[实用新型]高负荷活塞

说明书

本实用新型提供了一种高负荷活塞，是一种用在与重型卡车等配套的废气涡轮增压柴油发动机上的活塞。

活塞由头部、环岸、销孔和裙部组成。现有的非增压发动机的活塞销孔沿用圆柱形，而在高负荷工作条件下，活塞销因承受极高的作用力而发生弯曲，使载荷向销座内侧应力集中，致使销座发生裂纹破损。第一环槽热负荷高，活塞环槽的封气效果不好，使热效率降低。活塞头部外形为椭圆柱形不具备导向条件，易产生敲缸问题。活塞裙部在冷态时做成椭圆锥形，在高负荷的情况下，活塞裙部外圆与缸壁之间形成高速弹性挤压变形摩擦，出现外圆表面撕裂和拉伤，严重时会卡缸或胶接。因此，现有非增压发动机上的活塞不能适用于大功率增压发动机的要求。

本实用新型的目的是提供一种高负荷活塞，以适应废气涡轮增压柴油机的高功率、恶劣工作条件和较高燃气压力，提高其使用寿命，降低其油耗。

本实用新型是这样实现的活塞销孔采用内锥形孔，在第一道气环槽镶嵌奥氏体铸铁耐热圈，活塞外    采用中凸变椭圆型线，即头部采用变椭圆锥形型线，裙部以外径最大点为界，上下分别为一抛物线形。

活塞销孔采用内锥形孔，可使活塞销座顺应活塞销工作时的弯曲变形，削弱销座内上端的应力峰值，起到均衡销座压应力的作用。同时，也完全消除了正圆形孔销座所产生的套装应力。试验证明，内锥形销孔比常规正圆形销孔活塞销座承载能力提高40％以上，单位面积功率由0.245Ps／cm²提高到0.35Ps／cm²，同时可比常规活塞组重量轻2％以上。第一道气环槽处镶嵌奥氏体铸铁耐热圈，增加了环槽的耐磨性和耐热性，保证了环与环槽侧面完全贴合，有利于密封，使窜气量降低40％左右，寿命提高50％以上。活塞外圆采用中凸变椭圆型线，能够保证在热工作状态下，活塞裙部表面与缸套内表面充分贴合，能够保证活塞与缸套间的最小配缸间隙，降低噪音。同时也能够使活塞在上下运行过程中与缸套间形成油楔而实现动力润滑，避免了活塞和缸套表面的干摩擦。本实用新型之110系列高负荷活塞具有噪音小、油耗低、重量轻、寿命长和承载能力高等特点，适合于高负荷的增压发动机。

下面结合附图说明本实用新型的具体结构。

图1是本实用新型结构的示意图。图2是其Ⅰ局部即销孔部分的放大图。图3是其Ⅱ局部即耐热圈镶嵌部分的放大图。图4是其外圆型线的示意图。图5是其Ⅲ局部即刀纹的放大图。

如附图所示，本实用新型之高负荷活塞，由头部、环岸、销孔和裙部组成，销孔（1）为内锥形孔，在第一道气环槽处镶嵌有奥氏体铸铁耐热圈（2），活塞外圆为中凸变椭圆型线，头部为椭圆锥形型线，裙部以其外径最大点为界，上下分别为抛物线形。

如图4所示，图中a线表示了活塞头部椭圆度的变化规律；b线表示了活塞裙部椭圆度的变化规律；c线表示了活塞裙部外径的变化规律。活塞头部的椭圆度，上端为0.03mm，下端为0.13mm，椭圆度变化规律为线性变化，裙部外径最大点在裙底端上方5mm处，裙部下端椭圆度为0.3158mm，裙部上端椭圆度为0.43mm，椭圆度变化规律为从0.3158mm到0.43mm的线性变化。

如图5所示，在本实用新型之高负荷活塞的裙部外表面加工有宽0.2mm、深0.008～0.016mm的特殊刀纹（3）。这便于储油和有利于润滑，因而减少了活塞摩擦损失，使机油耗和燃油耗都有所降低。

本实用新型特别适合于功率为200～220马力，转速为2600转／分，油耗为170g／PS·h，最大扭矩为62公斤·米的6110型增压柴油机。