一种活塞、发动机以及车辆的制作方法

1.本技术涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种活塞、发动机以及车辆。


背景技术：

2.随着发动机缸内直喷技术、增压技术的广泛应用，发动机燃烧室内的温度、爆发压力不断提升，在高转速往复运动过程中，活塞受到的机械负荷和热负荷越来越大，极易造成活塞运动副组件磨损加剧、活塞环密封失效、卡死等一系列影响发动机可靠性的问题。因此改善活塞的冷却，降低活塞头部、环形槽、销座的温度是保证活塞能在高温高负荷条件下运转的有效措施。
3.现有的技术中，为降低活塞顶部的温度，在活塞头部外壁面邻近活塞裙部的位置设置有回油孔，用于对活塞的进行冷却，但此回油孔距活塞顶部较远，且润滑油与活塞接触不充分，因此，现有技术中的回油孔存在冷却效果差的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的之一在于提供一种活塞，以解决现有技术中的活塞冷却效果差的问题；目的之二在于提供一种发动机；目的之三在于提供一种车辆。
5.为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
6.一种活塞，包括活塞头部和活塞裙部，活塞头部形成有多条油道。活塞裙部与活塞头部连接，且活塞裙部与活塞头部限定出内腔。油道包括第一段和第二段，第一段的第一端口与外部连通，第一段的第二端口设置在活塞头部内，与第一段的第一端口相比，第一段的第二端口更靠近活塞头部。第二段的第一端口与第一段的第二端口连通，第二段的第二端口与内腔连通，与第二端的第一端口相比，第二段的第二端口更靠近活塞裙部。
7.根据上述技术手段，油道用于通入润滑油，以对活塞进行润滑和冷却。活塞头部距离发动机燃烧室最近，因此，在发动机工作时，活塞头部的温度最高。活塞头部形成的油道使润滑油可以与活塞头部充分接触，对活塞头部降温，提高活塞的降温效率。
8.另外，活塞头部越靠近燃烧室的位置(活塞的顶部)，温度越高，油道的第一段的第二端口更靠近活塞头部，即油道的第一段的第二端口更靠近活塞的顶部，因此，润滑油可以与更靠近活塞的顶部的位置进行热量交换，对活塞的温度最高的位置进行降温，带走更多的热量，提高对活塞的降温效率，提高活塞的冷却效果。
9.与相关技术相比，本技术提供的活塞在温度最高的位置降温效果更好，并且润滑油通过油道与活塞接触更加充分，从而使活塞的冷却效果更好。
10.进一步，活塞裙部形成有连接孔，连接孔与内腔连通，至少一条油道的第二段的第二端口开设在连接孔的壁面上。
11.根据上述技术手段，连接孔用于连接活塞连杆，活塞和活塞连杆通过活塞销与连接孔配合完成连接。至少一条油道的第二段的第二端口开设在连接孔的壁面上可以使润滑油能够到达连接孔与活塞销的连接处，对活塞销进行润滑和降温，进一步提高活塞的冷却
效果，且可以降低活塞销与连接孔转动产生的磨损，提高活塞销和连接孔的使用寿命，从而提高活塞的工作可靠性。
12.进一步，活塞头部的外周面设有多个沿活塞的轴向间隔设置的环形槽，至少一条油道的第一段的第一端口设置在邻近活塞裙部的环形槽的底壁面上。
13.根据上述技术手段，可以对环形槽处进行降温冷却，进一步提升活塞的冷却效果。
14.进一步，活塞裙部的外周面设有活塞面窗，连接孔设于活塞面窗的壁面上，活塞面窗的壁面上设有第一凹陷部和第二凹陷部，连接孔位于第一凹陷部和第二凹陷部之间。
15.根据上述技术手段，可以增强活塞的结构强度，减少活塞生产的材料用量和加工难度，从而更好的控制成本，也可以减轻活塞的重量，降低发动机燃油的消耗，提升发动机的经济性。
16.进一步，活塞面窗的壁面与活塞头部的连接处设有第三凹陷部。
