活塞組合件的制作方法

專利名稱：活塞組合件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的活塞組件。
背景技術(shù)：
制造商一直在設(shè)法增加其產(chǎn)品的功率輸出以及燃料效率。一般用來增加效率和功率的一種方法是減少發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，活塞、連接桿以及發(fā)動(dòng)機(jī)的其他活動(dòng)部分)的振蕩質(zhì)量。還可以通過升高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比來增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率。升高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比也一般升高操作期間燃燒室內(nèi)的壓力和溫度。因此，由于與發(fā)動(dòng)機(jī)操作相關(guān)聯(lián)的這些重量減少以及壓力和溫度增加，發(fā)動(dòng)機(jī)，并且尤其是活塞，所受應(yīng)力增加。因此，活塞冷卻越來越重要，以便耐受在發(fā)動(dòng)機(jī)的使用期限 內(nèi)此類操作條件下增加的應(yīng)力。為了降低活塞組件的操作溫度，可以環(huán)繞活塞的周邊來設(shè)置冷卻油道。可以將曲柄箱油引入到冷卻油道中，并且所述曲柄箱油可以通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而環(huán)繞冷卻油道分布，由此降低活塞的操作溫度。同時(shí)，冷卻油道可能增加活塞組合件的總體復(fù)雜性。例如,冷卻油道可能需要額外零件(例如，冷卻油道蓋)，以便促進(jìn)冷卻劑在冷卻油道內(nèi)適當(dāng)?shù)匮h(huán)。例如，冷卻油道可能依賴于裝配到活塞頂上的蓋板，所述蓋板一般使油截留在冷卻油道內(nèi)，由此增加油道的冷卻效應(yīng)。因此，需要一種活塞，所述活塞將總體活塞重量和復(fù)雜性降至最低，同時(shí)還允許適當(dāng)?shù)睦鋮s(例如，通過設(shè)置冷卻油道)。

發(fā)明內(nèi)容
I.本發(fā)明涉及一種活塞組合件，包括活塞頂,所述活塞頂包括帶環(huán)部分，所述帶環(huán)部分至少部分地限定了冷卻油道；以及支柱，所述支柱遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔；以及活塞裙組合件，所述活塞裙組合件緊固到所述支柱，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，所述裙部分各自具有與所述裙部分一體形成的閉合板，所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。2.根據(jù)I所述的活塞，其中所述頂和裙是沿著所述支柱和所述裙的對應(yīng)的配合表面而固定地緊固。3.根據(jù)2所述的活塞，其中所述配合表面實(shí)質(zhì)上平行于所述頂?shù)目v軸。4.根據(jù)2所述的活塞，其中所述配合表面實(shí)質(zhì)上筆直地延伸。5.根據(jù)2所述的活塞，其中所述頂和裙是沿著所述對應(yīng)的配合表面而焊接到彼此。6.根據(jù)2所述的活塞，其中所述頂?shù)乃雠浜媳砻嫦抻谒鲰數(shù)乃鲋е?br> 7.根據(jù)I所述的活塞，其中所述閉合板限定了用于與所述頂接合的延伸唇緣。8.根據(jù)7所述的活塞，其中所述閉合板和帶環(huán)部分是經(jīng)由通過所述帶環(huán)部分限定的凹座而接合，所述凹座收納了所述閉合板的所述延伸唇緣。9.根據(jù)7所述的活塞，其中所述延伸唇緣永久地緊固到所述頂。10.根據(jù)I所述的活塞，其中所述頂和裙由不同的材料形成。11.根據(jù)I所述的活塞，其中所述閉合板限定了凹座，所述凹座遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分在縱向上延伸，使得所述冷卻油道在所述頂?shù)乃鰩Лh(huán)部分下方延伸。12.根據(jù)I所述的活塞，其中所述閉合板各自包括延伸唇緣，所述延伸唇緣向所述活塞組合件的中心延伸，使得所述冷卻油道向所述活塞組合件的所述中心延伸。
