[發明專利]活塞及其制造方法

在審

• 申請號: 201780031591.0
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN109154250A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 森隆將;下山田貴行;巖崎良重
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;F02F3/22;F16J1/01
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 付林;王小東

為了抑制在包括不同材料的活塞中在各個材料接合在一起的界面處的破裂。而且，提供了一種用于這種活塞的制造方法。本發明提供一種內燃機的活塞(1)，其特征在于包括：第一部(20、20、21)，其包含第一材料；第二部(21、25)，其包含與所述第一材料不同的第二材料；以及邊界部(22、26、27)，其包含所述第一材料和所述第二材料這兩者，并且以規定厚度設置在所述第一部與所述第二部之間，并且將所述第一部和所述第二部彼此結合，其中，在所述邊界部中，從所述第一部一側到所述第二部一側，所述第一材料的構成比逐漸減小并且所述第二材料的構成比逐漸增大。邊界部通過分層模制方法制成。

技術領域

本發明涉及內燃機的活塞及其制造方法。

背景技術

考慮到剛性、重量最小化、耐熱性和冷卻損失，已知用不同材料形成活塞的不同部分的內燃機的活塞(參見專利文獻1至專利文獻3)。通常，冠部由鐵基材料制成，以便提高耐熱性和剛性并減小冷卻損失，并且裙部由鋁基材料制成，以便最小化重量。鐵基材料和鋁基材料通過鍛造、摩擦攪拌焊接或將一種材料層壓在另一種材料上，結合到一起。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：US2014/0299091A1

專利文獻2：JPH09-310639A

專利文獻3：JP2010-005687A

發明內容

本發明要解決的問題

然而，在不同材料彼此結合的界面處，由于兩種材料的熱膨脹系數之間的差，可能出現界面斷裂。

鑒于現有技術的這種問題，本發明的主要目的是提供一種通過組合不同材料制造的活塞，其免于不同材料之間的界面中界面斷裂的問題。

解決問題的手段

為了實現這種目的，本發明的特定方面提供了一種內燃機的活塞1，包括：第一部20、20、21，其包含第一材料；第二部21、25，其包含與所述第一材料不同的第二材料；以及邊界部22、26、27，其包含所述第一材料和所述第二材料這兩者并且以規定厚度設置在所述第一部與所述第二部之間，以將所述第一部和所述第二部彼此結合，其中，在所述邊界部中，從所述第一部那側到所述第二部那側，所述第一材料的構成比逐漸減小并且所述第二材料的構成比逐漸增大。

根據本發明的該方面，因為第一材料和第二材料的構成比在設置于第一部與第二部之間的邊界部中逐漸變化，所以最小化由第一材料和第二材料的熱膨脹系數之間的差造成的應力。因此，可以最小化界面斷裂。

在該結構中，優選地，在所述邊界部中，從所述第一部那側到所述第二部那側，所述第一材料的所述構成比逐漸并連續減小，并且所述第二材料的所述構成比逐漸并連續增大。而且，可以設置為使得在所述邊界部中，從所述第一部那側到所述第二部那側，所述第一材料的所述構成比逐漸并線性減小，并且所述第二材料的所述構成比逐漸并線性增大。

從而，第一材料和第二材料的構成比的轉變非常平滑，使得可以最小化因熱膨脹系數的差而產生的應力。

另選地，可以設置為使得在所述邊界部中，從所述第一部那側到所述第二部那側，所述第一材料的所述構成比階梯式逐漸減小，并且所述第二材料的所述構成比階梯式逐漸增大。

從而，簡化邊界部的形成。

在任意這種結構中，優選地，所述第一材料是鐵基材料，并且所述第二材料是鋁基材料。

通過對活塞的高溫部和滑動部使用鐵基材料，可以提高其剛性、耐熱性和耐磨性。通過對活塞的低溫部使用鋁基材料，可以實現重量減小。

在任意這種結構中，可以設置為使得所述第一材料是鋁基材料或鐵基材料，并且所述第二材料是樹脂材料。