17.根据上述技术手段，减少活塞生产的材料用量，从而更好的控制成本，也可以减轻活塞的重量，降低发动机燃油的消耗，提升发动机的经济性。
18.进一步，至少一条油道的第一段的第一端口设置在第三凹陷部的壁面上。
19.根据上述技术手段，第三凹陷部还具有聚集润滑油的效果，可以将更多的润滑油聚集在第三凹陷部处，因此便于润滑油从第一段的第一端口进入油道或者使从第一段的第一端口流出的润滑油能够集中起来用于活塞头部外壁面的润滑。
20.进一步，在一些实施例中，第一段的延伸方向与活塞的中心轴线所成夹角大于35
°
小于45
°
。
21.根据上述技术手段，当润滑油需要从第一段的第一端口流出时，第一段的延伸方向与活塞的中心轴线所成夹角较小，形成坡度较陡，方便润滑油快速流出。
22.进一步，在一些实施例中，第一段的延伸方向与活塞的中心轴线所成夹角大于60
°
小于65
°
。
23.根据上述技术手段，当润滑油需要从第一段的第一端口流入时，第一段的延伸方向与活塞的中心轴线所成夹角较大，形成坡度较缓，方便润滑油流入。
24.一种发动机，该发动机包括气缸套和上述任一实施例中的活塞，活塞配合连接在气缸套内，且本技术实施例提供的发动机具有与上述任一实施例中的活塞相同的技术效果。
25.一种车辆，该车辆包括车体和上述实施例中的发动机，发动机连接在车体上，用于为车辆提供驱动力。本技术实施例提供的车辆可以为燃油车、混合动力车辆或其它具有发动机的车辆。本技术实施例提供的车辆具有与上述任一实施例中的活塞相同的技术效果。
26.本技术的有益效果：
27.本技术提供的活塞通过在活塞头部设置多条油道，使润滑油可以对活塞头部、连接孔、环形槽进行降温，提高了活塞的冷却效果。
28.本技术提供的活塞设置有活塞面窗，有利于提高活塞的结构强度，同时，可以降低活塞的制造材料用量和加工难度，降低活塞的生产成本。
29.本技术提供的活塞设置有第三凹陷部，可以降低活塞的制造材料用量，降低活塞的生产成本。同时，可以降低活塞的重力，降低发动机的燃油消耗，提高发动机的经济性。
附图说明
30.图1为本技术的活塞的结构示意图之一；
31.图2为本技术的活塞的结构示意图之二；
32.图3为本技术的活塞的结构示意图之三；
33.图4为本技术的活塞的结构示意图之四；
34.图5为本技术的活塞的结构示意图之五。
35.其中，活塞1；
36.活塞头部10；油道101；第一油道101a；第二油道101b；第一段1011；第二段1012；环形槽102；
37.活塞裙部20；连接孔201；活塞面窗202；第一凹陷部2021；第二凹陷部2022；第三凹陷部2023；
38.内腔30。
具体实施方式
39.以下将参照附图和优选实施例来说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。
40.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
41.如图1所示，本技术提供一种活塞1，该活塞1包括活塞头部10和活塞裙部20，活塞头部10形成有多条油道101。活塞裙部20与活塞头部10连接，且活塞裙部20与活塞头部10限定出内腔30。油道101包括第一段1011和第二段1012，第一段1011的第一端口与外部连通，第一段1011的第二端口设置在活塞头部10内，与第一段1011的第一端口相比，第一段1011的第二端口更靠近活塞头部10。第二段1012的第一端口与第一段1011的第二端口连通，第二段1012的第二端口与内腔30连通，与第二端的第一端口相比，第二段1012的第二端口更靠近活塞裙部20。
