[发明专利]一种带有表面织构形态的内燃机活塞

说明书

技术领域

一种带表面织构形态的减阻、耐磨内燃机活塞，可应用于各种内燃机中如汽油机、柴油机。

背景技术

自1886年世界上第一台汽车诞生至今，汽车已经成为人们日常生活中必不可少的代步、交通、运输工具。发动机是汽车的动力源，如今发动机已经向高转速、大功率、低油耗和小排放发展。经多项研究证明发动机燃烧能量中有10%～20%消耗在机械损失,而机械损失中有45%～65%能量消耗在活塞、活塞环与气缸的摩擦副中，故发动机研究重点多在降低活塞摩擦力、提高活塞外表面耐磨性能以及提高活塞抗疲劳功能上。而润滑油膜在活塞裙部表面的均匀排布，直接影响了活塞的润滑、摩擦性能。所以润滑油膜的形成和排布，是提高发动机性能、减少发动机工作过程中的能量损失的重要环节之一。

发明内容

本发明的目的在于减小内燃机在活塞与缸套做功过程中因摩擦产生的机械能损失，提供一种带表面织构形态的内燃机活塞。通过改变活塞裙部表面形态的方式，卸载活塞裙部集中应力，减小活塞裙部低端变形量，同时使润滑油膜在活塞运动过程中均匀分布、供油充分，达到减阻、耐磨的目的。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

一种带表面织构形态的减阻、耐磨内燃机活塞，由活塞顶部、活塞环槽、活塞裙部、活塞销孔组成。其特点是在内燃机活塞裙部表面以环形形式逐行加工出变深度、变宽度、变间距的宏观表面织构形态。

所述表面织构形态呈凹槽形、凹槽内打通孔形、一行凹槽一行通孔形；凹槽形织构形态截面呈矩形、倒三角形或半圆形。表面织构形态占活塞裙部承压面积的5～20%，深度小于活塞裙部厚度的40%。

所述变深度指槽最深槽槽深为活塞裙厚度的35～40%，凹槽最浅槽深为最深槽槽深的70～80%；

所述变宽度指凹槽最宽槽槽宽为活塞裙部裙长的2.4～3%，凹槽最窄槽宽为最宽槽槽宽的70～80%；

所述变间距指凹槽最大槽间距为活塞裙部裙长的13～15%，最小槽间距为最大槽间距的40～50%；

所述凹槽形表面织构形态排布方向从活塞顶至底部顺次呈一列排布；所述凹槽内打通孔形表面织构形态排布方向凹槽从活塞顶至底部顺次呈一列排布，通孔均布在凹槽内；所述一行凹槽一行通孔形表面织构形态排布方向从活塞顶至底部以一行凹槽一行通孔的形式顺次呈一列排布。

所述的表面织构形态在裙部的分布为全部或局部。

所述凹槽形表面织构形态，槽深为变深度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越深，槽宽为变宽度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越宽，槽间距为变间距排布，距离活塞顶部越近的槽间距越大；所述凹槽内打通孔形表面织构形态，槽深为变深度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越深，槽宽为变宽度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越宽，槽间距为变间距排布，距离活塞顶部越近的槽间距越大，通孔加工在凹槽内等间距均匀排布且直径等于其所在凹槽宽度；所述一行凹槽一行通孔形表面织构形态，槽深为变深度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越深，槽宽为变宽度排布，距离活塞顶部越近的凹槽越宽，凹槽行和通孔行间距为变间距排布，距离活塞顶部越近的凹槽行和通孔行间距越大。

所述凹槽形表面织构形态，最深槽槽深为活塞裙厚度的35～40%，最宽槽槽宽为活塞裙部裙长的2.4～3%，最大槽间距为活塞裙部裙长的13～15%，最浅槽深为最深槽槽深的70～80%，最窄槽宽为最宽槽槽宽的70～80%，最小槽间距为最大槽间距的40～50%；所述凹槽内打通孔形表面织构形态，最深槽槽深为活塞裙厚度的35～40%，最宽槽槽宽为活塞裙部裙长的2.4～3%，最大槽间距为活塞裙部裙长的13～15%，最浅槽深为最深槽槽深的70～80%，最窄槽宽为最宽槽槽宽的70～80%，最小槽间距为最大槽间距的40～50%，通孔直径等同于所在凹槽宽度；所述一行凹槽一行通孔形表面织构形态，最深槽槽深为活塞裙厚度的35～40%，最宽槽槽宽为活塞裙部裙长的2.4～3%，最大凹槽行和通孔行间距为活塞裙部裙长的13～15%，最浅槽深为最深槽槽深的70～80%，最窄槽宽为最宽槽槽宽的70～80%，最小凹槽行和通孔行间距为最大凹槽行和通孔行间距的40～50%，通孔直径等同于距离其顶部最近凹槽的宽度。通孔排布占与其直径等宽槽面积的3～6%。

本发明为一种带表面织构形状的内燃机活塞，可应用于各种内燃机中如汽油机、柴油机。其使用方式、方法同普通标准活塞，无特殊使用要求，具体尺寸根据活塞裙部尺寸大小进行调整。

本发明的技术效果是：

本发明可应用于各种内燃机中如汽油机、柴油机。