專利名稱：發(fā)動機活塞機構、其加工方法及相應的發(fā)動機與汽車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車領域，涉及汽車發(fā)動機，具體說是一種發(fā)動機活塞機構、其加工方法及相應的發(fā)動機與汽車。
背景技術：
活塞是汽車發(fā)動機的“心臟”，承受交變的機械負荷和熱負荷，是發(fā)動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一?；钊墓τ檬浅惺軞怏w壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉。由于活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的惡劣條件下工作，容易出現故障，具體原因如下:
①由于連桿與活塞不在一條直線上，根據力的分解原理，氣體在燃燒膨脹時產生的巨大推力會對活塞及活塞環(huán)產生一個壓向氣缸壁的側壓力，而在氣缸內的高溫高壓環(huán)境下，氣缸壁與活塞之間由于熱效應，其摩擦系數不容忽視，這樣，活塞與氣缸壁之間的滑動摩擦損耗相當明顯；
②在活塞往復直線運動過程中，活塞裙部與氣缸壁接觸，在高轉速大扭矩運轉發(fā)動機中，活塞裙部磨損顯著；
③活塞往復直線運動進行換向，由于活塞裙部與氣缸壁為剛性接觸，活塞裙部容易產生敲缸噪音；
④活塞在氣缸內以很高的速度(8 12m/s)往復運動，且速度在不斷地變化，這就產生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。另外，現有活塞加工工藝復雜，制造精度要求高，工藝復雜，生產成本高。
發(fā)明內容
為解決現有技術中存在的以上不足，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機活塞機構，該機構的活塞裙部與活塞壁之間為滾動摩擦，減小了活塞裙部與氣缸壁的摩擦損耗，提高了燃油經濟性；
本發(fā)明的另一個目的，是提供帶有上述發(fā)動機活塞機構的發(fā)動機；
本發(fā)明的第三個目的，是提供帶有上述發(fā)動機活塞機構的發(fā)動機的汽車；
本發(fā)明還有一個目的，是提供上述發(fā)動機活塞機構的加工方法。為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下:
一種發(fā)動機活塞機構，包括活塞頭部、固聯于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，所述活塞裙部包括兩個固聯于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向對稱設于其兩側的支撐部、固聯于支撐部上并在活塞往復運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱。作為對本發(fā)明的限定，所述每一側的支撐部均包括兩個沿活塞銷座軸向間隔設置的支架，支架的底端固聯于活塞頭部端面上，頂部設有滾柱銷孔，滾柱銷的兩端分別由卡簧固定于兩支架的滾柱銷孔的卡簧槽內，滾柱套裝于滾柱銷外。作為對上述方式的限定，所述支架上設有向活塞頭部端面凸出的凸臺，凸臺與活塞頭部之間固聯有彈簧。作為對本發(fā)明的另一種限定，所述滾柱銷孔內壁上沿軸向設有儲油槽。作為對本發(fā)明的第三種限定，所述活塞銷座為兩個沿軸向間隔設置的帶有活塞銷孔的結構，活塞銷孔內壁上沿軸向設有儲油槽。作為對本發(fā)明的第四種限定，所述滾柱的外表面附著有石墨層。本發(fā)明還有一種限定，所述活塞頭部外周上沿周向設有三道活塞槽；活塞頭部上還設有多條油孔。本發(fā)明還提供了一種發(fā)動機，它帶有前述機構的發(fā)動機活塞機構。本發(fā)明也提供了一種汽車，它包括前述的發(fā)動機。本發(fā)明同時公開了一種上述發(fā)動機活塞機構的加工方法，包括以下步驟:
①以活塞頭部的外圓面為粗基準，進行活塞頭部的端面與外圓面的粗加工；
