本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地是涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其活塞。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放要求的不斷提高，內(nèi)燃機(jī)最大燃燒爆發(fā)力和溫度也不斷提高，活塞的工作環(huán)境急劇惡化，普通活塞難以滿足高溫高壓的工作條件，容易出現(xiàn)故障。傳統(tǒng)的活塞為一體式加工成型的筒狀結(jié)構(gòu)，活塞頂部與缸蓋形成燃燒室，活塞的內(nèi)部中空以減少重量，同時(shí)避免與連桿小頭干涉，形成內(nèi)部中空空間的外周稱為裙部，在裙部上設(shè)置貫通的用于安裝銷軸的通孔，通過(guò)銷軸與連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)燃燒爆發(fā)力推動(dòng)活塞，通過(guò)銷軸和連桿傳遞給曲軸，由曲軸帶動(dòng)連桿，進(jìn)一步推拉活塞，進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的周期運(yùn)動(dòng)，不斷變化運(yùn)動(dòng)方向，銷軸對(duì)活塞的裙部施加巨大的拉力或推力，在高溫及高壓的工作條件下，容易使活塞裙部變形。而活塞的裙部與活塞缸配合起導(dǎo)向作用，若發(fā)生變形就影響了活塞的正常運(yùn)動(dòng)，易出現(xiàn)損壞，甚至使整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。而且傳統(tǒng)的活塞為一體式加工成型，活塞上的冷卻油腔不易加工。

因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何設(shè)計(jì)一種油腔結(jié)構(gòu)易于封閉和加工的活塞，是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，包括相互固定的活塞頭部與活塞裙部，所述活塞頭部的一側(cè)為與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋形成燃燒室的燃燒段，所述活塞頭部的另一側(cè)為銷座，所述銷座上貫通設(shè)置用于安裝銷軸的銷孔；所述活塞裙部與所述燃燒段固定，所述燃燒段與所述活塞裙部的外壁處于同一圓柱面上，所述活塞裙部開(kāi)設(shè)能夠穿過(guò)銷軸的讓位孔；所述燃燒段上朝向所述銷座的一側(cè)開(kāi)設(shè)冷卻油腔，所述冷卻油腔位于所述燃燒段凸出于所述銷座的位置；所述活塞裙部與所述燃燒段固定后將所述冷卻油腔封閉。

可選地，所述讓位孔為圓孔，孔徑大于所述銷孔的孔徑。

可選地，所述冷卻油腔的橫截面呈瓢形。

可選地，所述活塞裙部包括相互獨(dú)立的第一裙部與第二裙部，所述第一裙部與所述第二裙部結(jié)構(gòu)對(duì)稱。

可選地，所述第一裙部與所述第二裙部的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)半圓形開(kāi)槽，所述第一裙部與所述第二裙部焊接固定后形成兩個(gè)所述讓位孔。

可選地，所述活塞裙部與所述冷卻油腔通過(guò)圓環(huán)形的油腔擋板封閉，圓環(huán)形的所述油腔擋板的內(nèi)徑大于或等于所述銷座的徑部直徑。

可選地，所述油腔擋板固定于所述活塞裙部的內(nèi)壁上，使所述油腔擋板相對(duì)于所述活塞裙部的端部向內(nèi)凹陷。

可選地，所述燃燒段形成燃燒室的一側(cè)設(shè)置凹槽；所述燃燒段的外壁上開(kāi)設(shè)用于安裝活塞環(huán)的環(huán)形槽。

此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。

相對(duì)于傳統(tǒng)的活塞結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞包括相互固定的活塞頭部與活塞裙部，活塞頭部與活塞裙部相互獨(dú)立，并相互組合固定為一體?；钊^部的一側(cè)為燃燒段，另一側(cè)為銷座，燃燒段與銷座一體加工成型。燃燒段與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋形成燃燒室，銷座上貫通設(shè)置銷孔，在銷孔中安裝銷軸，由銷軸帶動(dòng)活塞頭部以及活塞裙部運(yùn)動(dòng)。活塞裙部與燃燒段相互固定，固定后燃燒段和活塞裙部的外壁位于同一圓柱面上，外壁的表面形成一個(gè)圓柱。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞裙部在氣缸內(nèi)起導(dǎo)向作用，活塞裙部上開(kāi)設(shè)能夠穿過(guò)銷軸的讓位孔，銷軸直接對(duì)銷座施力，并不與活塞裙部接觸。在活塞運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)僅通過(guò)銷座承受作用力，而活塞裙部?jī)H用于導(dǎo)向，活塞頭部與活塞裙部相互獨(dú)立，活塞頭部的受力不會(huì)傳遞到活塞裙部，可有效有避免變形，即使在高溫和高壓的工作條件下也可保證正常工作。