13. 一種組裝活塞的方法，包括提供活塞頂，所述活塞頂具有限定了冷卻油道的帶環(huán)部分以及遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔的支柱；形成活塞裙組合件，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，每個(gè)裙部分都具有與之一體形成的閉合板；以及將所述裙組合件緊固到所述頂，使得所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。14.根據(jù)13所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述裙到所述頂?shù)乃鼍o固是沿著所述支柱和所述裙的對應(yīng)的配合表面固定地緊固所述裙和頂。15.根據(jù)14所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述對應(yīng)的配合表面是實(shí)質(zhì)上平行于所述頂?shù)目v軸。16.根據(jù)15所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述頂?shù)乃雠浜媳砻媸茄刂鲋е由欤鲰數(shù)乃雠浜媳砻媸窍抻谒鲋е?7.根據(jù)13所述的方法，進(jìn)一步包括經(jīng)由通過所述閉合板和所述帶環(huán)部分中的一者限定的凹座來接合所述閉合板與所述帶環(huán)部分。18.根據(jù)13所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述頂和裙是由不同的材料形成。19. 一種活塞組合件，包括由第一材料形成的活塞頂，所述活塞頂包括帶環(huán)部分，所述帶環(huán)部分至少部分地限定了冷卻油道；以及支柱，所述支柱與所述帶環(huán)部分一體形成，所述支柱遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔；以及活塞裙組合件，所述活塞裙組合件由不同于所述第一材料的第二材料形成，所述裙組合件緊固到所述支柱，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，所述裙部分各自具有與所述裙部分一體形成的閉合板，所述閉合板各自限定了用于與所述頂接合的延伸唇緣，所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。20.根據(jù)19所述的活塞組合件，其中所述閉合板和帶環(huán)部分是經(jīng)由通過所述帶環(huán)部分限定的凹座而接合，所述凹座收納了所述閉合板的所述延伸唇緣。


雖然權(quán)利要求書不限于所說明的實(shí)例，但是通過對各個(gè)方面的各種實(shí)例的論述可以最好地了解到各個(gè)方面。現(xiàn)在參看諸圖，詳細(xì)地示出了說明性實(shí)施例。盡管諸圖呈現(xiàn)了實(shí)施例，但是諸圖未必是按比例繪制的，并且某些特征可以被夸示，以更好地說明和解釋實(shí)施例的創(chuàng)新方面。另外，本文所述的實(shí)施例無意是詳盡的或否則限制于或約束于諸圖中所示以及以下實(shí)施方式中所揭示的精確形式和配置。通過參看如下諸圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例圖I是示范性活塞組合件的透視圖；圖2是圖I的活塞組合件的下部透視剖視圖，其中截面是貫穿肘節(jié)銷孔截取的；圖3是圖I和2的示范性裙部分的外表面的下部透視圖；圖4是另一個(gè)示范性活塞組合件的透視圖；圖5是圖4的示范性裙部分的透視圖；圖6是圖4的示范性裙部分的另一個(gè)透視圖；圖7是另一個(gè)示范性活塞組合件的透視圖； 圖8是圖7的活塞組合件的下部透視剖視圖，其中截面是貫穿肘節(jié)銷孔截取的；以及圖9是組裝活塞的示范性方法的過程流程圖。
具體實(shí)施例方式說明書中提及“示范性例示”、“實(shí)例”或類似語言表示結(jié)合示范性方法描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)例示中。在說明書各個(gè)位置出現(xiàn)短語“在一個(gè)例示中”或類似形式的語言未必全是指同一個(gè)例示或?qū)嵗Ｔ诒疚闹?，針對活塞組合件以及其制造方法來提供各個(gè)示范性例示。示范性活塞組合件可以包括活塞頂，所述活塞頂具有限定了冷卻油道的帶環(huán)部分以及遠(yuǎn)離帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔的支柱?；钊梢赃M(jìn)一步包括緊固到支柱的活塞裙組合件?；钊菇M合件可以包括兩個(gè)分離的部分，這兩個(gè)部分各自具有與所述部分一體形成的閉合板，其中閉合板大體上封閉冷卻油道。如下文進(jìn)一步描述，頂和裙可以各自由不同的材料形成和/或以不同類型的形成工藝來形成。