[实用新型]一种加强冷却的钢活塞

说明书

本实用新型涉及一种加强冷却的钢活塞，包括锻造成的活塞头部和锻造成的活塞裙部，活塞头部和活塞裙部固定连接在一起，活塞头部和活塞裙部之间形成封闭的内冷油道，内冷油道通过进、出油孔与外部相通，所述内冷油道在原内冷油道上部轮廓基础上增加弧状外凸，所述的弧状外凸向活塞火力岸和第一个环槽上侧延伸。可显著提升钢活塞火力岸和第一环槽冷却效果，减缓活塞火力岸和第一环槽积碳形成，延长活塞使用寿命，增强整机可靠性。

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种加强冷却的钢活塞。

背景技术

活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销轴传给连杆驱使曲轴旋转。

近十几年来，发动机设计、制造技术得以迅速提高，特别是柴油发动机都在向大功率、高负荷方向发展，强化程度不断提高，爆发压力已经超过20MPa，同时排放要求越来越严格，原铝制活塞虽然有重量轻的优点，但是铝合金材料只能在350°C下稳定工作，虽然采取了多种强化措施，如:第一环槽镶高镍奥氏体环座、第一环槽进行激光淬火，以提高环槽抗磨损能力，燃烧室喉口镶陶瓷复合材料、燃烧室喉口进行激光重熔细化。以提高燃烧室抗裂能力，但铝活塞仍然难以满足低排放标准的发动机要求。所以现在很多公司都在选用钢铁材料替代铝合金材料，特别是锻钢活塞材料的开发代表了当前活塞发展的方向，所以铝材质已逐渐不能满足发动机高功率、高爆压、低排放的要求。为此国内外活塞设计制造商致力于设计开发既具有高可靠性又能满足经济性及排放要求的新型活塞，如液态模锻陶瓷纤维结构活塞、钢顶铝裙结构的摆体式铰接活塞、铸铁活塞等，以上结构都存在一定的缺点，如液态模锻陶瓷纤维结构铝活塞对毛坯成型工艺要求高，特别是陶瓷纤维结构，必须在高压下才能成型；摆体式铰接结构活塞其活塞头与活塞裙分开加工制造，活塞裙由于壁厚差太大，铸造废品率较高，增加了成本，并且难以形成封闭的油腔，活塞冷却效果较差，同时因为需要更长的活塞销进行连接，总体重量也有所增加，铸铁活塞在制造过程中对环境造成污染，内冷油腔结构难以实现，活塞的重量难以控制。

目前我国汽车行业以节能减排为发展方向，低油耗、低排放、长寿命和长换油周期成为柴油机发展的主流趋势，这使得活塞承受的热负荷变得更加苛刻，对活塞使用寿命和整机可靠性产生不利影响。

钢活塞设置内冷油道，通过安装在机体上的冷却喷嘴将机油喷射入活塞内冷油道进口，进而通过内冷油道，机油吸收活塞热量后再通过内冷油道出口返回油底壳中，达到冷却活塞的目的。

与铝活塞相比，钢活塞运行温度高、导热性低。目前钢活塞内冷油道狭窄，与冷却机油接触面积小，且与活塞火力岸和第一环槽上侧空间距离大，发动机运行时，活塞上述区域冷却不充分，引起活塞火力岸、第一环槽快速形成积碳，随着积碳不断累积，极易造成一环卡滞、缸孔抛光，进一步导致缸系零件损伤、缸内密封失效，严重影响整机可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统钢活塞火力岸和第一环槽冷却不足的问题，提供一种加强冷却的钢活塞，提高活塞火力岸和第一环槽冷却效果，减缓积碳产生，延长活塞使用寿命，增强整机可靠性。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种加强冷却的钢活塞，包括锻造成的活塞头部和锻造成的活塞裙部，活塞头部和活塞裙部固定连接在一起，活塞头部和活塞裙部之间形成封闭的内冷油道2，内冷油道2通过进、出油孔与外部相通，所述内冷油道2在原内冷油道上部轮廓4基础上增加弧状外凸，所述的弧状外凸向活塞火力岸5和第一个环槽3上侧延伸。

作为本实用新型更优的技术方案：所述的弧状外凸Φ2.5mm，并与原形状均匀过渡。

作为本实用新型更优的技术方案：所述的活塞裙部上设置有三个环槽。

作为本实用新型更优的技术方案：所述的三个环槽包括设在上方的两个气环槽和设在下方的一个油环槽。

有益效果如下：