[发明专利]活塞组合件

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年2月17日递交的第61/305,445号美国临时申请案的权益，该案的内容以全文引用的方式特此明确地并入本文中。

技术领域

本发明揭示了一种示范性活塞组合件以及其制造方法。

背景技术

内燃机的动力缸组合件一般包括安置于发动机机体的圆柱形空腔内的往复式活塞。圆柱形空腔的一端可以是封闭的，而圆柱形空腔的另一端可以是打开的。圆柱形空腔的封闭端以及活塞的上部部分或顶限定了燃烧室。圆柱形空腔的打开端准许连接杆进行振荡运动，所述连接杆将活塞的下部部分连结到曲柄轴，所述曲柄轴部分地浸在油池中。曲柄轴将活塞的线性运动(由燃烧室中燃料的燃烧产生)转换成旋转运动。

摩擦损失降低了动力缸的总体效率。例如，活塞与圆柱形空腔之间的摩擦减少了从吸入气体的燃烧转移给动力缸的输出轴的动力的量。因此，必须使摩擦降至最少以便使总体发动机效率增至最大，例如通过使活塞的重量降至最低、增加汽缸孔四周的润滑，和/或增加燃烧温度和压力。另外，制造商一直在设法增加生产灵活性以及降低制造成本。

因此，由于与发动机操作相关联的这些重量减少、压力和温度增加，以及为了简化活塞组合件以提高制造效率所做的努力，发动机，并且尤其是活塞，所受应力增加。因此，活塞冷却越来越重要，以便耐受在发动机的使用期限内此类操作条件下增加的应力。为了降低活塞组件的操作温度，可以环绕活塞的周边来设置冷却油道。可以将曲柄箱油引入到冷却油道中，并且所述曲柄箱油可以通过活塞的往复运动而环绕冷却油道分布，由此降低活塞的操作温度。然而，设置了冷却油道也可能增加制造复杂性。

因此，需要一种活塞，所述活塞将制造复杂性降至最低，同时减少与活塞在发动机孔内的运动相关联的摩擦损失并且还允许适当的冷却(例如，通过设置冷却油道)。

发明内容

1.一种活塞组合件，包括：

活塞顶，所述活塞顶包括至少部分地限定了冷却油道的带环部分，所述顶包括径向内和外顶配合表面；以及

活塞裙，所述活塞裙收纳在所述顶的中央开口中，使得所述顶和裙协作以形成上部燃烧碗表面，所述裙包括沿着径向内界面区与所述径向内顶配合表面抵靠的径向内裙配合表面，所述裙包括沿着径向外界面区与所述径向外顶配合表面抵靠的径向外裙配合表面，使得所述冷却油道实质上被封闭了。

2.根据1所述的活塞组合件，其中所述内和外顶配合表面和所述内和外裙配合表面中的每个表面都环绕所述顶和裙的实质上整个圆周来延伸。

3.根据1所述的活塞组合件，其中所述顶包括邻近所述顶和裙的所述径向内配合表面绕着所述中央开口延伸的紧固凸缘，其中所述紧固凸缘的纵向高度小于所述紧固凸缘的径向范围，所述紧固凸缘的所述径向范围接触所述裙。

4.根据1所述的活塞组合件，其中所述顶和裙是通过所述径向内界面区而固定地紧固到一起，所述径向内界面区包括了所述顶和裙的所述径向内配合表面。

5.根据4所述的活塞组合件，其中所述顶和裙是沿着所述顶和裙的所述径向内配合表面而焊接到一起。

6.根据4所述的活塞组合件，其中所述顶和裙是沿着所述顶和裙的所述径向外配合表面而固定地紧固到一起。

7.根据1所述的活塞组合件，其中所述活塞裙限定了从冷却油道表面延伸到所述活塞组合件的外表面的至少一个通路，所述冷却油道表面至少部分地限定了所述冷却油道。

8.根据7所述的活塞组合件，其中所述外表面经配置以在发动机操作期间沿着汽缸孔表面滑动。

9.根据7所述的活塞组合件，其中所述活塞组合件的所述外表面远离所述活塞裙的径向外表面隔开，使得所述裙限定了凹穴。

10.根据1所述的活塞组合件，其中所述顶限定了所述燃烧碗表面的径向外部部分，而所述裙限定了所述燃烧碗表面的径向内部部分。

11.一种方法，包括：

提供活塞顶，所述活塞顶包括至少部分地限定了冷却油道的带环部分，所述活塞顶包括径向内和外顶配合表面；

将活塞裙收纳在所述顶的中央开口中，使得所述顶和裙协作以形成连续的上部燃烧碗表面，所述上部燃烧碗表面具有由所述裙限定的径向内部部分以及由所述顶限定的径向外部部分，所述活塞裙包括了径向内和外裙配合表面；以及