組裝活塞的示范性方法可以包括提供活塞頂，所述活塞頂具有限定了冷卻油道的帶環(huán)部分以及遠(yuǎn)離帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔的支柱。所述方法可以進(jìn)一步包括形成活塞裙組合件，所述活塞裙組合件具有兩個(gè)部分，這兩個(gè)部分都具有與之一體形成的閉合板；以及將裙緊固到頂，使得所述閉合板大體上協(xié)作以封閉冷卻油道?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到諸圖并且尤其轉(zhuǎn)到圖1，揭示了用于內(nèi)燃機(jī)的示范性活塞20。在圖I的例示中，活塞頂22固定地連結(jié)到活塞裙24?；钊?2包括帶環(huán)部分26以及燃燒碗31。帶環(huán)部分26包括多個(gè)環(huán)形凹槽28a、28b和28c (統(tǒng)稱28)，用于將活塞環(huán)(未圖示)至少部分地收納于其中。具體地說，帶環(huán)部分26可以包括第一環(huán)形凹槽28a、第二環(huán)形凹槽28b，以及第三環(huán)形凹槽28c。第三環(huán)形凹槽28c可以具有安置于其中的油控制環(huán)(未圖示)?；钊?2包括支柱30，支柱30遠(yuǎn)離帶環(huán)部分26延伸。支柱30限定了肘節(jié)銷孔32，用于收納肘節(jié)銷(未圖示)以將活塞20連到連接桿(未圖示)。支柱30可以(例如)在鑄造操作或級進(jìn)鍛造操作中與帶環(huán)部分26 —體形成，如下文將進(jìn)一步描述。頂22也可以部分地限定冷卻油道56，冷卻油道56大體上環(huán)繞頂22的周邊延伸，如下文將進(jìn)一步描述。冷卻油道56經(jīng)配置以使冷卻劑(例如，機(jī)油)循環(huán)，由此降低(例如)發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間活塞20的操作溫度。另外，冷卻劑或油的循環(huán)可以在頂22和/或裙24四周維持更穩(wěn)定或均勻的溫度。
活塞裙24 —般在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間支撐頂22，例如通過與發(fā)動(dòng)機(jī)孔(未圖示)的表面對接以使活塞20在孔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間保持穩(wěn)定。例如，裙24大體上限定了環(huán)繞活塞20的周邊的至少一個(gè)部分的對應(yīng)于圓柱形發(fā)動(dòng)機(jī)孔表面的圓形外形。在活塞20在孔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，圓形裙表面一般可以沿著孔表面滑動(dòng)。如圖I中最好看出，裙24包括兩個(gè)分離的裙部分24a、24b，所述裙部分各自包括閉合板50a或50b (統(tǒng)稱50)以及下部部分25。閉合板50a、50b大體上協(xié)作以封閉冷卻油道56，而下部部分25—般與發(fā)動(dòng)機(jī)的收納活塞20的孔表面(未圖示)對接。冷卻油道56位于活塞20內(nèi)，例如位于頂22的帶環(huán)部分26內(nèi)，并且冷卻油道56大體上至少部分地由頂22的表面(例如，環(huán)狀帶環(huán)壁60以及燃燒碗壁61)限定。因此，冷卻油道56大體上由閉合板50、燃燒碗壁61以及環(huán)狀帶環(huán)壁60圍起。冷卻油道56也可以包括一個(gè)或多個(gè)流體入口和/或出口孔隙(圖I中末示)，分別用于允許冷卻劑進(jìn)入以及離開冷卻油道56。如圖I中最好看出，閉合板50大體上允許冷卻油道56的總體大小增加。例如，閉合板50b包括凹座51，使得冷卻油道56在頂22的帶環(huán)部分26的下部(例如，最下部)部分下方延伸。因此，與限定了橫穿活塞冷卻油道的底面的大體上平坦的形狀的閉合板相比， 可以通過閉合板50放大冷卻油道56的總體大小或形狀。在裙24是以兩個(gè)分離部分24a、24b的形式提供的實(shí)例中，每個(gè)裙部分24a、24b可以分離地緊固到頂22上，其中這兩個(gè)部分24a、24b是安置在支柱30和/或肘節(jié)銷孔32的相反側(cè)面上。例如，每個(gè)裙部分24a、24b可以沿著支柱30緊固，如下文將進(jìn)一步描述。裙部分24a、24b各自包括分離的閉合板部分50a、50b，所述閉合板部分50a、50b協(xié)作以在裙部分24a、24b組裝到頂22上之后形成閉合板50。如下文將進(jìn)一步描述的，裙部分24a、24b可以各自分離地形成，或可以最初形成為單個(gè)裙24，然后再分離以允許組裝到頂22上。