活塞以及活塞的设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114320652A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210203899.1(22)申请日2022.03.03(71)申请人潍柴动力股份有限公司地址261001山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲(72)发明人晁珅朱桂香刘成倪玉权王蒙山孙楠楠(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人刘鑫(51)Int.Cl.F02F3/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称活塞以及活塞的设计方法(57)摘要本发明提供了一种活塞以及活塞的设计方法，活塞包括活塞本体，活塞本体具有用于安装活塞销的活塞销孔，活塞销孔的孔壁上设置多个盲孔，多个盲孔间隔设置。多个盲孔的设置使得活塞和活塞销摩擦副减小摩擦、改善了润滑效果；并且，多个盲孔可以容纳磨粒，降低由磨粒产生的磨损。本发明的活塞解决了现有技术中的活塞销孔容易发生表面拉伤的问题。CN114320652ACN114320652A权利要求书1/2页1.一种活塞，包括活塞本体（10），所述活塞本体（10）具有用于安装活塞销（40）的活塞销孔（11），其特征在于，所述活塞销孔（11）的孔壁上设置多个盲孔（20），多个所述盲孔（20）间隔设置。2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的深度为2μm至20μm。3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的边长或直径为10μm至200μm。4.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，多个所述盲孔（20）的开口的面积之和与所述活塞销孔（11）的孔壁的面积的比值为面积率，所述面积率的取值范围为5%至60%。5.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的垂直于其延伸方向的截面为圆形，或者六边形，或者四边形。6.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的垂直于其延伸方向的截面为圆形；所述盲孔（20）的深度为13μm至17μm；所述盲孔（20）的直径为150μm至200μm；多个所述盲孔（20）的开口的面积之和与所述活塞销孔（11）的孔壁的面积的比值为面积率，所述面积率的取值范围为10%至30%。7.根据权利要求6所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的深度为15μm；所述盲孔（20）的直径为200μm；多个所述盲孔（20）的开口的面积之和与所述活塞销孔（11）的孔壁的面积的比值为面积率，所述面积率的取值范围为20%。8.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的垂直于其延伸方向的截面为六边形；所述盲孔（20）的深度为3μm至7μm；所述盲孔（20）的边长为150μm至200μm；多个所述盲孔（20）的开口的面积之和与所述活塞销孔（11）的孔壁的面积的比值为面积率，所述面积率的取值范围为40%至60%。9.根据权利要求8所述的活塞，其特征在于，所述盲孔（20）的深度为5μm；所述盲孔（20）的边长为200μm；多个所述盲孔（20）的开口的面积之和与所述活塞销孔（11）的孔壁的面积的比值为面积率，所述面积率为60%。10.一种活塞的设计方法，其特征在于，适用于权利要求1至9中任一项所述的活塞，所述活塞的设计方法包括：计算活塞销（40）与连杆（50）的小头（51）之间的第一摩擦力；计算所述活塞销（40）与活塞本体（10）之间的第二摩擦力；计算出所述第一摩擦力和所述第二摩擦力的平均摩擦力，根据所述平均摩擦力确定活塞的多个所述盲孔（20）的结构。11.根据权利要求10所述的活塞的设计方法，其特征在于，在计算活塞销（40）与连杆（50）的小头（51）之间的第一摩擦力之前，所述活塞的设计方法还包括：采用zp和yp表示所述活塞销（40）的位置；其中，zp为沿z方向上所述活塞销（40）的中心线与所述活塞销孔（11）的中心线之间的最大距离，yp为沿y方向上所述活塞销（40）的中心线与所述活塞销孔（11）的中心线之间的最大距离；确定所述活塞销（40）的位置的初始值；在每个以曲柄（60）角度表示的时间步长t开始，计算得到所述活塞销（40）的位置；并比较前后两个时间步下得到的所述活塞销（40）的位置之间的误差，当zp和yp的误差均小于预设值时认为计算结果收敛，进而计算此时的所述第一摩擦力和所述第二摩擦力；否则，重新2CN114320652A权利要求书2/2页确定所述活塞销（40）的位置的初始值，重复该步骤。12.根据权利要求11所述的活塞的设计方法，其特征在于，计算得到所述活塞销（40）的位置的计算方法包括：根据公式计算出所述活塞销（40）与所述活塞销孔（11）之间的间隙或所述活塞销（40）与所述小头（51）之间的间隙；其中，h0为所述活塞销（40）与所述活