42.这样一来，油道101用于通入润滑油，以对活塞1进行润滑和冷却。活塞头部10距离发动机燃烧室最近，因此，在发动机工作时，活塞头部10的温度最高。活塞头部10形成的油道101使润滑油可以与活塞头部10充分接触，对活塞头部10降温，提高活塞1的降温效率。
43.另外，活塞头部10越靠近燃烧室的位置(活塞1的顶部)，温度越高，油道101的第一段1011的第二端口更靠近活塞头部10，即油道101的第一段1011的第二端口更靠近活塞1的顶部，因此，润滑油可以与更靠近活塞1的顶部的位置进行热量交换，对活塞1的温度最高的位置进行降温，带走更多的热量，提高对活塞1的降温效率，提高活塞1的冷却效果。
44.与相关技术相比，本技术提供的活塞1在温度最高的位置降温效果更好，并且润滑油通过油道101与活塞1接触更加充分，从而使活塞1的冷却效果更好。
45.在一些实施例中，继续参见图1，至少一条油道101的第一段1011的第一端口设置在第三凹陷部2023的壁面上。
46.可以理解的是，第三凹陷部2023还具有聚集润滑油的效果，可以将更多的润滑油聚集在第三凹陷部2023处，因此便于润滑油从第一段1011的第一端口进入油道101或者使从第一段1011的第一端口流出的润滑油能够集中起来用于活塞头部10外壁面的润滑。
47.基于此，如图2所示，活塞裙部20形成有连接孔201，连接孔201与内腔30连通，至少一条油道101的第二段1012的第二端口开设在连接孔201的壁面上。
48.可以理解的是，连接孔201用于连接活塞连杆，活塞1和活塞连杆通过活塞销与连接孔201配合完成连接。至少一条油道101的第二段1012的第二端口开设在连接孔201的壁面上可以使润滑油能够到达连接孔201与活塞销的连接处，对活塞销进行润滑和降温，进一步提高活塞1的冷却效果，且可以降低活塞销与连接孔201转动产生的磨损，提高活塞销和连接孔201的使用寿命，从而提高活塞1的工作可靠性。
49.活塞头部10的外周面设有多个沿活塞1的轴向间隔设置的环形槽102，至少一条油道101的第一段1011的第一端口设置在邻近活塞裙部20的环形槽102的底壁面上。
50.这样一来，润滑油可以环形槽102的底壁面通过，对环形槽102进行降温冷却，进一步提升活塞1的冷却效果。
51.在一些实施例中，继续参见图2，活塞头部10的外周面设有三个沿活塞1的轴向间隔设置的环形槽102，用于安装活塞1环。活塞头部10远离活塞裙部20的两道活塞1环是气环，又叫压缩环，用于密封气缸，防止气缸漏气，还可以将活塞头部10传来的热量传到气缸套，由冷却水带走气缸套的热量。活塞头部10邻近活塞裙部20的活塞1环为油环，它的作用是储存少量的润滑油以润滑气缸套内壁面，并刮去气缸套内壁面上多余的润滑油，使润滑油及时回流至油底壳。
52.在一些实施例中，如图3所示，活塞裙部20的外周面设有活塞面窗202，连接孔201设于活塞面窗202的壁面上，活塞面窗202的壁面上设有第一凹陷部2021和第二凹陷部2022，连接孔201位于第一凹陷部2021和第二凹陷部2022之间。
53.活塞面窗202整体呈平面结构，此平面结构相较于活塞裙部20的圆弧结构，减少活塞1生产的材料用量和加工难度，从而更好的控制成本。另外，活塞面窗202的壁面上设置的第一凹陷部2021和第二凹陷部2022可以增强活塞1的结构强度，也可以减轻活塞1的重量，降低发动机燃油的消耗，提升发动机的经济性。
54.在一些实施例中，继续参见图3，活塞面窗202的壁面与活塞头部10的连接处设有第三凹陷部2023。可以减少活塞1生产的材料用量，从而更好的控制成本，也可以减轻活塞1的重量，降低发动机燃油的消耗，提升发动机的经济性。