另外，在一些實(shí)例中，裙組合件24可以作為單個(gè)一整片而非兩個(gè)分離的部分24a、24b來提供。例如，一片式裙24可以經(jīng)過定尺寸以具有一個(gè)內(nèi)徑以便允許裙24裝配到支柱30上方，從而允許裙24組裝到頂22上。閉合板50 —般可以是(例如)在鍛造或鑄造操作中與相應(yīng)裙24或裙部分24a、24b的下部部分25 —體形成為單片。例如，在一個(gè)例示中，閉合板50和裙24是使用級進(jìn)沖壓或鍛造工藝由單個(gè)坯件形成。如圖示了一個(gè)裙部分24a的圖3中最好看出，裙部分24a、24b可以包括在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間與孔表面對接的表面上的表面紋理62。例如，表面紋理62可以呈現(xiàn)出相對于圓形孔表面的波狀表面。波狀表面可以減少裙24與孔表面之間的界面處的摩擦，例如通過允許一定量的機(jī)油或其他潤滑油至少臨時(shí)地積聚在由裙24的表面紋理62以及發(fā)動(dòng)機(jī)孔的互補(bǔ)形狀形成的凹穴中。另外，裙24的對接表面上的表面起伏或紋理可能積聚小碎屑，所述小碎屑否則會干擾裙24與孔表面之間的摩擦界面。表面紋理62在量值上可能相對較小，例如相對于裙24的圓形形狀的深度小于I毫米。在一個(gè)例示中，使用滾花工藝在裙24的表面上形成表面紋理62。如圖2中最好看出，裙24可以包括一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)筋80，這一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)筋在裙24的下部部分25與閉合板50之間延伸。加強(qiáng)筋80 —般可以向裙24提供額外剛度，例如通過加強(qiáng)筋80在大體上正交于閉合板50和/或裙24的下部部分25的平面中延伸以及緊固到閉合板50以及裙24的下部部分25。在圖2所示的示范性例示中，加強(qiáng)筋80(例如)通過鍛造或沖壓(只作為實(shí)例)來與閉合板50和/或裙24 —體形成。活塞頂22和活塞裙24可以按照任何便利的方式緊固或固定地連結(jié)到彼此，所述方式包括但不限于光束焊接、激光焊接、形狀鎖定、粘結(jié)，或使用一個(gè)或多個(gè)螺釘、螺桿等的機(jī)械系固。例如，如圖I中最好看出，每個(gè)裙部分24a、24b可以沿著分別由裙部分24a、24b以及支柱30限定的對應(yīng)配合表面90、92而緊固到支柱30。更具體地說，裙部分24a可以限定裙配合表面90a，裙配合表面90a焊接到支柱配合表面92a。類似地，裙部分24b限定了裙配合表面90b,裙配合表面90b焊接到第二支柱配合表面92b,第二支柱配合表面92b安置于肘節(jié)銷孔32的相對于第一支柱配合表面92a的相反側(cè)面上。如圖I所示，配合表面90、92可以實(shí)質(zhì)上平行于頂22和/或活塞20的縱軸A_A。如所示，所述配合表面也可以實(shí)質(zhì)上筆直地延伸。配合表面92 ( S卩，頂22與裙24永久連結(jié)在一起之處)可以限于支柱30，由此簡化了裙部分24到頂22的組裝。換句話說，裙部分24a、24b可以使用永久緊固工藝(例如，焊接)只沿著配合表面90、92而緊固到頂22，從而一點(diǎn)都不需要將裙24的其他區(qū)域焊接或以其他方式永久地緊固到頂22。 在一個(gè)示范性例示中，閉合板50和頂22可以按照非永久方式來彼此接合，這與(例如)通過焊接將裙24永久緊固到頂22相反。例如，閉合板50和頂22可以按照對齊/凹進(jìn)布置來接合，在所述布置中，例如，閉合板50和頂22中的一者的延伸部收納在另一者的凹座中。在一個(gè)例示中，閉合板50可以限定與頂22接合的延伸部或唇緣(圖I到3中未示)。另外，頂22可以限定凹座或狹槽99 (圖I中任選地以虛線示出)，由此向鄰近帶環(huán)部分26的裙24和閉合板50的上部部分提供額外的徑向支撐。換句話說，延伸/凹進(jìn)布置可以向裙24提供額外的徑向剛度，其中裙24相對于鄰近裙24的孔表面而與頂接合?；蛘撸]合板50可以按照永久方式(例如，通過沿著閉合板50的周邊的一部分焊接)來緊固到頂上，以向活塞20提供額外的穩(wěn)定性或強(qiáng)度。通過固定地連結(jié)活塞頂22與活塞裙24，活塞20大體上形成為一片式或“單塊”活塞組合件。即，活塞頂22 —般與活塞裙24 —起利用，使得活塞裙24在緊固到頂22之后相對于活塞頂22固定不動(dòng)?；钊?2和活塞裙24可以由任何便利的材料構(gòu)建而成。在一個(gè)示范性例示中，頂22和裙24由同種材料形成。在另一個(gè)實(shí)例中，活塞頂22可以由與活塞裙24不同的材料形成。