具有锻造的复杂形状油腔的活塞的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机用的活塞，尤其是柴油机用的活塞，特别是有油腔的活塞。
【背景技术】
[0002]众所周知，内燃机，尤其是柴油机具有活塞，活塞的本体上形成有一道封闭的冷却油腔。冷却油在该油腔中循环并冷却活塞易受燃烧过热损坏的部分。燃烧碗上边缘当过热时尤其易受损害。
[0003]冷却油腔通常具有环形的等截面并位于活塞环带内部邻近活塞本体的顶壁和边缘。该油腔以邻近燃烧碗的内壁为界。油腔既能够开启也能闭合。如果闭合，油腔通道由一个底壁在底部闭合。对于关闭的油腔，在底壁中可以设入口用来将冷却油导入到油腔，或者通过其它方式向油腔供应冷却油。
[0004]传统的内燃机燃烧碗具有圆对称的形状和自外边缘至底部中心都很光滑完整的表面。但是，如今新型的燃烧碗被设计成非传统和复杂的形状。采用这些非传统的形状被理解为是为了提高燃料燃烧效率和减少不利的排放物。然而，这种复杂的燃烧碗形状使具有传统活塞油腔的燃烧碗及其边缘的冷却变得更加困难。传统车削机加工不能将油腔加工成与复杂形状的燃烧碗相似或相应的形状。
[0005]由于燃烧碗和油腔结构的不同产生明显不同的壁厚，或者由于壁太厚而不能被油腔中循环的油充分冷却，那么在活塞上就会产生“热点”而导致热点上的材料过热。热点区域会在活塞上产生致材料破裂或失效的薄弱点。如果活塞失效就会导致发动机失效，这样就会产生大的花费甚至可能需要给车辆换一个新的发动机。
[0006]本发明的一个目标是提供一个锻钢油腔及制造方法，这种锻造油腔能顺应非传统复杂形状的燃烧碗并保持薄且均匀的壁厚，从而防止过热问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种包含油腔的具有复杂形状燃烧碗的锻钢活塞及油腔的成型方法，使燃烧碗和油腔之间的壁厚基本均匀。本发明减少或消除热点并使油腔中的油将活塞边缘和其它区域以及燃烧碗的温度保持在可接受的温度范围内。
[0008]油腔形状相同或基本类似于燃烧碗的复杂形状。油腔的成型先是通过锻造，然后由传统车削工艺机加工以尽可能扩大油腔和完成特定表面的加工。油腔中那些不能通过传统车削机加工完成的区域和表面，比如上凹陷和凸起，则保留其最初的锻造状态。在车削机加工中，朝向燃烧碗边缘沿油腔的形状延伸形成一环形槽。
[0009]这里所用的术语“复杂”所涉及的活塞头燃烧碗的形状为非传统成形，包括其外周，或其外周内部以及两者兼具。该“复杂”形状涉及燃烧碗所有形状而非传统形状，例如燃烧碗中或其外周或既包括该碗中也包括其外周的边缘具有直边，曲线，圆弧部分，或者有凸包，突出物，肋，凹陷或者类似形状包含于燃烧碗中，或者在燃烧碗外周或者两者兼有。一般来说，复杂形状就是不能由传统车削机加工形成的任意形状。
[0010]本发明优选用于柴油机的活塞，当然也能用于其它任何内燃机的活塞以及用于采用气体或者液体燃料的发动机。
[0011]活塞头一旦成型后，就与活塞的第二部分相结合以形成完整的活塞。活塞第二部分通常包括剩余的侧壁和销孔。活塞头和第二部分可以用任何已知的方式连接，但最好通过摩擦焊接，这种类型的连接工艺例如，已经在如美国专利号6，260，472中公开。
【附图说明】
[0012]结合附图和以下的详细描述，可以更容易地理解本发明的这些和其它特征和优占.V.
