阅读说明：本技术 一种双冷却油腔的活塞及其组装方法 (Piston with double cooling oil cavities and assembling method thereof ) 是由 张伟斌 纪金雨 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种双冷却油腔的活塞,包括活塞本体,其头部上开设有相互连通的第一冷却油腔和第二冷却油腔槽；第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向；钢片用于封闭第二冷却油腔槽的开口形成第二冷却油腔,并使第二冷却油腔内无焊缝,钢片上具有泄油孔。由于采用钢片封闭第二冷却油腔槽开口,在形成的第二冷却油腔内无焊缝,解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测,具有因焊接问题出现断裂的风险,焊缝无法清理,影响冷却效果,在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。由于第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向,第二冷却油腔内的冷却油经钢片上的具有的泄油孔流出为连杆小头润滑,不仅增加了活塞本体的冷却,同时增加了连杆小头的冷却效果。(The invention relates to a piston with double cooling oil cavities, which comprises a piston body, wherein the head part of the piston body is provided with a first cooling oil cavity and a second cooling oil cavity which are communicated with each other; the opening direction of the second cooling oil cavity groove faces the direction of the small end of the connecting rod; the steel sheet is used for sealing an opening of the second cooling oil cavity groove to form a second cooling oil cavity, no welding seam exists in the second cooling oil cavity, and an oil drainage hole is formed in the steel sheet. Because the steel sheet is adopted to seal the opening of the second cooling oil cavity, no welding seam exists in the formed second cooling oil cavity, the technical problems that the welding quality of the welding seam in the middle of the welding seam is difficult to detect, the risk of fracture occurs due to the welding problem, the welding seam cannot be cleaned, the cooling effect is influenced, and the risk of cylinder pulling exists in the working process are solved. Because the opening direction of the second cooling oil cavity groove faces the direction of the small end of the connecting rod, the cooling oil in the second cooling oil cavity flows out of the oil drainage hole in the steel sheet to lubricate the small end of the connecting rod, so that the cooling of the piston body is increased, and the cooling effect of the small end of the connecting rod is increased.)

一种双冷却油腔的活塞及其组装方法

技术领域

本发明涉及活塞冷却技术领域，更具体的说是涉及一种双冷却油腔的活塞及其组装方法。

背景技术

随着排放要求的提高和技术的进步，载重汽车、工程机械、船舶发动机及发电机组都向大功率、高负荷方向发展，在这些领域钢活塞、铁活塞逐渐代替铝合金活塞。钢活塞大部分是在燃烧室周边，活塞环槽部位有一个冷却油腔，活塞的内腔顶部和燃烧室中间部位通过冷却油的飞溅进行降温，冷却效果较差。铸铁活塞受成型方式的影响，也一般铸出一个冷却油腔。

为了解决上述技术问题，现有技术中出现了一种具有两个冷却油腔焊接式整体锻钢活塞，其头部和裙部分别锻造，粗加工后焊接，形成双油道的方式，中间焊缝，虽然解决了现有技术中活塞冷却效果不好的技术问题，但是其中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，另外这种方式油腔内的焊缝无法清理，影响冷却效果，在加工过程中不可避免的回油切屑进入冷却油腔，难以清理干净，在工作过程中有拉缸的危险。

因此，如何提供一种能够解决上述技术问题的双油腔活塞是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种双冷却油腔的活塞，在第二冷却油腔内无焊缝，解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，包括：

活塞本体，活塞本体的头部上开设有相互连通的第一冷却油腔和第二冷却油腔槽；第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向；

钢片，钢片用于封闭第二冷却油腔槽的开口形成第二冷却油腔，并使第二冷却油腔内无焊缝，钢片上具有泄油孔，其中钢片的形状取决于第二冷却油腔槽内腔形状和封闭方式。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种双冷却油腔的活塞，首先由于采用钢片封闭第二冷却油腔槽开口，在形成的第二冷却油腔内无焊缝，解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。其次，由于第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向，第二冷却油腔内的冷却油经钢片上的具有的泄油孔流出为连杆小头润滑，不仅增加了活塞本体的冷却，同时增加了连杆小头的冷却效果。

优选地，第二冷却油腔槽的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽，钢片安装于安装槽后与安装槽连接成一体。其中第二冷却油腔槽内腔形状与燃烧室形状一致，保持壁厚的均匀，有利于热量的传递，燃烧室至内腔的距离保证在5-8mm，保证有足够的支撑面积。