因此，用于活塞頂22的材料可以包括與活塞裙24不同的機(jī)械性質(zhì)，例如屈服點(diǎn)、抗張強(qiáng)度或切口韌性。只作為實(shí)例，頂22可以由鋼材、鑄鐵或鋁材形成，而裙24是由鑄鐵、復(fù)合物、鋁、粉末金屬形成。任何其他便利的材料或組合可以用于頂22和裙24。頂22和裙24也可以使用不同的工藝形成，例如，頂22可以是大體上單個(gè)的鑄造件，而裙24可以是鍛造的?？梢允褂萌魏伪憷牟牧虾?或形成組合?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4到6,圖示了具有頂122和裙組合件124的另一個(gè)示范性活塞組合件120。裙組合件124包括兩個(gè)裙部分124a、124b。盡管圖4中未具體地示出，但是頂122可以部分地限定冷卻油道(未圖示)，所述冷卻油道大體上環(huán)繞頂122的周邊延伸，實(shí)質(zhì)上如上文在示范性活塞20中所示。裙124可以包括兩個(gè)分離的裙部分124a、124b，所述裙部分各自包括一個(gè)閉合板150。閉合板150a、150b大體上協(xié)作以封閉冷卻油道(圖4到6中未示)O一個(gè)或多個(gè)流體入口和/或出口孔隙170a、170b (統(tǒng)稱170)可以分別(例如)設(shè)置于閉合板150a、150b中，以允許冷卻劑進(jìn)入和離開冷卻油道。流體入口孔隙170a可以與活塞120內(nèi)處于操作中的一個(gè)或多個(gè)噴嘴(未圖示)連通，用于將流體(例如，曲柄箱油)引導(dǎo)進(jìn)冷卻油道(圖4到6中未示)中。如上文關(guān)于活塞20所描述，冷卻油道中的流體大體上可以通過活塞120在與內(nèi)燃機(jī)(未圖示)一起操作時(shí)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來冷卻所述冷卻油道的內(nèi)壁。引入到冷卻油道56中的流體可以被準(zhǔn)許通過一個(gè)或多個(gè)流體出口孔隙170b流出以便被引回到發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的曲柄箱中。另外，可以設(shè)置環(huán)狀通路(未圖示)，所述環(huán)狀通路從冷卻油道徑向地向外延伸到活塞120的外表面(例如，與活塞120對接的鄰近孔表面)，由此通過允許冷卻劑更多地進(jìn)入/離開冷卻油道來促進(jìn)冷卻劑循環(huán)。如圖示了一個(gè)示范性裙部分124a的圖5和6中最好看出，閉合板150a可以限定凹座或冷卻劑通道152a，凹座或冷卻劑通道152a大體上環(huán)繞閉合板150的外圍延伸并且為 冷卻劑提供了一條路徑(未圖示)以在操作期間環(huán)繞冷卻油道流動(dòng)。雖然在圖5和6中只圖示了裙部分124a，但是裙部分124b也可以具有如針對裙部分124a描述的凹座或冷卻劑通道。另外，通道152在縱向延伸可以提供額外的冷卻油道容量，S卩，通過相對于活塞120的縱軸來加長通過閉合板150a、150b封閉的冷卻油道的縱向范圍。如圖5中最好看出，裙部分124a可以具備延伸唇緣154a，延伸唇緣154a環(huán)繞活塞120外圍的至少一部分或甚至整個(gè)部分來延伸。雖然在圖5和6中只圖不了裙部分124a,但是裙部分124b也可以具備如針對裙部分124a描述的延伸唇緣。延伸唇緣154a可以按照各種方式永久地以及非永久地與頂122接合。例如，延伸唇緣154、閉合板150以及頂122可以按照非永久方式來彼此接合，這與(例如)通過焊接將裙124永久緊固到頂122相反。例如，閉合板150和頂122可以按照對齊方式來接合，在對齊方式下，例如，閉合板150和頂122中的一者的延伸部收納在另一者的凹座中。例如，如圖5中最好看出，閉合板150可以限定延伸唇緣154，延伸唇緣154收納在頂122的狹槽(圖4到6中未示)內(nèi)，由此相對于頂122在徑向上支撐裙124和閉合板150的上部部分。如圖5和6所示，裙部分124a可以包括一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)筋180a，這一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)筋在裙部分124的下部部分125與閉合板150之間延伸。加強(qiáng)筋180a—般可以向裙部分124a提供額外的剛度，例如通過筋180a在大體上正交于閉合板150a延伸的平面中延伸。加強(qiáng)筋180a可以緊固到閉合板150a以及裙124a的下部部分125a。例如，加強(qiáng)筋180a可以(例如)通過鍛造、沖壓或鑄造(只作為實(shí)例)與閉合板150和/或裙部分124a —體形成。