燃燒段上朝向銷座的一側(cè)開(kāi)設(shè)冷卻油腔，冷卻油腔位于燃燒段凸出于銷座的位置；活塞裙部與燃燒段固定后將冷卻油腔封閉。活塞裙部與活塞頭部相互獨(dú)立，冷卻油腔所在的位置不受活塞裙部的阻擋，很容易被加工。冷卻油腔的開(kāi)口能夠與活塞裙部相互配合實(shí)現(xiàn)封閉共同構(gòu)成完整的油腔結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)為組合式活塞，可用于全鋼活塞，以滿足活塞承載更高的燃燒爆發(fā)力和溫度。通過(guò)分體式裙部結(jié)構(gòu)，可以封閉活塞頂部的冷卻油腔，同時(shí)方便冷卻油腔的加工。同時(shí)，此組合結(jié)構(gòu)的裙部不與活塞銷座接觸，因此裙部不會(huì)承載因銷座變形而變形，降低了裙部變形量，可以實(shí)現(xiàn)裙部與活塞缸的更佳匹配。

此外，本發(fā)明還提供了一種包括上述活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的剖面正視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的剖面?zhèn)纫晥D；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的仰視圖；

圖4為活塞頭部的剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本申請(qǐng)中第一裙部或第二裙部的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為第一裙部與第二裙部相互固定后與活塞頭部裝配的正面結(jié)構(gòu)圖；

圖7為第一裙部與第二裙部相互焊接固定后與活塞頭部裝配的軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖；

圖8為圖5中A部分剖面的局部放大圖。

其中：

活塞頭部1、燃燒段11、冷卻油腔111、銷座12、銷孔121、活塞裙部2、第一裙部21、第二裙部22、讓位孔201、油腔擋板202

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，能夠避免活塞裙部發(fā)生變形，更好應(yīng)用于高溫和高壓的工作條件，并且油腔結(jié)構(gòu)易于加工。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方式，對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌l(fā)動(dòng)機(jī)活塞進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，分別為本發(fā)明實(shí)施例中一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的正視圖、側(cè)視圖和仰視圖。該活塞并非一體式結(jié)構(gòu)，包括相互獨(dú)立的活塞頭部1與活塞裙部2，活塞頭部1與活塞裙部2之間相互固定，形成完整的活塞結(jié)構(gòu)?；钊^部1的一側(cè)燃燒段11，用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋形成燃燒室，活塞頭部1的另一側(cè)為銷座12，如圖4所示，為活塞頭部1的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖4中上方為燃燒段11，下方為銷座12，燃燒段11近似一個(gè)圓柱，銷座12的直徑小于燃燒段11。在銷座12上水平貫通設(shè)置用于安裝銷軸的銷孔121，如圖所示，本實(shí)施例中的銷座12主體為兩塊，中間被掏空，可以減少活塞重量，在銷座12的兩塊主體上分別對(duì)應(yīng)貫穿開(kāi)設(shè)銷孔121，保證安裝銷軸的穩(wěn)定性。

活塞裙部2與燃燒段11相互固定，燃燒段11的外周近似圓柱，活塞裙部2與燃燒段11固定連接后兩者的外壁處在同一圓柱面上，也即兩者的外壁共同構(gòu)成了一個(gè)圓柱面，此圓柱面就是活塞的側(cè)面，用于與氣缸接觸，起導(dǎo)向作用。在活塞裙部2上開(kāi)設(shè)讓位孔201，當(dāng)活塞裙部2與活塞頭部1相互固定后，活塞裙部2將銷座12包圍在內(nèi)部，銷軸穿過(guò)讓位孔201后安裝在銷孔121上。由于需要使銷軸穿過(guò)，因此讓位孔201優(yōu)選地設(shè)置為圓孔，并且其孔徑大于銷孔121的孔徑，當(dāng)然，若等于也是可以的；讓位孔201也可為多邊形等其他的形狀，保證銷軸可以正常穿過(guò)。

在燃燒段11上設(shè)置冷卻油腔111，冷卻油腔111開(kāi)設(shè)于朝向銷座12的一側(cè)，位于燃燒段11環(huán)向凸出于銷座12的位置，圖4中冷卻油腔111也邊界也形成了銷座12的一部分邊緣，冷卻油腔111的開(kāi)口位于燃燒段與銷座12的交界處。冷卻油腔111中通入冷卻油液，降低活塞頭部1工作的溫度?；钊共?與活塞頭部1相互獨(dú)立，冷卻油腔111所在的位置不受活塞裙部2的阻擋，很容易被加工。冷卻油腔111的開(kāi)口能夠與活塞裙部2相互配合實(shí)現(xiàn)封閉，共同構(gòu)成完整的油腔結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明中的活塞頭部1與活塞裙部2相互獨(dú)立，再拼接固定形成完整的活塞，銷軸安裝于銷孔121中，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，連桿帶動(dòng)銷軸運(yùn)轉(zhuǎn)，由銷座12直接承受銷軸的作用力，而活塞裙部2很少或不受銷軸產(chǎn)生的拉力或推力。因此即使在高溫高壓環(huán)境下工作，也不易使活塞裙部2產(chǎn)生變形，從而保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性，活塞頭部1與活塞裙部2均為鋼材加工制成，可以應(yīng)對(duì)不斷增加的高溫及高壓條件，鋼材難于被加工，而活塞頭部1與活塞裙部2的分體式結(jié)構(gòu)則可容易加工冷卻油腔111。由于活塞裙部2并不直接受力，采用分體式固定的結(jié)構(gòu)可以滿足強(qiáng)度要求。

