專利名稱：整體式陶瓷活塞的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于發動機配件，是應用于活塞式汽(柴)油發動機的活塞。
活塞是發動機的主要零件之一，它是在高溫、高壓、高速和潤滑條件受限的工況下工作的。目前常用的活塞為金屬活塞，熱穩定性差、耐磨性能差、使用壽命短。本人發明的專利號為ZL 00234605.2的陶瓷活塞，包括活塞體和活塞環，活塞體頂部連接陶瓷墊塊，底部套接陶瓷環，其分段式的結構仍存在熱膨脹系數不一致、發動機易拉缸或咬缸、活塞氣密性不夠理想、加工較困難等缺陷。另外，金屬活塞的摩擦系數及導熱系數大，導致活塞的摩擦功多、系統的熱效率低。
本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種整體式陶瓷活塞，以提高活塞的氣密性，解決發動機的拉缸或咬缸問題，減小活塞的導熱系數和摩擦系數。
為達到上述目的，本實用新型整體式陶瓷活塞包括活塞體和活塞環，其特征在于活塞體的周面和頂面連接一整體式陶瓷套件，所述的陶瓷套件的外側設有上、下環槽，活塞環嵌于上、下環槽內。由于活塞體套接一整體式的陶瓷套件(底部除外)，陶瓷套件的熱膨脹系數很小，使活塞與缸套的間隙相對穩定、提高了氣密性和發動機性能、避免了拉缸或咬缸。此外，由于陶瓷的摩擦系數和導熱系數也很小，該活塞降低了發動機的摩擦功并提高系統的熱效率。該整體式陶瓷活塞相對陶瓷墊塊和陶瓷環而言，其磨削工藝簡便，生產效率較高，加工成本低。
所述的整體式陶瓷活塞，其特征在于活塞體上對稱設有固定銷孔，固定銷孔內壓裝密封塞，防止活塞銷竄出及氣體、油料泄漏。
所述的整體式陶瓷活塞，其特征在于所述的活塞環為組合環，下環槽內嵌有與活塞環配合的環形密封圈，確保密封良好。
本實用新型相對分段式陶瓷活塞，具有整體熱膨脹系數小、磨削工藝簡便、不易拉缸及摩擦系數和導熱系數都很小的優點，可明顯提高發動機的動力性能，提高活塞的氣密性和系統的熱效率，同時降低了維修費用及制造成本。本實用新型也可應用于活塞式空氣壓縮機以及活塞式液壓缸等。
以下結合說明書附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
如
圖1所示，金屬活塞體1除底部外連接一整體式的陶瓷套件4，該套件4的形狀呈無底的中空圓柱，陶瓷套件4和活塞體1的同一位置上即中部對稱設有固定銷孔5，銷孔內壓裝密封塞。陶瓷套件4的外側設有上環槽2和下環槽7。位于上環槽2內的活塞環3采用雙環結構，從上而下，第一個環槽內上層為厚型鍍鉻環，下層為薄型鍍鉻環；第二個環槽內裝有兩根薄型鍍鉻環。位于下環槽7內的活塞環3采用三環結構，下環槽7上層裝一薄型鍍鉻環，下層裝兩根薄型鍍鉻環，中層裝耐高溫的環形密封圈6，以保證整體式陶瓷活塞在氣缸內的密封性能，降低機油耗，減少燃燒室的積炭，改善發動機動力性能，降低有害氣體的排放。陶瓷套件4的坯料以Si3N4(氮化硅)為基體經氣壓/重燒結法燒結成形，也可采用Si(硅)為基體經反應燒結法燒結成形，前者燒結法可獲得性能優越的高韌增強陶瓷。為了降低制造成本，對燒結前的坯料進行預加工，僅留外圓及銷孔在燒結后進行粗、精磨及拋光。該整體式陶瓷活塞熱膨脹系數很小，使發動機不易拉缸或咬缸，使活塞與缸套的工作間隙相對穩定，提高活塞氣密性和發動機的動力性能。此外，活塞的摩擦系數小，降低了發動機的摩擦功，減少發動機的機械損失，較大改善了發動機的動力性能；活塞的導熱系數小，是鋁的1/14左右，可提高整個系統的熱效率。
權利要求1.整體式陶瓷活塞，包括活塞體(1)和活塞環(3)，其特征在于活塞體(1)的周面和頂面連接一整體式陶瓷套件(4)，所述的陶瓷套件(4)的外側設有上環槽(2)和下環槽(7)，活塞環(3)嵌于上、下環槽內。
2.如權利要求1所述的整體式陶瓷活塞，其特征在于活塞體(1)上對稱設有固定銷孔(5)，固定銷孔內壓裝密封塞。
3.如權利要求1所述的整體式陶瓷活塞，其特征在于所述的活塞環(3)為組合環，下環槽(7)內嵌有與活塞環(3)配合的環形密封圈(6)。
專利摘要本實用新型屬于活塞式汽(柴)油發動機的配件。現有的活塞在活塞體存在密封性差、發動機易拉缸、加工困難等問題。本實用新型包括活塞體和活塞環,其特征在于活塞體的頂面和周面連接開有環槽的整體式陶瓷套件,活塞環嵌于環槽內。本實用新型的整體式結構密封性好、不易拉缸、摩擦系數和導熱系數小、加工簡便,較好地改善了發動機的動力性能。
文檔編號F02F3/00GK2467807SQ0120708
公開日2001年12月26日 申請日期2001年2月22日 優先權日2001年2月22日
發明者劉芳信 申請人:劉芳信