雖然在圖5和6中不出了裙部分124a,但是裙部分124b也可以按照相同的方式具備如針對裙部分124a描述的加強(qiáng)筋?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7和8，圖示了另一個(gè)示范性活塞組合件220。與活塞組合件20、120類似，活塞組合件220包括頂222以及裙組合件224，裙組合件224包括第一裙部分224a和第二裙部分224b。裙部分224a、224b各自分別包括延伸唇緣285a、285b，延伸唇緣285a、285b大體上穿過活塞組合件220的中心向彼此延伸。例如，如圖7中最好看出，延伸唇緣285a、285b穿過支柱230向彼此延伸，并且協(xié)作以限定在唇緣285a、285b的末端之間的相對較小的間隙。在這方面，由裙部分224和頂222限定的冷卻油道256可以大體上向活塞組合件220的中心延伸。例如，如圖8中最好看出，油道的中央部分256'大體上由閉合板250b和頂222限定。在操作期間，循環(huán)穿過油道的油或其他冷卻劑/潤滑油可以行進(jìn)穿過冷卻油道256的這個(gè)中央部分256'而到達(dá)延伸唇緣285之間的間隙，并且可以經(jīng)由所述間隙離開中央部分256'。因此，油一般可以回退到發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄箱(未圖示)中，并且一般也可以潤滑鄰近所述間隙的支柱230、連接桿(未圖示)以及肘節(jié)銷(未圖示)之間的界面，由此向活塞組合件220、肘節(jié)銷和/或連接桿的這些區(qū)域提供冷卻和/或潤滑。代替冷卻油道256的其他入口 /出口孔隙(例如，圖4所示的裙部分124中的孔隙170)，或除了所述其他入口/出口孔隙之外，還可以提供限定在閉合板250a、250b之間的間隙，由此允許冷卻劑或潤滑油通過將針對給定應(yīng)用而進(jìn)一步定制的冷卻油道256來循環(huán)。裙部分224a、224b (在圖8中未示出裙部分224a)的下部部分225a、225b可以在下部部分225的相反側(cè)面上具有閃光部分227。在裙部分224是使用鍛造工藝來形成的情況下，可以形成這些閃光部分227。對比之下，在裙224是在(只作為實(shí)例)鑄造操作中形成的情況下，可以在裙部分224的下部部分225的側(cè)面上提供大體上的直邊，例如，如圖4中的活塞組合件120中所示。例如，當(dāng)從側(cè)面觀看下部部分225時(shí)，閃光部分227大體上協(xié)作以向每個(gè)下部部分225提供總體“鐘”形形狀。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，描述了制造活塞的示范性過程700。過程700可以開始于框702處，在框702處，提供活塞頂，所述活塞頂具有限定了冷卻油道的帶環(huán)部分以及遠(yuǎn)離帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔的支柱。例如，如上所述，可以提供在帶環(huán)部分26中限定了冷卻油道56的活塞頂22。另外，活塞頂22、122可以包括支柱部分30、130，所述支柱部分遠(yuǎn)離帶環(huán)部分26延伸以限定肘節(jié)銷孔32、132。支柱部分30、130以及帶環(huán)部分26、126 —般可以(例如)在鍛造或沖壓操作中彼此一體形成。隨后，過程700可以前進(jìn)到框704。在框704中，可以形成活塞裙，所述活塞裙具有與之一體形成的閉合板。例如，如上所述，兩個(gè)裙部分24a、24b或124a、124b分別可以具備一體形成的閉合板50、150。只作為實(shí)例，可以使用級進(jìn)鍛造操作來形成一體式裙部分24、124。裙24、124可以包括孔接合部分或下部部分25、125，這些部分經(jīng)配置以在操作期間(例如)通過沿著關(guān)聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)的孔表面滑動(dòng)來與所述孔表面對接。裙24、124的孔接合表面的外表面可以具備表面紋理，由此增強(qiáng)裙24與孔表面之間的界面的摩擦特性。另外，裙24可以成形為任何便利的構(gòu)造，例如，具有如上所述可能由鍛造操作導(dǎo)致的“鐘”形形狀。另外，裙24、124可以由各種不同的材料或甚至使用完全不同類型的形成工藝來形成。例如，頂22、122可以由鋼材鑄造而成，而裙24、124由不同的鋼材或復(fù)合材料鍛造而成，這只作為實(shí)例。此外，在頂22、122和/或裙24,124中可以使用鋼、鋁、復(fù)合物、粉末金屬或任何其他適當(dāng)?shù)牟牧弦赃m合給定的應(yīng)用。