优选地，安装槽为环形槽，环槽顶部直径小于底部直径，且环槽顶部直径比钢片直径小1-2mm。即安装槽上部凸出下部形成台阶，台阶有利于挡住钢片顶部，方便在钢片顶部和安装槽之间进行连接。

优选地，钢片为刚性钢片或弹性钢片。

优选地，钢片边缘安装进入安装槽中，然后在钢片底部或端部与安装槽焊接形成一个整体。焊接可以采用氩弧焊、CO2气体保护焊等整圈焊接，也可以是局部点焊，由于焊缝位于冷却腔外，降低了焊接要求。

优选地，钢片边缘安装进入安装槽中，然后对应钢片底部与安装槽中间安装卡簧，使钢片与安装槽连接形成一个整体。采用此方案，卡簧采用标准件，方便安装。

优选地，钢片为弹性钢片，其边缘安装进入安装槽中，其中部具有连接孔，通过空心螺栓由钢片底部至顶部***连接孔中，且空心螺栓端部与活塞本体上的螺纹孔配合使钢片变形与安装槽形成一个整体；其中空心螺栓上具有连通油孔，连通油孔将第二冷却油腔于其内部油腔连通。采用此方案通过空心螺栓挤压钢片，使钢片产生变形与安装槽固定，安装更方便。

优选地，第二冷却油腔槽的开口底部设置有第一螺栓孔，钢片边缘上设置有与第一螺栓孔位置对应的第二螺栓孔，钢片边缘与第二冷却油腔槽底部贴合后，通过螺栓将两者连接形成一体。其中螺栓连接位置是根据活塞内腔空间来布置，螺栓拧紧力大于10_N.M。

优选地，第一冷却油腔和第二冷却油腔之间的连通通道的流通面积大于泄油孔的流通面积。保证第二冷却油腔内的油量，且使活塞在上下往复运动中，第二冷却油腔的冷却油在其内震荡，增加冷却效果。

本发明的另一个目的在于提供一种双冷却油腔的活塞的组装方法，包括以下步骤：活塞本体通过粗加工、热处理、精加工后，在活塞头部内腔底部根据燃烧室的形状加工出与第一冷却油腔连通的第二冷却油腔槽，第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向；将活塞本体清理干净后，在第二冷却油腔槽底部装配钢片形成第二冷却油腔，并使第二冷却油腔内无焊缝。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种双冷却油腔的活塞的组装方法，解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。其次，由于第二冷却油腔槽的开口方向朝向连杆小头方向，第二冷却油腔内的冷却油经钢片上的具有的泄油孔流出为连杆小头润滑，不仅增加了活塞本体的冷却，同时增加了连杆小头的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞一个实施例(焊接方案)的结构示意图；

图2附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞另一个实施例(焊接方案，焊接位置不同)的结构示意图；

图3附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞焊接方案中钢片的立体图；

图4附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞焊接方案中钢片的剖视图；

图5附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞另一个实施例(卡簧卡接方案)的结构示意图；

图6附图为图5附图的仰视图；

图7附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞另一个实施例(弹性钢片、空心螺栓连接方案)的结构示意图；

图8附图为本发明提供的一种双冷却油腔的活塞另一个实施例(刚性垫片螺栓连接方案)的结构示意图；

图9附图为附图8的仰视图；

图10附图为附图8示出方案的钢片的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种双冷却油腔的活塞，在第二冷却油腔内无焊缝，解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。

实施例1

本发明提供拱了一种双冷却油腔的活塞，参见附图1-10，包括：

活塞本体1，活塞本体1的头部上开设有相互连通的第一冷却油腔2和第二冷却油腔槽3；第二冷却油腔槽3的开口方向朝向连杆小头方向；

钢片4，钢片4用于封闭第二冷却油腔槽3的开口形成第二冷却油腔，并使第二冷却油腔内无焊缝，钢片4上具有泄油孔41。

本发明公开提供了一种双冷却油腔的活塞，首先由于采用钢片4封闭第二冷却油腔槽3开口，在形成的第二冷却油腔内无焊缝，解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。其次，由于第二冷却油腔槽3的开口方向朝向连杆小头方向，第二冷却油腔内的冷却油经钢片4上的具有的泄油孔41流出为连杆小头润滑，不仅增加了活塞本体1的冷却，同时增加了连杆小头的冷却效果。

实施例2

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，参见附图1，第二冷却油腔槽3的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽31，钢片4安装于安装槽31后与安装槽31连接成一体。其中第二冷却油腔槽3内腔形状与燃烧室形状一致，保持壁厚的均匀，有利于热量的传递，燃烧室至内腔的距离保证在5-8mm，保证有足够的支撑面积。

