[實(shí)用新型]內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合活塞銷

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420439442.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN204113472U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林風(fēng)華;劉世英;朱俊奎;章健;宋亮;趙旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東濱州渤海活塞股份有限公司
• 主分類號(hào): F02F3/00
• 分類號(hào): F02F3/00;F16J1/16
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合活塞銷。

背景技術(shù)

近年來，發(fā)動(dòng)機(jī)在向著高功率、高負(fù)荷和輕量化的方向不斷發(fā)展，隨之對(duì)活塞銷的重量、強(qiáng)度及可靠性等也提出了更高的要求，這就需要從結(jié)構(gòu)和材料上進(jìn)行不斷的革新和優(yōu)化。

活塞銷處于氣缸的內(nèi)部，工作時(shí)形成高速運(yùn)動(dòng)，慣性力較大，尤其對(duì)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，往復(fù)慣性力最高可達(dá)自重的3000倍以上，因此降低重量是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所要考慮的一項(xiàng)重要因素。另外，活塞銷在工作過程中傳遞載荷及運(yùn)動(dòng)，由此引發(fā)的彎曲變形是導(dǎo)致活塞銷孔開裂和活塞銷失效的主要原因，因而結(jié)構(gòu)剛度也是設(shè)計(jì)過程中所必須考慮的因素。為此，國內(nèi)外活塞銷設(shè)計(jì)制造商致力于開發(fā)出重量輕、強(qiáng)度高的新型結(jié)構(gòu)，最主要的方法便是減薄壁厚，這一方法雖能有效降低活塞銷的重量，但也存在若干缺點(diǎn)。首先壁厚減薄有一定的限度，過薄的壁厚會(huì)使強(qiáng)度不能滿足要求；其次在內(nèi)外表面滲碳過程中，芯部滲碳層厚度不易控制，淬火時(shí)易淬透，降低活塞銷的綜合機(jī)械性能；另外在高負(fù)荷工況下為彌補(bǔ)減薄壁厚對(duì)強(qiáng)度造成的影響，需要在活塞銷表面進(jìn)行類金剛石涂層處理，從而使成本大幅增加。

有鑒于此，如何降低活塞銷的重量并保證活塞銷的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度成為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員亟需解決的問題。

中國專利CN?102878286?A公開了一種內(nèi)加固式活塞銷，其采用在銷筒中放入一加固塊，使銷中間受力較多的部位得到加固。但是，此專利僅從受力的角度提供支撐，而支撐的效果及有效性并未明確，并且，在中間部位加設(shè)加固塊有可能造成中間剛度過大，從而引起兩側(cè)過渡區(qū)域拉應(yīng)力激增甚至開裂失效。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合活塞銷，該活塞銷在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上降低活塞銷的重量，提高運(yùn)動(dòng)組件的可靠性和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合活塞銷，包括活塞銷基體和位于其內(nèi)的填充體，所述活塞銷基體呈圓筒狀，其內(nèi)表面光滑平直，活塞銷基體壁厚為其圓筒外部直徑的10～35％；所述填充體外表面形狀與活塞銷基體內(nèi)孔形狀相適應(yīng)，填充體通過擠壓的方式壓入活塞銷基體中且兩者形成過盈配合。

所述填充體的長度小于活塞銷基體的長度。

所述填充體為中空狀，其內(nèi)孔直徑小于活塞銷基體外部直徑的30％。

所述填充體為實(shí)心體。

所述活塞銷基體內(nèi)外表面兩端有倒角或倒圓。

所述填充體為鋁合金輕質(zhì)材料。

所述活塞銷基體為鋼質(zhì)材料。

所述活塞銷基體外表面與活塞銷孔及連桿小頭孔形成配合關(guān)系。

將擠壓鍛造用鋁合金棒料按照活塞銷長度切段，在室溫下，通過壓力機(jī)上固定的凸模向制備的鋁合金棒料施加壓力，鋁合金棒料在三向壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性流動(dòng)變形，變形后鋁合金棒料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向，能與活塞銷基體緊密的結(jié)合在一起。

相對(duì)于背景技術(shù)中提到的中國專利CN?102878286?A，本實(shí)用新型所提出的復(fù)合活塞銷，它在中心部位所增加的并不是簡單的加固塊，而是以擠壓等方式設(shè)置在銷內(nèi)孔的彈性填充體，它與活塞銷本體之間形成過盈配合，工作時(shí)可限制銷的彎曲變形及橢圓變形，從而減小銷對(duì)活塞銷孔的磨損與沖擊。另外填充體中內(nèi)孔的存在可使活塞銷的重量變輕，進(jìn)而降低連桿組件工作時(shí)的慣性力，提高缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型中，活塞銷基體內(nèi)表面光滑平直，無臺(tái)階或錐角，活塞銷基體為鋼制基體，其壁厚大幅降低，壁厚為傳統(tǒng)活塞銷壁厚的30％～70％。并且由于填充體的鋁質(zhì)材料的密度遠(yuǎn)低于鋼質(zhì)材料，因此活塞銷整體重量可比傳統(tǒng)型降低10％～20％。

工作時(shí)，活塞銷裝入活塞銷孔和連桿小頭孔，其外表面與孔形成過盈配合或間隙配合，進(jìn)而傳遞運(yùn)動(dòng)及載荷。由于活塞銷中間有填充體，對(duì)基體形成了支撐，因此可以增加活塞銷的強(qiáng)度并減小工作時(shí)所發(fā)生的彎曲變形和橢圓變形，進(jìn)而減小了與活塞銷孔間的局部接觸應(yīng)力，減少銷與銷孔間的磨損并降低其發(fā)生失效的風(fēng)險(xiǎn)。在保證了剛度與強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，活塞銷鋼制基體的壁厚可有較大的調(diào)整空間，其整體減重效果顯著。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種活塞銷結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中活塞銷的縱向剖視圖；

圖中，1為活塞銷基體，2為活塞銷填充體，3為基體內(nèi)表面，4為基體壁厚，5為基體端部倒角或倒圓，6為填充體外表面，7為填充體內(nèi)孔半徑，8為填充體長度，9為基體長度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。