一种活塞顶、活塞裙部及组合活塞的制作方法

本发明涉及往复式发动机部件，具体而言，涉及一种活塞顶、活塞裙部及组合活塞。

背景技术：

1、组合活塞由活塞顶和活塞裙通过螺栓装配连接，在工作过程中，活塞顶、活塞裙连接面在交变载荷作用下，活塞顶及活塞裙表面存在相对滑动，即微动。在爆压工况下，活塞顶与活塞裙接触面接触压力较高，在惯性力工况下，活塞顶与活塞裙接触面接触压力较低接触面存在部分分离。由于活塞顶裙接触面微动作用，接触面发生磨损，磨损磨粒在封闭表面中参与后续的接触和磨损，导致接触面表面粗糙化，随着时间推移导致活塞顶裙接触面发生严重磨损甚至诱发疲劳开裂的损伤模式即微动磨损、微动疲劳。

2、为了降低活塞顶和活塞裙顶裙接触面的磨损，可在顶裙接触面间设置有耐磨涂层，涂层材料可以为铬、碳化钨等材料，该涂层通过表面工艺涂覆在活塞顶或者活塞裙接触表面上，例如公开号为cn202039963u的实用新型专利公开的方案。由于涂层材料比基体材料硬，韧性低，在微动接触在局部应力较高的区域，基体材料会发生塑性变形，使表面涂层产生裂纹。此外，涂层材料和表面工艺成本均较昂贵。

3、因此急需一种能够减小组合活塞接触面磨损、降低微动开裂的方案。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

2、本发明的目的包括，提供一种活塞顶，其有助于减小组合活塞接触面磨损，同时降低微动开裂的风险。

3、本发明的目的还包括，提供了一种活塞裙部，其有助于减小组合活塞接触面磨损，同时降低微动开裂的风险。

4、本发明的目的还包括，提供了一种组合活塞，其能减小接触面磨损，同时降低微动开裂的风险。

5、本发明的实施例可以通过以下方式实现：

6、一种活塞顶，其用于与活塞裙部固定连接形成组合活塞，所述活塞顶具有用于与所述活塞裙部接触的第一接触面，且所述活塞顶具有第一内腔和第一外腔，所述第一外腔围绕所述第一内腔分布，且所述第一接触面位于所述第一内腔和所述第一外腔之间，所述活塞顶还具有第一垂向油孔以及连通孔，所述连通孔的两端分别与所述第一内腔和所述第一外腔连通，以供润滑油在所述第一内腔和所述第一外腔之间流动；所述第一垂向油孔的一端与所述连通孔连通，所述第一垂向油孔的另一端向下延伸至所述第一接触面，以引导所述连通孔中的润滑油向所述第一接触面流动。

7、可选地，所述第一接触面上设置有第一布油槽，所述第一垂向油孔向下延伸并与所述第一布油槽连通，所述第一布油槽的横截面积大于所述第一垂向油孔的横截面积。

8、可选地，所述第一垂向油孔的数量为多个，多个所述第一垂向油孔在所述第一接触面处的开口沿所述活塞顶的周向均匀分布。

9、可选地，所述活塞顶与所述活塞裙部通过连接螺栓固定连接；所述第一接触面上开设有用于与所述连接螺栓螺接的螺纹孔；所述第一接触面上还设置有泄压槽，所述泄压槽与所述螺纹孔位于同一周向位置，且沿所述活塞顶的径向延伸并连通所述第一内腔和所述第一外腔。

10、一种活塞裙部，其所述活塞裙部用于与活塞顶固定连接形成组合活塞，所述活塞裙部具有用于与所述活塞顶的第一接触面接触的第二接触面，所述活塞裙部具有第二内腔和第二外腔，所述第二外腔围绕所述第二内腔分布，且所述第二接触面位于所述第二内腔和所述第二外腔之间，所述活塞裙部还具有横向油孔和第二垂向油孔，所述横向油孔的两端分别与所述第二内腔和所述第二外腔连通，所述第二垂向油孔的一端与所述横向油孔连通，所述第二垂向油孔的另一端向上延伸至所述第二接触面。

11、可选地，所述第二接触面上设置有第二布油槽，所述第二垂向油孔向上延伸并与所述第二布油槽连通，所述第二布油槽的横截面积大于所述第二垂向油孔的横截面积。

12、可选地，所述第二接触面上设置有表面纹理结构，所述表面纹理结构用于形成供润滑油沿所述第二接触面的周向流动的通道。

13、可选地，所述第二接触面具有rz在15μm和30μm之间，rsm在350μm和500μm之间的粗糙度。

14、可选地，所述活塞顶和所述活塞裙部通过连接螺栓固定连接，所述活塞裙部开设有贯穿所述第二接触面的连接孔，所述连接孔用于供所述连接螺栓穿设；所述第二接触面上还设置有泄压槽，所述泄压槽与所述连接孔位于同一周向位置，且沿所述活塞裙部的径向延伸并连通所述第二内腔和所述第二外腔。

15、一种组合活塞，其包括相互固定连接的活塞顶和活塞裙部，所述活塞顶采用上述的活塞顶；和/或，所述活塞裙部采用上述的活塞裙部。

16、本发明的实施例提供的活塞顶、活塞裙部及组合活塞的有益效果包括：

17、本发明的实施例提供了一种活塞顶，其用于与活塞裙部固定连接形成组合活塞。活塞顶具有用于与活塞裙部接触的第一接触面，且活塞顶具有第一内腔和第一外腔，第一外腔围绕第一内腔分布，且第一接触面位于第一内腔和第一外腔之间。活塞顶还具有第一垂向油孔和连通孔，连通孔的两端分别与第一内腔和第一外腔连通，从而使润滑油通过连通孔在第一内腔和第一外腔之间流动。第一垂向油孔的一端与连通孔连通，另一端向下延伸至第一接触面，如此第一连通孔中的润滑油通过第一垂向油孔向第一接触面流动，从而在第一接触面形成润滑油膜，起到一定的止推轴承作用效果，进而减小接触面磨损，降低微动开裂的风险。

