[发明专利]带内冷油腔结构的内燃机活塞及内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机制造技术领域，更具体地说，涉及一种带内冷油腔结构的内燃机活塞及内燃机。

背景技术

近年来，发动机正在向着高强化和轻量化的方向不断发展，缸内压力和温度也在不断升高，这就使得活塞所承受的载荷越来越高，随之，活塞冷却功能和材料强度的重要性也越发明显。

目前，柴油机缸内最大爆发压力已经超过了25MPa，铝合金材料已远不能满足如此高的承载要求，为此制造商开始使用锻钢材料以及铸铁材料，效果颇为显著；但该种活塞也存在以下弊端：虽然锻钢材料能承受较高的温度载荷，但是较高温度环境会使润滑油性能急剧下降，从而增加了活塞与气缸间的摩擦损失，同时积碳增加。因此在活塞内部设置内冷油腔来加强冷却效果就成为了必然，带有内冷油腔的锻钢活塞可以较好的满足高爆压、高温度的工作环境要求。

内冷油腔的成型工艺是目前内燃机活塞生产过程中的难点和关键，其成型工艺是否合理往往能够在很大程度上影响活塞的使用寿命，带内冷油腔结构的内燃机活塞通常包括活塞本体和与活塞本体配合连接的环体，环体与活塞本体之间形成内冷油腔，目前的内燃机活塞中，环体的顶端与活塞本体焊接相连，其焊接面为沿活塞轴线的闭合圆柱面，该闭合圆柱面的一端延伸至活塞顶部，另一端延伸至内冷油腔，对于头部厚度较大的活塞，采用该种方式极易出现无法焊透的现象，而若要保证焊透，则必然会加大活塞头部的热影响区，这会对控制活塞头部的形变带来不利影响。

因此，如何能够在不加大焊接时热影响区的情况下，保证环体与活塞本体的焊接质量是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面在于提供一种带内冷油腔结构的内燃机活塞，以便能够实现在不加大焊接热影响区的情况下，保证环体与活塞本体之间的焊接质量。

本发明另一方面还在于提供一种具有上述内燃机活塞的内燃机。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带内冷油腔结构的内燃机活塞，包括活塞本体和与所述活塞本体配合形成所述内冷油腔结构的环体，所述环体与所述活塞本体的顶部形成第一配合区，所述环体与所述活塞本体的裙部顶端形成第二配合区，其中所述第一配合区包括：

设置在所述活塞本体顶部的本体配合部，所述本体配合部包括由所述活塞本体的顶部向下延伸的本体焊接柱面，和与所述本体焊接柱面的底端相接且沿活塞的径向延伸的第一支撑凸起；

设置在所述环体顶部的环体配合部，所述环体配合部包括用于与所述本体焊接柱面配合的环体焊接柱面，和可供所述第一支撑凸起嵌入的第一搭接槽，且所述本体焊接柱面和所述环体焊接柱面焊接相连。

优选地，所述第二配合区为阶梯搭接区。

优选地，所述阶梯搭接区包括：

设置在所述环体底面上且沿活塞轴向延伸的第二支撑凸起，所述第二支撑凸起在活塞径向上的宽度小于所述环体的壁厚，且所述第二支撑凸起的内壁与所述环体的内壁平齐；

设置在所述活塞本体的裙部顶端，且可供所述第二支撑凸起嵌入的第二搭接槽。

优选地，所述阶梯搭接区包括：

设置在所述活塞本体的裙部顶端，且沿活塞轴向延伸的第二支撑凸起，所述第二支撑凸起在活塞径向上的宽度小于所述裙部顶端的壁厚，且所述第二支撑凸起的内壁与所述裙部顶端的内壁平齐；

设置在所述环体底面上，且可供所述第二支撑凸起嵌入的第二搭接槽。

优选地，在所述第二支撑凸起与所述第二搭接槽相抵后，所述环体底面与所述活塞本体的裙部顶端之间还预留有搭接间隙。

优选地，所述环体和所述活塞本体的材质为42CrMoA。

优选地，所述环体和所述活塞本体的材质为38MnVS6。

本发明中所公开的内燃机中，包括缸体和设置在缸体内的活塞，并且所述活塞为上述任意一项中所公开的带内冷油腔结构的内燃机活塞。

由以上技术方案可以看出，本发明中所公开的内燃机活塞中，环体与活塞本体的顶部形成第一配合区，第一配合区包括设置在活塞本体顶部的本体配合部和设置在环体顶部的环体配合部，其中本体配合部设置有由活塞本体的顶部向下延伸的本体焊接柱面，和与本体焊接柱面的底端相接且沿活塞的径向延伸的第一支撑凸起，环体配合部包括用于与本体焊接柱面配合的环体焊接柱面，和可供第一支撑凸起嵌入的第一搭接槽，且所述本体焊接柱面和所述环体焊接柱面焊接相连。