一種新型活塞及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型活塞及其制作方法，屬于內(nèi)燃機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞大部分都是在金屬活塞的頭部連接一陶瓷塊，在其底部套接陶瓷環(huán)。目前，也有采用燒結(jié)方法生產(chǎn)出整體式陶瓷活塞，雖然此方法克服傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫、高壓、高速和潤滑條件下由于金屬材質(zhì)熱振穩(wěn)定性差、耐磨性能不良等原因，所造成使用壽命短等問題，同時(shí)也克服了上述頭部連接陶瓷墊塊，底部套接陶瓷環(huán)的活塞在其分段的結(jié)構(gòu)中仍然存在熱膨脹系數(shù)不一致等問題;但是，整體式陶瓷活塞的燒制、加工困難而且陶瓷易碎，并且整體式陶瓷活塞只是在活塞本體通過燒結(jié)附加在活塞本體上，在燒結(jié)過程中容易改變活塞本體性能從而致使發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命降低;還有就是整體式陶瓷活塞陶瓷的硬度、剛度不足，由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度非常高，整體式陶瓷也會(huì)存在熱膨脹系數(shù)不一致的現(xiàn)象。而且傳統(tǒng)的金屬活塞摩擦系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)大，致使活塞的摩擦做功多、系統(tǒng)熱效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新型活塞及其制作方法，從而提高活塞在高溫、高壓、高速和潤滑條件下的熱振穩(wěn)定性和耐磨性能，延長活塞的使用壽命，提高其工作效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種新型活塞，包括活塞體，所述的活塞體1為整體式金屬陶瓷結(jié)構(gòu)，在活塞體1的頭部外壁上設(shè)置有三道環(huán)形槽4，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽4內(nèi)安裝有金屬陶瓷活塞環(huán)5，同時(shí)在最下面的環(huán)形槽4上設(shè)置有耐高溫密封圈3。
[0005]所述的活塞體的頂部設(shè)置有凹槽。這樣便可增大燃燒室的面積，改變?nèi)紵业男螤钍蛊鋬?nèi)的燃料充分燃燒。
[0006]所述的活塞體中部的對(duì)稱位置設(shè)置有固定銷孔。
[0007]—種制作上述的新型活塞的方法，首先采用金屬陶瓷燒結(jié)一個(gè)整體式的活塞體，然后在活塞體的頭部外壁上制作三道環(huán)形槽，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽上分別安裝金屬陶瓷活塞環(huán)，在最下面的環(huán)形槽上安裝耐高溫密封圈即成。
[0008]所述的金屬陶瓷為TiC基金屬陶瓷。由于TiC陶瓷的熔點(diǎn)高、耐磨性好、密度小、抗氧化性高、低摩擦系數(shù)、高耐腐蝕性能和穩(wěn)定的高溫性能；用其代替陶瓷活塞即可避免在粘結(jié)過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，降低活塞壽命，而且金屬陶瓷活塞陶瓷活塞還具有更加的耐高溫、密度更小從而使活塞質(zhì)量更輕、摩擦系數(shù)也相比其更小、并且耐腐蝕性也比其更高;此外，金屬陶瓷還可以克服整體式陶瓷活塞的硬度、剛度不足以及易碎的缺陷。
[0009]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的活塞體整體都采用金屬陶瓷制作，活塞不僅滿足傳統(tǒng)金屬活塞的剛度、強(qiáng)度等要求，而且還具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等特點(diǎn);并且金屬陶瓷活塞還克服了陶瓷本身脆性大易碎的特點(diǎn)。本發(fā)明的金屬陶瓷活塞相比陶瓷活塞來說克服了燒結(jié)過程的一些問題，而且燒結(jié)過程中無需使用耐高溫的黏粘劑，節(jié)約成本。同時(shí)，本發(fā)明的金屬陶瓷活塞密度小使活塞本體質(zhì)量較輕，增加活塞做功的有用功，并且金屬陶瓷的熱膨脹系數(shù)小，增加了活塞的壽命，還有就是金屬陶瓷的耐腐蝕性能強(qiáng)，耐高溫性能高，可以提高活塞體的壽命。此外，本發(fā)明的活塞體和活塞環(huán)均采用金屬陶瓷制作，保證了活塞環(huán)與活塞體壽命的一致性，而且采用雙活塞環(huán)配合耐高溫密封圈的三環(huán)結(jié)構(gòu)，以確保金屬陶瓷活塞整體的密封性，降低機(jī)油的消耗，降低有害物質(zhì)的排放，極大地改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，極大地增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。