②以活塞銷座的兩側端面和活塞銷孔為精基準，依次進行活塞銷座的兩側端面、活塞銷孔、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽、活塞頭部的外周面、油孔的精加工。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明與現有技術相比，所取得的技術進步在于:
①活塞裙部的滾柱與氣缸壁之間為滾動接觸，與傳統(tǒng)活塞相比，滾柱與氣缸壁的接觸面積小，減小了活塞的磨損，提高了發(fā)動機的使用壽命；
②滾柱由滾柱銷固聯于兩支架之間，并由卡簧固定滾柱銷的位置，使?jié)L柱不僅可實現周向轉動，而且可沿軸向竄動，保證了活塞在發(fā)動機高轉速大扭矩時的往復直線運動的穩(wěn)定性；
③支架的一側由彈簧支撐，實現了滾柱與氣缸壁的柔性接觸，使活塞往復運動換向時，活塞頭部更平穩(wěn)，減小了噪聲；并且用彈簧支撐，不僅保證支架具有足夠的強度，還減輕了活塞裙部的質量；
④活塞銷座為兩個沿軸向間隔設置的帶有活塞銷孔的結構，此結構減小了活塞的整體質量，活塞輕量化有利于減小對活塞銷、連桿、曲軸的沖擊力，提高零部件的使用壽命；另夕卜，活塞質量小，則活塞往復運動時的慣性力就小，慣性力越小越有利于可燃混合氣體的熱能轉化為動能，減小機械功的損失；
⑤滾柱銷孔的儲油槽和活塞銷孔的儲油槽用于儲存潤滑油，起到潤滑、卸荷、冷卻的作
用；
⑥滾柱外表面的石墨具有減小摩擦的作用；
⑦活塞機構的加工方法在傳統(tǒng)加工方法的基礎上進行更改，可保證活塞的精度，并且節(jié)約生產成本。本發(fā)明的發(fā)動機活塞機構適用于各種汽車發(fā)動機上，進一步地應用于各種汽車上上。
下面結合附圖及具體實施例1對本發(fā)明作更進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明實施例1的整體結構示意 圖2為圖1的裝配不意 圖3為圖1的左視圖。
圖中:1、滾柱；2、滾柱銷；3、卡黃；4、支架；5、彈黃；6、活塞頭部；7、活塞槽；8、活塞銷座；9、儲油槽；10、油孔；11、活塞銷孔。
具體實施例方式實施例1
一種發(fā)動機活塞機構，結構如圖1至圖3所示，包括活塞頭部6、活塞裙部及活塞銷座8?；钊^部6設有四條油孔10，且外周上沿周向設有三道活塞槽7，如圖3所示?；钊N座8固聯于活塞頭部6的端面上，為兩個沿軸向間隔設置的帶有活塞銷孔11的結構，活塞銷孔11內壁上沿軸向設有儲油槽9。活塞銷座8的結構減小了活塞的整體質量，活塞輕量化有利于減小對活塞銷、連桿、曲軸的沖擊力，另外，活塞質量小，活塞往復運動時的慣性力就小，慣性力越小越有利于可燃混合氣體的熱能轉化為動能?；钊共抗搪撚诨钊^部6端面上，包括兩個沿活塞銷座8軸向對稱設置的支撐部，及在活塞往復運動時與氣缸壁滾動接觸且外表面附著有石墨層的滾柱I。每一側的支撐部均包括兩個沿活塞銷座8軸向間隔設置的支架4，支架4的底端固聯于活塞頭部6端面上，中間部位設有向活塞頭部6端面凸出的凸臺，凸臺的下方設有彈簧5，彈簧5底端固聯于活塞頭部6的彈簧定位孔中。凸臺由彈簧5支撐，使活塞往復運動換向時，活塞裙部的運動更平穩(wěn)，減小了噪聲，并且用彈簧5支撐，不僅可保證支架4具有足夠的強度，還減輕了活塞裙部的質量。支架4的頂部設有滾柱銷孔，滾柱銷孔內壁上沿周向設有卡簧槽，沿軸向設有儲油槽。兩滾柱銷孔之間設有滾柱銷2，滾柱I套裝于滾柱銷2外，滾柱銷2的兩端分別由卡簧3固定于兩卡簧槽內，滾柱I不僅可實現周向轉動，而且可沿軸向竄動，保證了活塞在發(fā)動機高轉速大扭矩時的往復直線運動的穩(wěn)定性。實施例2
一種發(fā)動機，該發(fā)動機的主體結構與現有技術的區(qū)別只在于它的活塞機構與實施例1完全相同。該發(fā)動機其它部分的結構與現有技術相同。本實施例中的發(fā)動機工作時:
滾柱I與氣缸壁之間為滾動接觸，與傳統(tǒng)活塞相比，滾柱I與氣缸壁的接觸面積小，進而減小了活塞的磨損，提高了發(fā)動機的使用壽命。實施例3
一種汽車，該汽車與現有技術的區(qū)別只在于它的發(fā)動機具有與實施例2完全相同的結構。該汽車其它部分的結構與現有技術相同。實施例4
實施例1中發(fā)動機活塞機構的一種加工方法，包括以下步驟:
①以活塞頭部6的外圓面為粗基準，依次進行活塞頭部6的端面與外圓面的粗加工；
