[发明专利]一种汽油机钢活塞及其制造方法

说明书

本发明公开了汽油机钢活塞，包括钢活塞本体，钢活塞本体的上部内嵌有头部冷却腔、在靠近活塞销孔部位设有销孔冷却腔，头部冷却腔与销孔冷却腔连通，通过头部冷却腔来冷却活塞头部，通过销孔冷却腔来冷却销孔部位；钢活塞本体在发动机机体喷油嘴安装位置相对应处设有进油孔、在进油孔相对侧、活塞中心线位置处设有出油孔，进油孔与出油孔均与头部冷却腔连通，机油泵的喷油嘴通过管道连通，机油泵与发动机动力输出端连接，机油通过进油孔进入冷却油腔和销孔冷却腔，在头部冷却腔和销孔冷却腔吸收热量后的高温油从出油孔流出。本发明能够满足汽油机高爆压、高功率密度、高可靠性和耐久性的使用要求，解决了铸造铝硅合金高温疲劳强度不足的问题。

技术领域

本发明涉及内燃机活塞制造技术领域，具体涉及一种汽油机钢活塞及其制造方法。

背景技术

现有技术中使用铸造成型的铝硅合金活塞，活塞本体材料为铝硅合金，本体材料强度受到一定限制，尤其是在温度达到300℃后，其材料本身疲劳强度快速下降，且活塞内部冷却能力不足，导致活塞头部及销孔部位温度偏高，发动机负荷过高后会导致头部开裂和销孔咬合、开裂。同时传统的汽油机活塞为铸造成型，伴随着排放升级和发动机转型升级，汽油机最高爆发压力和功率密度持续提高，活塞负荷持续增加，发动机负荷提高后，活塞温度会相应增加，而材料疲劳性能下降后，传统的铝硅合金活塞已无法满足发动机的可靠性和耐久性要求。

另外，现有技术中为了增加发动机的可靠性和耐久性，现有技术中采取增加外部措施对活塞进行强制冷却的方法，以降低活塞表面温度。现有的活塞冷却方式有两种，一种是内部铸造出冷却油腔，一种是直接对活塞进行喷油冷却，但由于受到冷却油腔的大小、形状和位置以及成型方式的限制，传统的冷却方式只能冷却活塞头部，对于销孔部位的冷却没有进行考虑，随着发动机负荷的增加，冷却能力无法满足要求，同时伴随着机械负荷和热负荷的增加，活塞销孔部位经常出现贫油或者无油的状态，导致销孔拉毛，卡死，以上这些都导致活塞难以满足发动机的可靠性和耐久性要求。迫切需要设计一种新的活塞结构，以满足汽油机上述要求。

发明内容

本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供了一种新的汽油机钢活塞及其制造方法，本发明能够满足汽油机高爆压、高功率密度、高可靠性和耐久性的使用要求，解决了铸造铝硅合金高温疲劳强度不足的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种汽油机钢活塞，包括钢活塞本体，所述钢活塞本体的上部内嵌有头部冷却腔、在靠近活塞销孔部位设有销孔冷却腔，头部冷却腔与销孔冷却腔连通，通过头部冷却腔来冷却活塞头部，通过销孔冷却腔来冷却销孔部位；所述钢活塞本体在发动机机体喷油嘴安装位置相对应处设有进油孔、在进油孔相对侧、活塞中心线位置处设有出油孔，进油孔与出油孔均与头部冷却腔连通，机油泵的喷油嘴通过管道连通，机油泵与发动机动力输出端连接，机油通过进油孔进入冷却油腔和销孔冷却腔，在头部冷却腔和销孔冷却腔吸收热量后的高温油从出油孔流出。

所述钢活塞本体在靠近销孔内侧位置还设有润滑油补给孔，润滑油补给孔与出油孔位置配合，从出油孔流出的部分高温油经过润滑油补给孔流出。

所述润滑油补给孔包括润滑油补给孔I、润滑油补给孔II、润滑油补给孔III，润滑油补给孔I、润滑油补给孔III分别位于润滑油补给孔II的轴向两侧，润滑油补给孔I、润滑油补给孔II、润滑油补给孔III设于一侧销孔I与另一侧的销孔II轴向中间的位置，其中润滑油补给孔I与销孔I配合，润滑油补给孔III与销孔II配合，润滑油补给孔II与连杆小头孔配合，润滑油由润滑油补给孔流入销孔，由润滑油补给孔流入另一端销孔，由润滑油补给孔流入连杆小头孔，经过润滑油补给孔流出的润滑油流入连杆小头孔和销孔，分别对销孔和连杆小头孔进行润滑油补偿。

所述活塞销孔部位布置有若干销孔润滑孔，所述销孔润滑孔分别与头部冷却腔或者销孔冷却腔连通，机油从头部冷却腔或者销孔冷却腔经销孔润滑孔进入销孔，对销孔润滑油进行补给。