实施例3

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，第二冷却油腔槽3的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽31，钢片4安装于安装槽31后与安装槽31连接成一体。安装槽31为环形槽，环槽顶部直径小于底部直径，且环槽顶部直径比钢片4直径小1-2mm。即安装槽31上部凸出下部形成台阶，台阶有利于挡住钢片4顶部，方便在钢片4顶部和安装槽31之间进行连接。

实施例4

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，第二冷却油腔槽3的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽31，钢片4安装于安装槽31后与安装槽31连接成一体。安装槽31为环形槽，环槽顶部直径小于底部直径，且环槽顶部直径比钢片4直径小1-2mm。钢片4为刚性钢片(如45#)，其形状如凹盘状，参见附图4和5，钢片4边缘安装进入安装槽31中，然后在钢片4底部或端部与安装槽31焊接形成一个整体(参见附图1和2，图中A处为焊接位置)。焊接可以采用氩弧焊、CO2气体保护焊等整圈焊接，也可以是局部点焊，由于焊缝位于冷却腔外，降低了焊接要求。

实施例5

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，参见附图5和6，第二冷却油腔槽3的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽31，钢片4安装于安装槽31后与安装槽31连接成一体。安装槽31为环形槽，环槽顶部直径小于底部直径，且环槽顶部直径比钢片4直径小1-2mm。钢片4为刚性钢片(如42CrMo)，钢片4边缘安装进入安装槽31中，然后对应钢片4底部与安装槽31中间安装卡簧5，使钢片4与安装槽31连接形成一个整体。采用此方案，卡簧5采用标准件，方便安装，图6中H示出位置为活塞本体的回油孔，J为进油孔。

实施例6

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞，参见附图7，第二冷却油腔槽3的内腔形状与活塞燃烧室的形状相同，其开口处开设有安装槽31，钢片4安装于安装槽31后与安装槽31连接成一体。安装槽31为环形槽，环槽顶部直径小于底部直径，且环槽顶部直径比钢片4直径小1-2mm。钢片4为弹性钢片(如65Mn，70Mn)，其边缘安装进入安装槽31中，其中部具有连接孔，通过空心螺栓6由钢片4底部至顶部***连接孔中，且空心螺栓6端部与活塞本体1上的螺纹孔配合使钢片4变形与安装槽31形成一个整体；采用此方案通过空心螺栓6挤压钢片4，使钢片4产生变形与安装槽31固定，安装更方便。

实施例7

本发明提供拱了一种双冷却油腔的活塞，参见附图8-10，包括：活塞本体1，活塞本体1的头部上开设有相互连通的第一冷却油腔2和第二冷却油腔槽3；第二冷却油腔槽3的开口方向朝向连杆小头方向；钢片4，钢片4用于封闭第二冷却油腔槽3的开口形成第二冷却油腔，并使第二冷却油腔内无焊缝，钢片4上具有泄油孔41。钢片4为刚性钢片(如42CrMo)，第二冷却油腔槽3的开口底部设置有第一螺栓孔，钢片边缘上设置有与第一螺栓孔位置对应的第二螺栓孔42，钢片4边缘与第二冷却油腔槽3底部贴合后，通过螺栓将两者连接形成一体。螺栓连接位置是根据活塞内腔空间来布置，螺栓拧紧力大于10_N.M。

上述各实施例中，第一冷却油腔2和第二冷却油腔之间的连通通道21的流通面积大于泄油孔41的流通面积。保证第二冷却油腔内的油量，且使活塞在上下往复运动中，第二冷却油腔的冷却油在其内震荡，增加冷却效果。

实施例8

本发明提供了一种双冷却油腔的活塞的组装方法，包括以下步骤：活塞本体1通过粗加工、热处理、精加工后，在活塞头部内腔底部根据燃烧室的形状加工出与第一冷却油腔2连通的第二冷却油腔槽3，第二冷却油腔槽3的开口方向朝向连杆小头方向；将活塞本体1清理干净后，在第二冷却油腔槽3底部装配钢片4形成第二冷却油腔，并使第二冷却油腔内无焊缝。解决了焊缝中间焊缝焊接质量难以检测，具有因焊接问题出现断裂的风险，焊缝无法清理，影响冷却效果，在工作过程中有拉缸的危险的技术问题。其次，由于第二冷却油腔槽3的开口方向朝向连杆小头方向，第二冷却油腔内的冷却油经钢片4上的具有的泄油孔41流出为连杆小头润滑，不仅增加了活塞本体1的冷却，同时增加了连杆小头的冷却效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。