55.在一些实施例中，如图4和图5所示，活塞头部10设有四条油道101，包括两条第一油道101a和两条第二油道101b，两条第一油道101a以活塞1的中心轴线上的点为对称点中心对称设置，两条第二油道101b以活塞1的中心轴线上的点为对称点中心对称设置。
56.第一油道101a的第一段1011的第一端口设置在第三凹陷部2023的壁面上，第一油道101a的第一段1011的第二端口设置在活塞头部10内，第一油道101a的第二段1012的第一端口与第一段1011的第二端口连通，第二段1012的第二端口与内腔30连通，与第二端的第一端口相比，第二段1012的第二端口更靠近活塞裙部20。润滑油从第二段1012的第二端口
流入第一油道101a，从第一段1011的第一端口流出。
57.这样一来，活塞1在气缸套内做上下往复运动，润滑油在活塞1的上下往复运动的惯性力的作用下从第二的第二端口流入，依次经第一油道101a的第二段1012和第一段1011从第一段1011的第一端口流出，在第一油道101a内与活塞头部10充分接触，且流经活塞头部10靠近燃烧室的位置，带走活塞头部10的热量，以此对活塞头部10进行冷却降温。
58.第一油道101a的第一段1011的延伸方向与活塞1的中心轴线所成夹角(如图4中的α)大于35
°
小于45
°
，当润滑油需要从第一段1011的第一端口流出时，第一段1011的延伸方向与活塞1的中心轴线所成夹角较小，形成坡度较陡，方便润滑油快速流出。
59.第二油道101b的第一段1011的第一端口设置在环形槽102的底壁面上，第一油道101a的第一段1011的第二端口设置在活塞头部10内，第一油道101a的第二段1012的第一端口与第一段1011的第二端口连通，第二段1012的第二端口设置在连接孔201的壁面上。润滑油从第二油道101b的第一段1011的第一端口流入，从第二段1012的第二端口流出，流经连接孔201与活塞销的间隙，进入内腔30。
60.这样一来，气缸套内壁面上的润滑油在惯性力的作用下从环形槽102进入第一段1011的第一端口，并流经第二油道101b从第二段1012的第二端口流出，从连接孔201与活塞销的间隙，进入内腔30。对活塞销和连接孔201进行润滑和降温，进一步提高活塞1的冷却效果，且可以降低活塞销与连接孔201转动产生的磨损，提高活塞销和连接孔201的使用寿命，从而提高活塞1的工作可靠性。
61.另外，润滑油流经第二油道101b，也带走了环形槽102和活塞头部10的热量，进一步地提高了活塞1的冷却效果。
62.第二油道101b的第一段1011的延伸方向与活塞1的中心轴线所成夹角(如图5中的β)大于60
°
小于65
°
，当润滑油需要从第一段1011的第一端口流入时，第一段1011的延伸方向与活塞1的中心轴线所成夹角较大，形成坡度较缓，方便润滑油流入。
63.基于此，发动机工作过程中，润滑油由活塞1冷却喷嘴喷入内腔30，并在活塞1往复运动惯性力的作用下流经第一油道101a，并从第一油道101a的第一段1011的第一端口流出，聚集在第三凹陷部2023内，并在惯性力的作用下，溅射在气缸套内壁面上。气缸套内壁面上的润滑油在惯性力的作用下从环形槽102进入第二油道101b，并流经第二油道101b从连接孔201处流入内腔30。以此循环，实现了润滑油在活塞头部10的循环流动，使润滑油可以与活塞1充分接触，从而提高了润滑油对活塞1的润滑和冷却降温效果。
64.同时，两个第一油道101a和两个第二油道101b均以活塞1的中心轴线为对称轴对称布置，有利于均匀的降低活塞头部10、环形槽102及连接孔201的温度，避免温度过高造成活塞1组件配合异常，最终导致运动副异常磨损的问题。
65.本技术还提供一种发动机，该发动机包括气缸套和上述任一实施例中的活塞，活塞配合连接在气缸套内，且本技术实施例提供的发动机具有与上述任一实施例中的活塞相同的技术效果。