18、本发明的实施例还提供了一种活塞裙部，其用于与活塞顶固定连接形成组合活塞。活塞裙部具有用于与活塞顶的第一接触面接触的第二接触面，且活塞裙部具有第二内腔与第二外腔。第二外腔围绕第二内腔分布，第二接触面位于第二内腔和第二外腔之间。活塞裙部还具有横向油孔和第二垂向油孔，横向油孔的两端分别与第二内腔和第二外腔连通，第二垂向油孔的一端与横向油孔连通，第二垂向油孔的一端向上延伸至第二接触面，如此在组合活塞的外冷却腔中润滑油液位较高时，第二垂向油孔中的润滑油可流动至第二接触面处，从而形成润滑油膜，同时，若部分润滑油从第二接触面向第二垂向油孔流动，摩擦产生的微粒随之排出，有助于减小微动磨损，降低微动开裂的风险。

19、本发明的实施例还提供了一种组合活塞，其包含上述的活塞顶和/或活塞裙部。因此该组合活塞也具有能够减小微动磨损，降低微动开裂的风险的有益效果。

技术特征：

1.一种活塞顶，所述活塞顶用于与活塞裙部固定连接形成组合活塞，所述活塞顶具有用于与所述活塞裙部接触的第一接触面，且所述活塞顶具有第一内腔和第一外腔；所述第一外腔围绕所述第一内腔分布，且所述第一接触面位于所述第一内腔和所述第一外腔之间，其特征在于，所述活塞顶还具有第一垂向油孔以及连通孔，所述连通孔的两端分别与所述第一内腔和所述第一外腔连通，以供润滑油在所述第一内腔和所述第一外腔之间流动；所述第一垂向油孔的一端与所述连通孔连通，所述第一垂向油孔的另一端向下延伸至所述第一接触面，以引导所述连通孔中的润滑油向所述第一接触面流动。

2.根据权利要求1所述的活塞顶，其特征在于，所述第一接触面上设置有第一布油槽，所述第一垂向油孔向下延伸并与所述第一布油槽连通，所述第一布油槽的横截面积大于所述第一垂向油孔的横截面积。

3.根据权利要求1所述的活塞顶，其特征在于，所述第一垂向油孔的数量为多个，多个所述第一垂向油孔在所述第一接触面处的开口沿所述活塞顶的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的活塞顶，其特征在于，所述活塞顶与所述活塞裙部通过连接螺栓固定连接；所述第一接触面上开设有用于与所述连接螺栓螺接的螺纹孔；所述第一接触面上还设置有泄压槽，所述泄压槽与所述螺纹孔位于同一周向位置，且沿所述活塞顶的径向延伸并连通所述第一内腔和所述第一外腔。

5.一种活塞裙部，所述活塞裙部用于与活塞顶固定连接形成组合活塞，所述活塞裙部具有用于与所述活塞顶的第一接触面接触的第二接触面，所述活塞裙部具有第二内腔和第二外腔，所述第二外腔围绕所述第二内腔分布，且所述第二接触面位于所述第二内腔和所述第二外腔之间，其特征在于，所述活塞裙部还具有横向油孔和第二垂向油孔，所述横向油孔的两端分别与所述第二内腔和所述第二外腔连通，所述第二垂向油孔的一端与所述横向油孔连通，所述第二垂向油孔的另一端向上延伸至所述第二接触面。

6.根据权利要求5所述的活塞裙部，其特征在于，所述第二接触面上设置有第二布油槽，所述第二垂向油孔向上延伸并与所述第二布油槽连通，所述第二布油槽的横截面积大于所述第二垂向油孔的横截面积。

7.根据权利要求5所述的活塞裙部，其特征在于，所述第二接触面上设置有表面纹理结构，所述表面纹理结构用于形成供润滑油沿所述第二接触面的周向流动的通道。

8.根据权利要求7所述的活塞裙部，其特征在于，所述第二接触面具有rz在15μm和30μm之间，rsm在350μm和500μm之间的粗糙度。

9.根据权利要求5所述的活塞裙部，其特征在于，所述活塞顶和所述活塞裙部通过连接螺栓固定连接，所述活塞裙部开设有贯穿所述第二接触面的连接孔，所述连接孔用于供所述连接螺栓穿设；所述第二接触面上还设置有泄压槽，所述泄压槽与所述连接孔位于同一周向位置，且沿所述活塞裙部的径向延伸并连通所述第二内腔和所述第二外腔。

10.一种组合活塞，包括相互固定连接的活塞顶和活塞裙部，其特征在于，所述活塞顶采用权利要求1-4任一项所述的活塞顶；和/或，所述活塞裙部采用权利要求5-9任一项所述的活塞裙部。

技术总结
本发明提供了一种活塞顶、活塞裙部以及组合活塞，涉及往复式发动机部件技术领域。本发明的实施例提供的活塞顶以及活塞裙部，通过设置延伸至接触面的垂向油孔，将润滑油引导至接触面上，从而在接触面形成润滑油膜，起到一定的止推轴承作用效果，进而减小接触面磨损，降低微动开裂的风险。

技术研发人员：汤义虎,张国勇,李梅,李丽婷,梁刚
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13