而且金屬陶瓷活塞的熱膨脹系數(shù)較小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)不易發(fā)生拉缸或咬缸，活塞與缸體工作間隙更加穩(wěn)定；另外，金屬陶瓷活塞摩擦系數(shù)非常小，極大地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦功，從而提高了其工作的有用功，較明顯的改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能;金屬陶瓷活塞導(dǎo)熱系數(shù)較小，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的熱效率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]附圖標(biāo)記說明:1-活塞體，2-凹槽，3-耐高溫密封圈，4-環(huán)形槽，5-金屬陶瓷活塞環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例:新型活塞的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，一種，包括活塞體1，所述的活塞體1為整體式金屬陶瓷結(jié)構(gòu)，在活塞體1的頭部外壁上設(shè)置有三道環(huán)形槽4，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽4內(nèi)安裝有金屬陶瓷活塞環(huán)5，同時(shí)在最下面的環(huán)形槽4上設(shè)置有耐高溫密封圈3。所述的活塞體1的頂部設(shè)置有凹槽2，這樣便可增大燃燒室的面積，改變?nèi)紵业男螤钍蛊鋬?nèi)的燃料充分燃燒。所述的活塞體1中部的對(duì)稱位置設(shè)置有固定銷孔6。
[0014]制作上述新型活塞時(shí)，首先采用TiC基金屬陶瓷作為制作活塞體1的原材料燒結(jié)一個(gè)整體式的活塞體1，然后在活塞體1上端外壁上制作三道環(huán)形槽4，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽4上分別安裝同樣采用TiC基金屬陶瓷制作而成的金屬陶瓷活塞環(huán)5，在最下面的環(huán)形槽4上安裝耐高溫密封圈即成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型活塞，包括活塞體(1)，其特征在于:所述的活塞體(1)為整體式金屬陶瓷結(jié)構(gòu)，在活塞體(1)的頭部外壁上設(shè)置有三道環(huán)形槽(4)，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽(4)內(nèi)安裝有金屬陶瓷活塞環(huán)(5)，同時(shí)在最下面的環(huán)形槽(4)上設(shè)置有耐高溫密封圈(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型活塞，其特征在于:所述的活塞體(1)的頂部設(shè)置有凹槽(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型活塞，其特征在于:所述的活塞體(1)中部的對(duì)稱位置設(shè)置有固定銷孔(6)。4.一種制作權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的新型活塞的方法，其特征在于:首先采用金屬陶瓷燒結(jié)一個(gè)整體式的活塞體(1)，然后在活塞體(1)的頭部外壁上制作三道環(huán)形槽(4)，其中上面兩個(gè)環(huán)形槽(4)上安裝金屬陶瓷活塞環(huán)(5)，在最下面的環(huán)形槽(4)上安裝耐高溫密封圈即成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型活塞的制作方法，其特征在于:所述的金屬陶瓷為TiC基金屬陶瓷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型活塞及其制作方法，該新型活塞包括活塞體，所述的活塞體為整體式金屬陶瓷結(jié)構(gòu)，在活塞體上端外壁上設(shè)置有兩道環(huán)形槽，在每道環(huán)形槽內(nèi)安裝有金屬陶瓷活塞環(huán)，同時(shí)在金屬陶瓷活塞環(huán)的下方還設(shè)置有耐高溫密封圈。本發(fā)明的活塞體和活塞環(huán)均采用金屬陶瓷制作，保證了活塞環(huán)與活塞體壽命的一致性，而且采用雙活塞環(huán)配合耐高溫密封圈的三環(huán)結(jié)構(gòu)，以確保金屬陶瓷活塞整體的密封性，降低機(jī)油的消耗，降低有害物質(zhì)的排放，極大地改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，極大地增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
【IPC分類】F02F5/00, F02F3/00
【公開號(hào)】CN105484891
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510864569
【發(fā)明人】楊立成, 何鋒, 余國寬, 高洋洋, 馮思銳
【申請(qǐng)人】貴州大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日