一种轻型发动机用的顶部加强活塞
【技术领域】
本发明涉及一种轻型发动机用的顶部加强活塞，其涉及发动机活塞技术领域。
【背景技术】
为了达到更高的热效率和更低的油耗指标，新研发的发动机趋向于采用越来越高的压缩比，更高的压缩比给汽油发动机带来更高热效率的同时，也给活塞带来了更大的气体爆发压力，这会让活塞承受更高的机械负荷和热变形。目前轻型发动机活塞采用的都是铝合金材料，为了适应越来越高的负荷，只能通过加厚材料的方式来提高活塞顶的强度和刚度。
铝合金材料具有密度小、质量轻、传热性好等优点，但是铝合金材料的力学性能在更高的机械负荷下略显不足，尤其是抗拉强度和抗压强度。因此，在铝合金材料里面加入钛合金或者铸铁等高强度材料，可以在不增加活塞顶厚度的情况下，增强活塞的材料强度和整体刚度。
【发明内容】
本发明提供一种轻型发动机用的顶部加强结构铝合金活塞，该活塞外部主体采用铝合金铸造，内部嵌有钛合金或者铸铁的加强结构，钛合金或铸铁材料力学性能比铝合金要好，嵌入活塞顶后会增强其强度和刚度，可以减小活塞顶的材料厚度。
为实现上述目的，本发明提供一种轻型发动机用的顶部加强活塞，包括：活塞结构外部主体，所述活塞结构外部主体为铝合金，所述活塞结构外部主体内部嵌有钛合金或铸铁加强结构，所述活塞结构外部主体位于活塞燃烧室下方、浇注时首先将加强结构加热后置于模具中、外部浇筑铝合金材料、冷却后实现两种材料的结合。
作为上述技术方案的改进，所述加强块顶部的形状和活塞燃烧室的形状相匹配。
作为上述技术方案的改进，所述活塞燃烧室的形状为平顶、凹坑、凸顶三种，所述加强块顶部的形状对应设计可为平顶、凹顶和凸顶三种。
本发明的有益效果：
本发明所述轻型发动机用的顶部加强结构铝合金活塞是通过在铸造时添加内部加强结构的方法，来增强活塞燃烧室的强度和刚度，可在不大幅增加活塞燃烧室材料厚度的情况下，来满足越来越高的压缩比设计要求。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1为本发明提供的轻型发动机用的顶部加强活塞纵结面剖视图；
图2为本发明提供的轻型发动机用的顶部加强活塞横结面剖视图；
图3为本发明提供的轻型发动机用的顶部加强活塞横结面剖视图；
图4为本发明提供的加强结构示意图；
图5为本发明提供的活塞顶内部加强结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1所示：图1是本发明所述一种轻型发动机用的顶部加强活塞，包括：活塞结构外部主体10，活塞结构外部主体10为铝合金，活塞结构外部主体10内部嵌有钛合金或铸铁加强结构20，活塞结构外部主体10位于活塞燃烧室下方、浇注时首先将加强结构20加热后置于模具中、外部浇筑铝合金材料、冷却后实现两种材料的结合。
进一步改进地，加强结构20顶部形状和活塞燃烧室的形状相匹配；活塞燃烧室的形状为平顶、凹坑、凸顶三种，加强结构20的顶部形状对应设计可为平顶、凹顶和凸顶三种。
如图3和图4所示，加强结构20可根据活塞整体刚度需要，选择是否延伸至销座。
在铸造时，首先将加强结构20加热后放置于模具中，然后再浇注铝合金溶液，冷却后就可以形成顶部加强结构的活塞，活塞结构外部主体10为铝合金材料，活塞燃烧室有加强结构20加强活塞整体的刚度和强度。
综上所述，本发明提供一种轻型发动机用的顶部加强结构铝合金活塞，该活塞通过在铸造时添加内部加强结构20的方法，来增强活塞的燃烧室的强度和刚度，可以在不大幅增加活塞燃烧室材料厚度的情况下，来满足越来越高的压缩比设计要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