[0013]图1示出一个含有封闭油腔的活塞；
[0014]图2A，图2B和图2C给出三种通用类型复杂的燃烧碗的示意图。
[0015]图3是一个活塞头的俯视示意图，说明了一种具有代表性的燃烧碗的复杂形状。
[0016]图4是沿图1所示活塞头的4-4线和箭头方向的横截面图。
[0017]图5是油腔至少一表面经过车削机加工后的与图4所示活塞头相似的另一个横截面图。
[0018]图6是按照本发明的系统和方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0019]如果燃烧碗具有图1所示的复杂形状，那么本发明可用于一代表性活塞100。该活塞100包括一活塞头10和下部102，该下部包含侧壁104和销孔106。活塞头10与下部102最好是通过摩擦焊固定在一起，以形成完整的活塞100。
[0020]活塞100有一油腔，油在其中循环以保持活塞一一特别是上表面、燃烧碗及其外缘的温度，处于可以接受的范围内。该油腔有一道开在头部10的油腔通道105。正如现有技术所知，该油腔既可以打开也可以关闭。如果关闭，油腔的底壁通常就属于下部102的一部分。
[0021]如图3所示为具有代表性的复杂燃烧碗12的一个活塞头10。该燃烧碗12的形状基本上是一个方形的，具有四个侧面15、16、17和18。如图所示的形状中，四个侧面是直面，拐角21、22、23和24倒有圆角。
[0022]应该理解，燃烧碗的形状和侧面15-18的形状仅仅是一种复杂形状燃烧碗的例子。按照本发明，燃烧碗可以有任意周长或内部形状，有任意数量的侧面或侧部。侧面和内表面可以是任意形状，例如如图所示的直面，或曲面，圆弧面，或者有的截面或部分是垂直的，曲面的，圆弧的，或者有鼓包，突起，凹陷，肋等类似形状。另外，拐角21-24，或者侧面的交叉处或连接处，可以是任意形状，可以从该碗凸出或凹入。
[0023]该活塞燃烧碗的形状可以如图2A所示在外围复杂，也可以如图2B所示在内部区域径向复杂，或者如图2C所示在外围和内部区域都复杂。图2A，图2B，图2C代表了复杂形状燃烧碗的三种通用类型。本发明提供一种冷却油腔，其油腔通道可与这种复杂形状的燃烧碗相适应。
[0024]该活塞头和整个活塞使用的是钢材料。活塞头10的形状是锻造成型的。
[0025]按照本发明的一个较好实施例，加工活塞头中油腔通道的工序与燃烧碗相同或部分相同。在具体实施例中，油腔通道先采用锻造加工，然后采用机加工。
[0026]按照本发明的一个较好实施例，成型燃烧碗的锻造模具与成型油腔通道的模具具有相适应的形状。这两个模具具有相互配合的相似的直段和相似的曲段。
[0027]图4所示为活塞头10经过锻造工序后的横截面图。锻造工序成型一环形槽30，该槽并不一定有均匀的圆周宽度W和均匀的深度D。该环形槽30在燃烧碗的侧面距离活塞头外表面最远处，其宽度较宽。这些区域由图3中标记40标注。类似的，环形槽30最窄的部分在侧面部分的交叉或拐角处。
[0028]锻造成型的环形槽30的深度D取决于在锻造工序中使用的锻造模具。锻造模具进入活塞头的深度有一个实际限制。锻造模具在被替换或维修前能够重复使用。
[0029]按照本发明的一个较好实施例，作为油腔成型的后续工序，油腔被机加工成的形状如图5所示。在机加工的一个工序中，50所代表的加工工具伸入由锻造工序成型的油腔通道30 (箭头52的方向)，用来完成油腔通道外表面的加工和形成环绕整个燃烧碗的环形槽60。这道机械车削加工使油腔通道向活塞头的上段(靠近活塞顶部环槽、邻近上表面或者边缘80)延伸。加工完毕的环槽60沿最初锻造成型的油腔通道30的上方延伸。
[0030]“机械车削”或简称“