隨后，過程700可以前進(jìn)到框706。在框706中，可以將裙緊固到頂，使得閉合板大體上封閉冷卻油道。例如，如上所述，裙24、124可以緊固到頂22、122，使得閉合板50、150大體上與頂22、122的內(nèi)表面協(xié)作以限定冷卻油道，所述冷卻油道經(jīng)配置以使冷卻劑(例如，機(jī)油)通過油道循環(huán)以大體上冷卻活塞20、120或其部分。裙24、124可以沿著對應(yīng)的配合表面90、92而緊固到頂。如上所述，裙24、124以及頂22、122的配合表面90、92可以實(shí)質(zhì)上平行于頂?shù)目v軸A-A而延伸。另夕卜，裙24、124與頂22、122大體上在此處永久連結(jié)的配合表面90、92可以限于頂22、122的支柱30、130，由此簡化了活塞20、120的組裝。前進(jìn)到框708，可以將閉合板50、150與頂22、122接合。例如，可以在裙24、124的閉合板50、150中設(shè)置特征，例如延伸唇緣154。延伸唇緣154可以收納在頂22的對應(yīng)特征(例如，凹座99)中，以增強(qiáng)裙24的上部部分相對于頂?shù)膹较蛑危纱藴p少了對裙24進(jìn)一步緊固(例如，通過焊接)到頂22上的需要。或者，在需要活塞20、120的額外剛度或穩(wěn)定性情況下，可以(例如)通過焊接將閉合板50、150永久地緊固到頂22、122。關(guān)于本文所描述的過程、系統(tǒng)、方法、試探等，應(yīng)理解，雖然此類過程的步驟等已被描述成是根據(jù)某種有序順序來發(fā)生，但是所述步驟以不同于本文所述的次序的次序來執(zhí)行也可以實(shí)踐此類過程。應(yīng)進(jìn)一步理解，某些步驟可以同時(shí)執(zhí)行，可以添加其他步驟，或可以省去本文所述的某些步驟。換句話說，在本文中提供過程的描述是為了說明某些實(shí)施例，并且這些描述決不應(yīng)被理解為限制所主張的發(fā)明。因此，應(yīng)理解，以上描述旨在說明而非限制。在閱讀完上文的描述之后將能了解到除了所提供的實(shí)例之外的許多實(shí)施例以及應(yīng)用。本發(fā)明的范圍不應(yīng)參考上文的描述來確定，而是應(yīng)該改為參考所附權(quán)利要求書以及此權(quán)利要求書所享有的等效物的整個(gè)范圍來確定。所預(yù)期和希望的是，在本文所論述的技術(shù)中將有進(jìn)一步的發(fā)展，并且所揭示的系統(tǒng)和方法將并入到此類的其他實(shí)施例中?？傊?，應(yīng)理解，本發(fā)明能夠進(jìn)行修改和變化，并且只受以 下權(quán)利要求書所限制。除非本文中明確地做出了相反的指示，否則權(quán)利要求書中所使用的所有術(shù)語都希望給出的是它們最廣泛的合理解釋以及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的所述術(shù)語的一般涵義。具體地說，除非權(quán)利要求中明確地做出了相反的限制，否則例如“一”、“所述”等單數(shù)詞語的使用應(yīng)被視為闡述了所指示元素的一者或多者。
權(quán)利要求
1.一種活塞組合件，包括 活塞頂，所述活塞頂包括 帶環(huán)部分，所述帶環(huán)部分至少部分地限定了冷卻油道；以及 支柱，所述支柱遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔；以及 活塞裙組合件，所述活塞裙組合件緊固到所述支柱，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，所述裙部分各自具有與所述裙部分一體形成的閉合板，所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞，其中所述頂和裙是沿著所述支柱和所述裙的對應(yīng)的配合表面而固定地緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞，其中所述配合表面實(shí)質(zhì)上平行于所述頂?shù)目v軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞，其中所述配合表面實(shí)質(zhì)上筆直地延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞，其中所述頂和裙是沿著所述對應(yīng)的配合表面而焊接到彼此。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞，其中所述頂?shù)乃雠浜媳砻嫦抻谒鲰數(shù)乃鲋е?