66.本技术还提供一种车辆，该车辆包括车体和上述实施例中的发动机，发动机连接在车体上，用于为车辆提供驱动力。本技术实施例提供的车辆可以为燃油车、混合动力车辆或其它具有发动机的车辆。本技术实施例提供的车辆具有与上述任一实施例中的活塞相同的技术效果。
67.本技术通过在活塞头部设置多条油道，可以实现对活塞的润滑和冷却降温，具有布置合理、总体结构简单、工艺难度低、重量轻等优点。
68.以上实施例仅是为充分说明本技术而所举的较佳的实施例，本技术的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本技术基础上所作的等同替代或变换，均在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种活塞，其特征在于，包括：活塞头部，所述活塞头部形成有多条油道；活塞裙部，所述活塞裙部与所述活塞头部连接，且所述活塞裙部与所述活塞头部限定出内腔；所述油道包括：第一段，所述第一段的第一端口与外部连通，所述第一段的第二端口设置在所述活塞头部内，与所述第一段的第一端口相比，所述第一段的第二端口更靠近所述活塞头部；第二段，所述第二段的第一端口与所述第一段的第二端口连通，所述第二段的第二端口与所述内腔连通，与所述第二段的第一端口相比，所述第二段的第二端口更靠近所述活塞裙部。2.根据权利要求1所述的一种活塞，其特征在于：所述活塞裙部形成有连接孔，所述连接孔与所述内腔连通，至少一条所述油道的所述第二段的第二端口开设在所述连接孔的壁面上。3.根据权利要求1所述的一种活塞，其特征在于：所述活塞头部的外周面设有多个沿所述活塞的轴向间隔设置的环形槽，至少一条所述油道的所述第一段的第一端口设置在邻近所述活塞裙部的所述环形槽的底壁面上。4.根据权利要求2所述的一种活塞，其特征在于：所述活塞裙部的外周面设有活塞面窗，所述连接孔设于所述活塞面窗的壁面上，所述活塞面窗的所述壁面上设有第一凹陷部和第二凹陷部，所述连接孔位于所述第一凹陷部和所述第二凹陷部之间。5.根据权利要求4所述的一种活塞，其特征在于：所述活塞面窗的所述壁面与所述活塞头部的连接处设有第三凹陷部。6.根据权利要求5所述的一种活塞，其特征在于：至少一条所述油道的所述第一段的第一端口设置在所述第三凹陷部的壁面上。7.根据权利要求6所述的一种活塞，其特征在于：所述第一段的延伸方向与所述活塞的中心轴线所成夹角大于35
°
且小于45
°
。8.根据权利要求2所述的一种活塞，其特征在于：所述第一段的延伸方向与所述活塞的中心轴线所成夹角大于60
°
且小于65
°
。9.一种发动机，其特征在于：包括如权利要求1-8中任一项所述的活塞。10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求9所述的一种发动机。

技术总结
本申请涉及一种活塞、发动机以及车辆，包括活塞头部和活塞裙部，活塞头部形成有多条油道。活塞裙部与活塞头部连接，且活塞裙部与活塞头部限定出内腔。油道包括第一段和第二段，第一段的第一端口与外部连通，第一段的第二端口设置在活塞头部内，与第一段的第一端口相比，第一段的第二端口更靠近活塞头部。第二段的第一端口与第一段的第二端口连通，第二段的第二端口与内腔连通，与第二端的第一端口相比，第二段的第二端口更靠近活塞裙部。本申请提供的活塞可以对活塞头部、连接孔、环形槽进行降温，提高了活塞的冷却效果。提高了活塞的冷却效果。提高了活塞的冷却效果。


技术研发人员：易彬 韦颂 马骏鹏
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/19