更進(jìn)一步，冷卻油腔111的橫截面呈瓢形，冷卻油腔111的底部、也即圖4中的上方尺寸較小，開(kāi)口處的尺寸較大。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)并不僅限于此，冷卻油腔111的各處均為平滑過(guò)渡的結(jié)構(gòu)，不出現(xiàn)突兀的拐角。

本發(fā)明的活塞裙部2為兩片式的獨(dú)立分體結(jié)構(gòu)，相互拼接固定，分別稱為第一裙部21與第二裙部22，第一裙部21與第二裙部22的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，對(duì)稱平面為活塞裙部2的中軸線所在的平面，使第一裙部21與第二裙部22受力均勻，由于活塞裙部2分為第一裙部21與第二裙部22，還可以方便加工組裝。如圖5所示，為本申請(qǐng)中第一裙部21或第二裙部22的結(jié)構(gòu)圖。

第一裙部21的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)半圓形的開(kāi)槽，位于第一裙部21的圓柱面上，第二裙部22上開(kāi)設(shè)相同的開(kāi)槽結(jié)構(gòu)，第一裙部21與第二裙部22相互焊接固定后形成兩個(gè)讓位孔201。這里所說(shuō)的半圓形結(jié)構(gòu)是針對(duì)兩個(gè)讓位孔201設(shè)置為貫通的圓形孔而言的，并非僅能設(shè)置為半圓形開(kāi)槽。半圓形的開(kāi)槽優(yōu)選地設(shè)置在豎直方向的中間位置，第一裙部21與第二裙部22開(kāi)槽上下兩側(cè)的側(cè)壁用于焊接固定，即每個(gè)讓位孔201的上下兩側(cè)分別由兩條豎直的焊縫固定，如圖6所示，為第一裙部21與第二裙部22相互焊接固定后與活塞頭部1裝配的正面結(jié)構(gòu)圖；圖7為第一裙部21與第二裙部22相互焊接固定后與活塞頭部1裝配的軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖。

活塞裙部2與冷卻油腔111通過(guò)圓環(huán)形的油腔擋板202實(shí)現(xiàn)封閉，冷卻油腔111的上方(圖5方向的上方)固定設(shè)置圓環(huán)形的油腔擋板202，圓環(huán)形油腔擋板202的內(nèi)徑大于或等于銷座12的徑部直徑，若小于銷座12的徑部直徑則無(wú)法實(shí)現(xiàn)拼接安裝。油腔擋板202可與冷卻油腔111的開(kāi)口配合，與冷卻油腔111形成封閉的空間，內(nèi)部通入冷卻油，當(dāng)然，冷卻油腔111并非完成密閉的結(jié)構(gòu)，需要設(shè)置冷卻油流通的通道。本文所述的徑部直徑，是指裝配時(shí)油腔擋板202靠近的部位。

如圖8所示，為圖5中A部分的局部放大圖。油腔擋板202固定在活塞裙部2的內(nèi)壁上，油腔擋板202相對(duì)于活塞裙部2的端部向內(nèi)凹陷，而并非固定在油腔擋板202的端部，活塞裙部2的上方側(cè)壁高于油腔擋板202的高度，從內(nèi)部看形成一小段向上的環(huán)狀凸起。由于需要與冷卻油腔111密封，因此凸起的尺寸很小，接近于活塞裙部2外壁的厚度。這樣的結(jié)構(gòu)用于焊接，固定效果更好。

活塞裙部2與活塞頭部1通過(guò)活塞裙部2端部的一圈環(huán)形結(jié)構(gòu)焊接固定，油腔擋板202與活塞頭部1相互相互靠近的位置采用焊接固定。

燃燒段11形成燃燒室的一側(cè)設(shè)置有向下的凹槽，作為燃料爆燃的空間。燃燒段11的外壁上開(kāi)設(shè)環(huán)形槽，用于安裝活塞環(huán)，例如密封環(huán)等部件。

此外，本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括了上述介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，可以實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。