[發(fā)明專(zhuān)利]內(nèi)燃機(jī)用活塞及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880122152.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101903633A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·格拉爾;維爾弗里德·桑德?tīng)?/a>;約阿希姆·舒爾茨;安德烈亞斯·澤格-萬(wàn)尼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 馬勒國(guó)際公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02F3/00
• 分類(lèi)號(hào): F02F3/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)用活塞，其包括活塞下部件和設(shè)置在活塞下部件上的活塞上部件，該活塞上部件具有以其周長(zhǎng)環(huán)繞的活塞頂岸和以其周長(zhǎng)環(huán)繞的活塞環(huán)區(qū)。

背景技術(shù)

根據(jù)DE?103?40?292A1已知的活塞由一個(gè)基本上圓柱體形式的基體構(gòu)成，該基體在活塞頂?shù)膹较蛲獠繀^(qū)域中具有環(huán)形件，其與基體構(gòu)成冷卻通道。環(huán)形件容納有用于密封環(huán)的環(huán)形支撐件。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)上對(duì)活塞的多種要求而力求新型的制造方法，通過(guò)這樣的制造方法而獲得具有多變結(jié)構(gòu)的盡可能成本低廉的活塞，這些結(jié)構(gòu)能夠盡可能良好地匹配于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的各種需求。

該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述的特征的活塞以及具有權(quán)利要求14所述的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明提出，至少活塞上部件由燒結(jié)材料制成。根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征在于，至少活塞上部件通過(guò)壓制和燒結(jié)來(lái)制造，活塞下部件通過(guò)壓制和燒結(jié)或鑄造或成型來(lái)制造，并且活塞下部件和活塞上部件借助于焊接材料相互連接。

在根據(jù)本發(fā)明的活塞中也不排除活塞上部件和活塞下部件之間僅采用螺紋連接。至少活塞上部件的設(shè)計(jì)方案可以作為燒結(jié)的構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和屬性，例如重量、結(jié)構(gòu)高度、冷卻等，基本不同于現(xiàn)有的活塞。尤其是粉末狀的燒結(jié)材料可以利用可任意選擇的成分，其將壓制出成型件并燒結(jié)成活塞上部件或多個(gè)活塞上部件和多個(gè)活塞下部件。通過(guò)這種方式，以特別簡(jiǎn)單的形式，例如從鐵氧體到奧氏體的狀態(tài)及其混合物(雙重的)實(shí)現(xiàn)最外部的多樣的結(jié)合結(jié)構(gòu)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

有利的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，活塞下部件由鍛造或鑄造的材料，尤其是鋼材制成。而活塞上部件優(yōu)選由一種燒結(jié)材料制成。這種材料表現(xiàn)出特別高的耐熱性，這尤其有利于使用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。活塞上部件的燒結(jié)材料和有可能是燒結(jié)的活塞下部件為了提高其導(dǎo)熱性能可以滲入一種金屬材料。由此將改善活塞的熱傳導(dǎo)并降低構(gòu)件的溫度。

特別有利的改進(jìn)方案提出，活塞下部件和活塞上部件借助于焊接材料相互連接。在此，焊接材料通過(guò)毛細(xì)作用不僅滲入到活塞下部件和活塞上部件之間的間隔區(qū)域中，也滲入到至少被燒結(jié)的活塞上部件的氣孔中。為此而制造出活塞下部件和活塞上部件之間特別堅(jiān)固且高機(jī)械負(fù)載的連接。例如，銅、銅合金、鎳、鎳合金都適合作為焊接材料。為優(yōu)化活塞下部件和活塞上部件之間的連接優(yōu)選設(shè)有內(nèi)部和外部的、相互一致的接合面，其中焊接材料有利地設(shè)置在接合面區(qū)域中。

以特別有利的方式，在個(gè)別情況下使用的燒結(jié)材料可以滲入有焊接材料。在此，燒結(jié)材料的燒結(jié)以及活塞下部件和活塞上部件的接合可以在一個(gè)制造步驟中進(jìn)行。尤其是一方面在燒結(jié)材料氣孔及另一方面在活塞下部件和活塞上部件之間的間隔區(qū)域的不同毛細(xì)作用中可以針對(duì)性地使用一種金屬材料來(lái)滲入燒結(jié)材料，該金屬材料的熔點(diǎn)要低于焊接材料的熔點(diǎn)，以確保燒結(jié)材料可靠及完全的滲入。燒結(jié)材料的滲入和活塞上部件及活塞下部件的接合隨后在加熱時(shí)在不同的溫度等級(jí)中實(shí)現(xiàn)。

活塞頂能夠以已知的方式設(shè)有根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)任意設(shè)計(jì)的活塞頂凹坑。這種活塞頂凹坑可以根據(jù)個(gè)別情況的需要或僅有活塞上部件構(gòu)成，或由活塞上部件及活塞下部件構(gòu)成。

為改善冷卻效果，活塞上部件和活塞下部件閉合成外部環(huán)繞的冷卻通道。額外地可以設(shè)有內(nèi)部的冷卻區(qū)和內(nèi)部的環(huán)形冷卻通道。然后，來(lái)自于活塞，特別是來(lái)自于活塞頂區(qū)域的熱傳導(dǎo)在冷卻通道或多個(gè)冷卻通道的方向上實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

接下來(lái)，根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在示意性示出，非比例尺示出的附圖中，

圖1以截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明活塞的第一實(shí)施例，

圖2以截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明活塞的另一實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的活塞10的第一實(shí)施例。活塞10具有活塞下部件11，其在實(shí)施例中由鍛造或鑄造的金屬材料制成。例如像AFP鋼的鍛鋼(如38MnVS6)或調(diào)質(zhì)鋼(如42CrMo4)都是合適的。活塞10還具有活塞上部件12，其由一種燒結(jié)材料，尤其是一種燒結(jié)的鋼材制成。例如，鐵和碳的合金或鐵、碳和鉬的合金都是合適的。通過(guò)這些合金尤其可以實(shí)現(xiàn)鐵氧體的接合結(jié)構(gòu)。碳含量?jī)?yōu)選為0.4-0.8％，鉬含量?jī)?yōu)選為0.0-2.0％，尤其是0.8-1.6％。

活塞下部件11具有活塞裙20及活塞頂14的中央或內(nèi)部區(qū)域13，該活塞頂以已知的方式設(shè)有活塞頂凹坑15。在活塞頂14下方設(shè)有銷(xiāo)座16，其具有用于穿過(guò)活塞銷(xiāo)(未示出)的銷(xiāo)孔17。