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞，其中所述閉合板限定了用于與所述頂接合的延伸唇緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活塞，其中所述閉合板和帶環(huán)部分是經(jīng)由通過所述帶環(huán)部分限定的凹座而接合，所述凹座收納了所述閉合板的所述延伸唇緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活塞，其中所述延伸唇緣永久地緊固到所述頂。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞，其中所述頂和裙由不同的材料形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞，其中所述閉合板限定了凹座，所述凹座遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分在縱向上延伸，使得所述冷卻油道在所述頂?shù)乃鰩Лh(huán)部分下方延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞，其中所述閉合板各自包括延伸唇緣，所述延伸唇緣向所述活塞組合件的中心延伸，使得所述冷卻油道向所述活塞組合件的所述中心延伸。
13.—種組裝活塞的方法，包括提供活塞頂，所述活塞頂具有限定了冷卻油道的帶環(huán)部分以及遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔的支柱；形成活塞裙組合件，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，每個(gè)裙部分都具有與之一體形成的閉合板；以及將所述裙組合件緊固到所述頂，使得所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述裙到所述頂?shù)乃鼍o固是沿著所述支柱和所述裙的對應(yīng)的配合表面固定地緊固所述裙和頂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述對應(yīng)的配合表面是實(shí)質(zhì)上平行于所述頂?shù)目v軸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述頂?shù)乃雠浜媳砻媸茄刂鲋е由?，所述頂?shù)乃雠浜媳砻媸窍抻谒鲋е?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括經(jīng)由通過所述閉合板和所述帶環(huán)部分中的一者限定的凹座來接合所述閉合板與所述帶環(huán)部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述頂和裙是由不同的材料形成。
19.一種活塞組合件,包括 由第一材料形成的活塞頂，所述活塞頂包括帶環(huán)部分，所述帶環(huán)部分至少部分地限定了冷卻油道；以及 支柱，所述支柱與所述帶環(huán)部分一體形成，所述支柱遠(yuǎn)離所述帶環(huán)部分延伸以限定肘節(jié)銷孔；以及 活塞裙組合件，所述活塞裙組合件由不同于所述第一材料的第二材料形成，所述裙組合件緊固到所述支柱，所述活塞裙組合件包括兩個(gè)裙部分，所述裙部分各自具有與所述裙部分一體形成的閉合板，所述閉合板各自限定了用于與所述頂接合的延伸唇緣，所述閉合板協(xié)作以大體上封閉所述冷卻油道。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的活塞組合件，其中所述閉合板和帶環(huán)部分是經(jīng)由通過所述帶環(huán)部分限定的凹座而接合，所述凹座收納了所述閉合板的所述延伸唇緣。
全文摘要
揭示了一種用于內(nèi)燃機(jī)的汽缸襯套以及其制造方法。所述汽缸襯套一般可以包括經(jīng)配置以收納活塞組合件的汽缸體。所述汽缸體可以進(jìn)一步包括經(jīng)配置以與發(fā)動(dòng)機(jī)孔選擇性地接合的主體部分，以及經(jīng)配置以將所述汽缸體支撐在所述發(fā)動(dòng)機(jī)孔內(nèi)的上部凸緣。所述汽缸體也可以限定鄰近上部凸緣的波狀冷卻油道。所述波狀冷卻油道大體上限定了環(huán)繞所述汽缸體的周邊延伸的單個(gè)冷卻劑流路。
文檔編號F02F3/22GK102893005SQ201180019847
公開日2013年1月23日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者D·加布利艾, M·T·拉博, M·L·威爾德, G·趙 申請人:馬勒國際有限公司