專利名稱：一種活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種活塞。
背景技術(shù)：
發(fā)動機是目前的機械設(shè)備轉(zhuǎn)動的主要動カ裝置，而發(fā)動機壽命的長短、工作效率的高低直接受發(fā)動機內(nèi)活塞的影響。正是通過燃料不斷燃燒，產(chǎn)生的動カ推動活塞做往復運動，以此驅(qū)動活塞對外做功，活塞在發(fā)動機中的重要程度不亞于心臟對于人體的作用，因此活塞素有發(fā)動機“心臟”之稱。隨著汽車行業(yè)和科學技術(shù)的飛速發(fā)展，以及日益緊張的能源危機出現(xiàn)，目前發(fā)動機向著大功率、低油耗、低排放、輕量化的方向發(fā)展，這就使得發(fā)動機的強化指數(shù)越來越來高，因此對發(fā)動機活塞的要求也越來越高，要求各方面性能都要有所提高，尤其承受單面積 的功率要増加，這就使得我們要不斷加深對活塞的創(chuàng)新研究。就目前而言，大部分的發(fā)動機活塞仍以鋁合金為主，還有部分高功率大馬カ柴油機活塞應(yīng)用了鍛鋼和鑄鐵等鐵基材料。但是鋁合金材料的高溫強度低，高壓氣體燃燒產(chǎn)生的高溫使活塞頂部乃至整個活塞溫度很高，且分布很不均勻，導致活塞產(chǎn)生熱應(yīng)カ和熱變形，其単位面積所承受的功率有限，最終熱負荷和機械負荷將導致活塞產(chǎn)生裂紋、從而降低了活塞的使用壽命；而鐵基材料受其本身材料特點的影響，因為鐵基材料比重較大，這種材料的活塞在工作中，為了克服自身重力而消耗許多的功率勢必增加發(fā)動機的油耗，這不符合未來發(fā)展的低油耗、輕量化的特征，并且由于鐵基材料比重較大，因此活塞往復運動慣性力較大，會加重發(fā)動機整體的疲勞度，勢必增加其出現(xiàn)故障的頻率，縮減發(fā)動機的使用壽命。因此提供ー種活塞，以提高其自身的性能，滿足高功率性，増加其使用壽命，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了ー種活塞，能提高其自身的性能，滿足高功率性，増加其使用壽命。本實用新型提供的活塞，包括頭部、裙部和銷座，此活塞為碳碳纖維活塞。優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，所述活塞頭部包括火力岸A和環(huán)槽，所述環(huán)槽的個數(shù)為3個。優(yōu)選的，在上述技術(shù)方案中，所述環(huán)槽包括頂部環(huán)槽BI、中部環(huán)槽B2和底部環(huán)槽B3 ;所述頂部環(huán)槽BI的間隙為0. 04 0. 06mm，所述中部環(huán)槽B2的間隙為0. 01 0. 03mm,所述底部環(huán)槽B3的間隙為0. 01 0. 03mm。本實用型提供的活塞采用碳碳纖維材料(碳碳纖維增強碳基復合材料)，這種材料具有高溫強度高、密度小、熱導率高和摩擦系數(shù)小等優(yōu)良特性，高溫強度高的特性使活塞可承受最高溫度提高，進而導致其承受單位面積的功率増加，實現(xiàn)了高功率，且降低了由于高溫對活塞造成的損傷；而其熱導率高，能將由壓縮氣體或燃料生成物產(chǎn)生的熱量對活塞的增熱及時排走，降低活塞的溫度，進而可取消活塞內(nèi)的冷卻油腔結(jié)構(gòu)，優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)；密度小使得碳碳纖維材料的比重小，此種活塞驅(qū)動更加容易，而同時由于此材料本身高溫強度高，可滿足長時間連續(xù)工作， 抗疲勞性好；此種材料具有石墨材料的一且理化性能，如具有自潤滑作用，摩擦系數(shù)小，運動過程中所受摩擦力小，大大的減少了由于摩擦對活塞自身造成的損傷。

為了更清楚的說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型實施例提供的活塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的活塞內(nèi)腔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用型新提供了ー種活塞，提高了其自身的性能，滿足高功率性，増加其使用壽命。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。請參考圖I和圖2。本實用新型提供的活塞為碳碳纖維活塞，包括銷座D、裙部和頭部，銷座D是用于和活塞銷配合的支撐部分；頭部包括火力岸A和環(huán)槽，火力岸A位于活塞的頂端，環(huán)槽用于安裝活塞環(huán)，起密封效果；裙部在活塞運動中其密封和導向的作用。