[发明专利]活塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有用于容纳活塞销的销孔的内燃机活塞。本发明还涉及一种用于制造这种活塞的方法。

背景技术

DE 1650206 A公开了一种通用的具有用于容纳活塞销的销孔的内燃机活塞，所述销孔相对于活塞的纵向轴线以横向椭圆形的方式形成以便对进行负载优化。销孔的横向椭圆形的结构的目的是，特别是确保在内燃机的操作期间可靠地供油。横向的椭圆形的销孔也应该具有噪声衰减效果，并且能够吸收活塞以及销的不同的热膨胀。

US 2990226也公开了一种具有横向的椭圆形销孔的通用活塞。

DE3609019 C1中公开了一种用于制造筒状活塞的销孔的方法，其中在所述销孔中从所述活塞的内部起形成凹槽状的凹部以避免凸台裂纹。在连杆通过活塞的凸台在曲轴纵向轴线的方向上引导的活塞中，润滑油从连杆小端被引入到所述凹槽中。为了在销孔中封闭形成的凹槽的情况下在销孔面积尽可能较少减少的情况下能够引导润滑油到销孔的径向外部，在切割期间借助于切削凹槽的铣削刀具的位置改变来在凹槽上形成槽，所述槽径向向外并作为油道槽。然而，形成所述槽需要第二工作步骤。

US 2007/0095200 A1类似地公开了一种具有横向的椭圆形销孔的通用活塞，在所述文件中提到的凹槽同样必须在单独的工作步骤中产生。

发明内容

本发明的目的是对于通用类型的活塞给出一种改进的或至少是替代的实施例，其通过高效率的生产而具有高的承载能力和提高的润滑性能。

本发明基于如下总的想法，以横向椭圆的方式构造在本身已知的用于内燃机的活塞中配置用于容纳活塞销的销孔，并且在α＝0°处，即在顶点处，并且在α＝180°处，即在最低点处以圆柱形的方式形成，并且在α大约为90°和270°(赤道)处以带有油保持容积的椭圆的方式形成，其中在赤道和顶点之间以及在赤道和最低点之间的过渡以连续可微的方式延伸，即没有棱边。销孔的该特定实施例允许在活塞和销之间的接触面在顶点(和最低点)处几乎彼此相对平行，由此在销和活塞之间的面接触能够直接调整以传输气体压力载荷而不产生活塞绕销的附加弯曲，该附加弯曲将导致在活塞上增加的负载。这通过如下方式实现：销孔至少在顶点区域中是大致圆柱形的，而在顶点和赤道之间的过渡区域中没有形成棱边，诸如在现有技术(US 2007/0095200 A1，DE3609019 A1，US 2990226 A)中是这种情况。因此，根据本发明的横向椭圆形的销孔是校正的横向椭圆形的销孔，其是例如线性椭圆形或双椭圆形。根据本发明的这样销孔可以借助于车床制造，其中在实际钻孔或车削过程中，要么待被钻孔的活塞要么回转刀具对每一转产生偏转。此外，在该制造方法中特别的有利的是：在经校正的横向椭圆形销孔能在单一的工作步骤中制造，因而不必在一个单独的、第二工作步骤中车削或研磨油保持凹槽，如以前惯例一样。横向椭圆形的构造意味着与例如纯粹圆柱形的销孔的情况相比能够实现显著改善的销润滑。通过根据本发明的技术方案，在凸台孔能够创建与经典横向椭圆度一样的油保持容积，该油保持容积不具有任何的棱边并不加载于活塞头。

在根据本发明的解决方案的一个有利的改进中，销孔在340°<α≦360°及0°≦α<20°及130°<α<230°处具有r_d<2微米的与圆形形状径向偏移。几乎圆柱形状，并因此在顶点区域和在最低点区域中确保在活塞和销之间的面接触面，而没有附加的活塞弯曲，以便关闭由椭圆度所增加的接触间隙。由此产生在热和机械方面高负荷活塞头的通过绕销的活塞弯曲产生的附加载荷。(这是传统的横向椭圆形的凸台孔的典型缺点。)

所述销孔有利地在α大约90°和α大约270°处、即在赤道区域中具有10微米<r_d<40微米的与圆形形状的径向偏移。在此可以清楚地看出，所述销孔的直径在赤道区域中是大得多的，因此，明显与在最低点和顶点处的直径偏移，通过该径向偏移可以创建用于润滑所必须的油保持凹槽或油保持容积。这样的油保持容积特别是对于足够的润滑是必要的，从而也是活塞的低噪音运行所必要的。

在根据本发明的解决方案的另一个有利的实施例中，销孔除了横向的椭圆度之外还具有竖直的椭圆度。因此在所述孔中的最大表面压力例如转移到+15°和-15°区域中。在活塞上的产生的力可以再次降低活塞的弯曲，并进一步减轻活塞头的负荷。由于这种竖直椭圆度，力输入点也特别能够从顶点和最低点转移到相邻的区域。