②以活塞銷座8的兩側端面和活塞銷孔11為精基準，依次進行活塞銷座8的兩側端面、活塞銷孔U、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽7、活塞頭部6的外周面、油孔10的精加工。具體加工流程為:活塞頭部6端面粗加工一活塞頭部6外圓面粗加工一活塞銷孔8兩側端面精加工一活塞銷孔11精加工一滾柱銷孔精加工一彈簧定位孔精加工一彈簧上端平面精加工一活塞槽7精加工一活塞頭部6外周面精加工一油孔10精加工一活塞槽7精加工。
權利要求
1.一種發(fā)動機活塞機構，包括活塞頭部、固聯于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，其特征在于:所述活塞裙部包括兩個固聯于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向對稱設于其兩側的支撐部、固聯于支撐部上并在活塞往復運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱。
2.根據權利要求1所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:每一側的支撐部均包括兩個沿活塞銷座軸向間隔設置的支架，支架的底端固聯于活塞頭部端面上，頂部設有滾柱銷孔，滾柱銷的兩端分別由卡簧固定于兩支架的滾柱銷孔的卡簧槽內，滾柱套裝于滾柱銷外。
3.根據權利要求2所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:所述支架上設有向活塞頭部端面凸出的凸臺，凸臺與活塞頭部之間固聯有彈簧。
4.根據權利要求2所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:所述滾柱銷孔內壁上沿軸向設有儲油槽。
5.根據權利要求1所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:所述活塞銷座為兩個沿軸向間隔設置的帶有活塞銷孔的結構，活塞銷孔內壁上沿軸向設有儲油槽。
6.根據權利要求1所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:所述滾柱的外表面附著有石墨層。
7.根據權利要求1所述的發(fā)動機活塞機構，其特征在于:所述活塞頭部外周上沿周向設有三道活塞槽；活塞頭部上還設有多條油孔。
8.一種發(fā)動機，其特征在于:它包括如權利要求1-7中任一項所述的發(fā)動機活塞機構。
9.一種汽車，其特征在于:它包括如權利要求8所述的發(fā)動機。
10.權利要求1-7中任一項所述的發(fā)動機活塞機構的加工方法，其特征在于它包括以下步驟: ①以活塞頭部的外圓面為粗基準，依次進行活塞頭部的端面與外圓面的粗加工； ②以活塞銷座的兩側端面和活塞銷孔為精基準，依次進行活塞銷座的兩側端面、活塞銷孔、滾柱銷孔、彈簧定位孔、彈簧上端平面、活塞槽、活塞頭部的外周面、油孔的精加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機活塞機構，包括活塞頭部、固聯于活塞頭部端面上的活塞銷座、及位于活塞銷座外圍的活塞裙部，所述活塞裙部包括兩個固聯于活塞頭部端面上并沿活塞銷座軸向對稱設于其兩側的支撐部、固聯于支撐部上并在活塞往復運動時與氣缸壁滾動接觸的滾柱；本發(fā)明還公開了一種該發(fā)動機活塞機構的加工方法和帶有該發(fā)動機活塞機構的發(fā)動機與汽車。本發(fā)明所涉及的發(fā)動機活塞機構，使活塞裙部與活塞壁之間為滾動摩擦，減小了活塞裙部與氣缸壁的摩擦損耗，提高了燃油經濟性。本發(fā)明的發(fā)動機活塞機構適用于各種汽車發(fā)動機上，進一步地應用于各種汽車上。
文檔編號F02F3/00GK103147873SQ20131010749
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月30日 優(yōu)先權日2013年3月30日
發(fā)明者常青, 馬瑞瑄, 高志龍, 楊紅天, 陳彥如 申請人:長城汽車股份有限公司