[发明专利]轻量化低摩擦活塞

说明书

本发明公开了一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带、活塞裙部和活塞销座，所述活塞裙部的主推力面的弧形板宽、次推力面的弧形板窄，主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗的厚度小于主推力面的面壁窗的厚度；所述活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，轴向弧形凹槽顶壁的弧与活塞销座的销孔顶壁的弧在同一水平投影线上；所述主次推力面的面壁窗两内壁下部均由里向外下呈弧面倾斜。本发明既对主推力面进行了优化设计，又对次推力面进行了优化设计，在保证活塞强度的前提条件下，较大幅度地减少了摩擦面积，使摩擦损失得到较大的优化提升，同时大幅度减少了活塞质量。

技术领域

本发明涉及内燃机活塞技术领域，具体讲是一种轻量化低摩擦活塞。

背景技术

传统内燃机面临油耗和排放的严峻问题，尤其是随着国家有关油耗法规的严格，传统的内燃机很难满足国家严格的油耗法规的要求，客观上对传统内燃机优化提升提出了更高的要求。而降低摩擦损失是所有降油耗手段中性价比最高，也是最有效的节能减排方式。内燃机摩擦损失占比最大的部分就是运动系统，运动系统中摩擦损失消耗最大的就是活塞系统，所以针对传统内燃机降低摩擦最有效的也是活塞部件。活塞降低摩擦一般分为两个途径，一个途径是减少活塞摩擦面积，另一个途径是减少活塞质量。

随着材料的升级，热处理技术的提升改进，为减少摩擦面积和减少活塞质量提供了技术和材料保证。近几年来，本技术领域提出了很多轻量化活塞改进的技术方案。如有技术人员提出活塞裙部的主推力面和次推力面不对称设计，但有的主推力面窄而次推力面宽，这样，对活塞的强度可能会有些负面影响；还有的主推力面宽、次推力面窄，但只对其中一个推力面进行改进，而不是同时优化设计，如主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连线构成的两侧壁均大致为直壁并大致平行，在保证活塞强度的前提下减少摩擦面积同时兼顾减少活塞质量的技术效果不是很理想。还有，现有技术的轻量化活塞，其压缩高度即销孔座的销孔中心到活塞顶面的距离仍偏大。总之，现有技术的轻量化活塞在保证活塞强度的基础上其摩擦面积仍偏大，活塞质量也仍偏大,仍未实现低摩擦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在保证活塞强度的前提条件下能够进一步减少活塞摩擦面积和活塞质量的轻量化低摩擦活塞。

本发明的技术解决方案是，提供一种轻量化低摩擦活塞，包括活塞头部的活塞环带、活塞裙部和活塞销座，所述活塞裙部的主推力面的弧形板宽、次推力面的弧形板窄，主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，次推力面的面壁窗的每块面壁的厚度小于主推力面的面壁窗的每块面壁的厚度；所述活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，轴向弧形凹槽顶壁的弧与活塞销座的销孔顶壁的弧在同一水平投影线上。

采用以上结构后，本发明具有以下优点：现有技术轻量化活塞要在保证活塞强度的前提下，面对进一步减少活塞摩擦面积和活塞质量设计空间已相对狭小的局面，本发明将主推力面和次推力面的面壁窗与活塞销座底部连接构成两端为弧形板的菱形，既对主推力面进行了优化设计，又对次推力面进行了优化设计，此结构在保证活塞强度的前提条件下，同时减少了主推力面的弧形板和次推力面的弧形板的宽度，较大幅度地减少了摩擦面积，使摩擦损失得到较大的优化提升，当然，也同时大幅度减少了活塞质量即活塞重量。活塞环带的底环面上有两个对称的轴向弧形凹槽，更是减少活塞压缩高度的巧妙设计，如压缩高度可为26mm，此结构既不减少活塞环带的高度即保证了活塞头部的强度，又得到非常宝贵的进一步减少活塞压缩高度即减少活塞质量的技术效果，真正实现了低摩擦即降摩擦。