[實用新型]新型陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420479807.3
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN204082362U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧永成;張萍輝
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: F02F3/12
• 分類號: F02F3/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王云

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及內(nèi)燃機活塞，尤其涉及一種新型陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞。

背景技術(shù)

目前內(nèi)燃機活塞都是用金屬材料制作，為了防止內(nèi)燃機工作時活塞溫度過高而影響活塞的使用，在內(nèi)燃機中都設(shè)有較強的液體冷卻系統(tǒng)，以保證內(nèi)燃機在不太高的溫度下正常工作。由于液體冷卻系統(tǒng)吸熱散熱作用會消耗掉部分熱能，使得內(nèi)燃機燃燒室的溫度降低，在某些情況下使燃燒室內(nèi)的燃料燃燒得不迅速、不完全，降低了內(nèi)燃機的熱機效率，有時甚至還會產(chǎn)生燃燒不完全的有害氣體，污染環(huán)境。

針對上述情況，提出利用陶瓷材料的耐高溫導(dǎo)熱系數(shù)小的特性制造免液體冷卻的陶瓷內(nèi)燃機，但由于陶瓷材料的脆性易碎，使其不具備基本的裝配性能和使用強度，因而在陶瓷內(nèi)燃機的制作和使用上都存在困難，也有人設(shè)計在內(nèi)燃機的主要高溫部件實施陶瓷化以提高燃料燃燒溫度。在活塞頂鎧裝隔熱陶瓷面板是一個很好辦法，活塞頂在工作時承受均勻的正壓力，陶瓷材料具有較高的抗壓強度、低的導(dǎo)熱性、耐高溫性能等都能滿足內(nèi)燃機活塞陶瓷化的要求，但是鎧裝困難。采用陶瓷頂板內(nèi)側(cè)分布多個陶瓷釘，陶瓷頂板通過陶瓷釘與金屬體活塞連接，但是這種連接方式受力集中在陶瓷釘?shù)膫?cè)面和底面，使鎧裝陶瓷的活塞可靠性和穩(wěn)定性都難以得到保證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)合理、牢固、可靠和穩(wěn)定的新型陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種新型陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞，包括金屬體活塞和陶瓷頂板，所述陶瓷頂板設(shè)在所述金屬體活塞的頂端，在陶瓷頂板的內(nèi)表面上設(shè)有至少一條凹槽，在所述金屬體活塞的頂端設(shè)有與凹槽相適配的凸塊，所述金屬體活塞通過凸塊、凹槽的配合與所述陶瓷頂板連接。

其中所述陶瓷頂板的直徑與金屬體活塞的直徑相同，或陶瓷頂板的直徑比金屬體活塞的直徑小6－16mm。

進一步地，所述陶瓷頂板的厚度為5～15mm。

進一步地，所述凹槽內(nèi)壁有0－5°的傾斜角，凹槽橫截面呈楔形。

進一步地，所述凹槽深度3－8mm。

進一步地，所述凹槽有1-4條，平行或交叉分布在陶瓷頂板的內(nèi)表面。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

1）與普通內(nèi)燃機相比，活塞的散熱損失能減少10%～40%，氣缸燃燒室溫度能提高100℃～200℃，熱機效率能提高5%～10%；

?2）鎧裝陶瓷的活塞結(jié)構(gòu)更加合理，制造相對簡單、鎧裝更為牢固、可靠性和穩(wěn)定性都大大增加；

?3）陶瓷頂板的直徑比金屬體活塞的直徑小的鎧裝陶瓷活塞，由于活塞側(cè)面完全是金屬，摩擦系數(shù)一致，加工更加方便，活塞運行更加穩(wěn)定，鎧裝的陶瓷頂板也更加牢固。

附圖說明

圖1為本實用新型陶瓷頂板的直徑與金屬體活塞的直徑相同的活塞半剖示意圖；

圖2為本實用新型陶瓷頂板的直徑比金屬體活塞的直徑小的活塞半剖示意圖；

圖3為本實用新型陶瓷頂板的凹槽的剖面示意圖；

圖4為本實用新型陶瓷頂板3條凹槽平行分布的示意圖；

圖5為本實用新型陶瓷頂板3條凹槽交叉分布的示意圖

圖6為本實用新型陶瓷頂板4條凹槽交叉分布的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

實施例1

如圖1所示為一種陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞，包括金屬體活塞1和陶瓷頂板2，陶瓷頂板2被澆鑄在金屬體活塞1頂端；在陶瓷頂板2的內(nèi)表面上設(shè)有3條陶瓷凹槽3，在金屬體活塞1的頂端設(shè)有位置、尺寸、形狀與凹槽3相適配的凸塊，金屬體活塞1通過凸塊、凹槽3的配合與陶瓷頂板2連接。陶瓷頂板2的直徑與金屬體活塞1的直徑相同，厚度均勻。

上述凸塊是向凹槽3內(nèi)澆鑄金屬形成的。

其中，陶瓷頂板2的厚度為15mm，材料為氧化鋁陶瓷；如圖3、圖4所示，陶瓷凹槽3深度8mm，內(nèi)壁有5°傾斜，凹槽3橫截面呈楔形，3條陶瓷凹槽3平行分布。

制造上述陶瓷鎧裝內(nèi)燃機活塞具體包括如下步驟：

1）用傳統(tǒng)方法制造和加工陶瓷頂板2，使其外表面及外表面的尺寸符合活塞頂端要求，即陶瓷頂板2的直徑與金屬體活塞1的直徑相同，厚度均勻，內(nèi)表面有3個平行設(shè)置的凹槽3；?

2）制作金屬澆鑄砂模并把陶瓷頂板2置于其中，陶瓷頂板2安放入澆鑄模內(nèi)且中心線與金屬澆鑄體中心線重合；

3）將陶瓷頂板2加熱至900℃后等待澆鑄；