

[0031] 7，8 活塞销孔

[0032] 9，10 杆元件

[0033] 11 活塞头凹坑

[0034] 12 轮缘

[0035] 13 螺纹，外螺纹

[0036] 14 凹入部

[0037] 15 凸出部

[0038] 16 活塞环部

[0039] 17 敞开的冷却通道

[0040] 19 螺纹，内螺纹

[0041] 20 凸出部

[0042] 21 封闭的冷却通道

[0043] 22 活塞密封环槽

[0044] 23，24 接触面

[0045] 25，26 箭头

[0046] 27 密封元件

[0047] 28 活塞销纵轴

[0048] 29 直线

[0049] 30 进油口

[0050] 31 喷油嘴

[0051] 32 进油管路

[0052] 33 出油口

[0053] 34 区域

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