本實用型提供的活塞采用碳碳纖維材料，這種材料具有高溫強度高、密度小、熱導率高和摩擦系數(shù)小等優(yōu)良特性，高溫強度高的特性使活塞可承受最高溫度提高，進而導致其承受單位面積的功率増加，實現(xiàn)了高功率，且降低了由于高溫對活塞造成的損傷；而其熱導率高，能將由壓縮氣體或燃料生成物產(chǎn)生的熱量對活塞的增熱及時排走，降低活塞的溫度，進而可取消活塞內(nèi)的冷卻油腔結(jié)構(gòu)，優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)；密度小使得碳碳纖維材料的比重小，此種活塞驅(qū)動更加容易，而同時由于此材料本身高溫性能高，可滿足長時間連續(xù)工作，抗疲勞性好；且此種材料具有石墨材料的一且理化性能，如具有自潤滑作用，摩擦系數(shù)小，運動過程中所受摩擦力小，大大的減少了由于摩擦對活塞自身造成的損傷。碳碳纖維材料其具有石墨的一切理化性能，其具有很好的自潤滑作用，本實用新型所提供的活塞中，包含三個環(huán)槽頂部環(huán)槽BI、中部環(huán)槽B2和底部環(huán)槽B3，且分別縮小環(huán)槽B1、B2和B3的間隙，使得頂部環(huán)槽BI的間隙在0. 04 0. 06mm之間，中部環(huán)槽B2的間隙在0. 01 0. 03mm之間，底部環(huán)槽B3的間隙在0. 01 0. 03mm之間，同時增加活塞的直徑，使其直徑在109. 945 109. 975之間，而活塞和氣缸壁的間隙在0. 03 0. 06mm之間，間隙較小，但由于活塞的自潤滑性，使得活塞的運動并沒有受影響，反而兩者之間的間隙縮小后，降低了發(fā)動機的油耗和竄氣量，使得密封效果更佳理想。另外，在本實用新型所提供的活塞中，同時縮小了銷孔C的間隙，并增加了銷座D的兩側(cè)的厚度，活塞在工作過程中燃氣所產(chǎn)生的爆發(fā)壓力，會對活塞有ー個巨大的推動力，因此活塞在往復運動中其銷座D部分將承受巨大的力，為了能提高活塞的受カ范圍，本實用新型増加了銷座D兩側(cè)的厚度并縮小了銷孔C的間隙，以達到優(yōu)化受力的目的，同時由于碳碳纖維的自潤滑效果，活塞的活動并沒有因銷孔C間隙的縮小而受影響，達到了預期的目的。 在活塞的頭部包含火力岸A和環(huán)槽，為了優(yōu)化活塞的結(jié)構(gòu)，根據(jù)碳碳纖維材料的耐高溫特性，在本實用新型的活塞中降低了火力岸A的高度，此時高溫對于活塞造成的影響沒有增加，而降低火力岸A的高度，也就減少了燃燒產(chǎn)生的有害氣體量，使可燃氣體盡可能的燃燒完全，在其他條件不變的情況下，活塞中產(chǎn)生有害氣體的減少，很大程度上保護了環(huán)境。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，活塞頭部包含火力岸A和環(huán)槽，火力岸A直接與氣缸內(nèi)的燃燒氣體相接觸，承受高溫，而環(huán)槽中安裝的是活塞環(huán)，活塞環(huán)的作用是密封，與氣缸相配合防止漏氣和防止機油進入燃燒室，由于本實用新型提供的碳碳纖維活塞其自身具有潤滑性，所以増加了活塞的直徑，縮減了活塞和氣缸的間隙，極大的提高了密封效果，因此本實用新型提供的活塞包括3個間隙極小的環(huán)槽，極小的配缸間隙和銷孔與銷的極小配合間隙，達到滿足エ況的需求。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.ー種活塞，包括頭部、裙部和銷座D，其特征在于，所述活塞為碳碳纖維活塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述活塞，其特征在于，所述活塞頭部包括火力岸A和環(huán)槽，所述環(huán)槽的個數(shù)為3個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述活塞，其特征在干，所述環(huán)槽包括頂部環(huán)槽BI、中部環(huán)槽B2和底部環(huán)槽B3 ;所述頂部環(huán)槽BI的間隙為0. 04 0. 06mm，所述底部環(huán)槽B2的間隙為0. 01 0.03mm,所述底部環(huán)槽B3的間隙為0. 01 0. 03mm。
專利摘要本實用新型提供了一種活塞，包括頭部、裙部和銷座，本實用型提供的活塞采用碳碳纖維材料(碳碳纖維增強碳基復合材料)，這種材料具有高溫強度高、密度小、熱導率高和摩擦系數(shù)小等優(yōu)良特性，高溫強度高的特性可提高活塞所能承受的最高溫度，進，進而提高活塞所承受單位面積的功率，實現(xiàn)了高功率，且降低了高溫對活塞造成的危害；而其熱導率高，能將由壓縮氣體或燃料生成物產(chǎn)生的熱量對活塞的增熱及時排走，降低活塞的溫度；密度小使得碳碳纖維材料的比重小，同時由于此材料本身高溫強度高，可滿足長時間連續(xù)工作，抗疲勞性好；此種材料具有石墨材料的一且理化性能，如具有自潤滑作用，大大的減少了由于摩擦對活塞自身造成的損傷。
文檔編號F02F3/00GK202360236SQ20112052706
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者唐建萍, 廖君慧, 林劍明, 黃祖東 申請人:湖南江濱機器(集團)有限責任公司