一种活塞、发动机及活塞制备方法
本发明涉及动力设备技术领域，公开一种活塞、发动机及活塞制备方法。该活塞包括：沿轴向远离活塞顶的方向依次设置的第一分段和第二分段，其中，所述第一分段的材料密度大于所述第二分段的材料密度。在上述活塞中，靠近活塞顶的第一分段是承受高爆压的主要部分，第一分段的材料密度较大，以保证可以承受足够大的爆压。第二分段远离高爆压区，第二分段的材料密度较小，相对于第一分段，更加疏松多孔，更容易充分保存机油，增强活塞裙部和缸套接触运动的润滑性，并可以减少活塞裙部和缸套的接触面积，进一步减少摩擦对能量转化的消耗，同时减轻了活塞的重量，减少了活塞运动的惯性损耗。
发明专利
CN202311163087.X
2023-09-11
CN117345462A
2024-01-05
F02F3/00(2006.01)
潍柴动力股份有限公司
李华;李明磊;倪允强;张长春;张军利;孟晓曦;孙玉成;李继超;孙浩梅
261001 山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲
北京同达信恒知识产权代理有限公司
刘亚威
山东;37
1.一种活塞，其特征在于，包括：沿轴向远离活塞顶的方向依次设置的第一分段和第二分段，其中，所述第一分段的材料密度大于所述第二分段的材料密度。 2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞具有销孔，所述销孔沿垂直于所述轴向的方向贯穿所述活塞，所述销孔的一条垂直于所述轴向的直径的延长线作为所述第一分段和所述第二分段的分界线。 3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述第一分段和所述第二分段均包括多层结构层，每层所述结构层包括依次间隔设置的多条熔道，每相邻两层所述结构层的熔道交错设置；其中， 所述第一分段中的每层结构层中的相邻两条熔道之间的间距大于所述第二分段中的每层结构层中的相邻两条熔道之间的间距。 4.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，沿远离所述活塞顶的方向，所述第一分段的材料密度逐渐减小，所述第二分段的材料密度逐渐减小；或者， 所述第一分段中的材料密度均相同，所述第二分段中的材料密度均相同。 5.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述第一分段和所述第二分段中的至少一者采用晶格结构，且所述第一分段中的晶格结构的密度大于所述第二分段中的晶格结构的密度。 6.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的活塞。 7.一种活塞制备方法，其特征在于，所述方法包括： 将活塞的数字模型虚拟分割成第一分段和第二分段，所述第一分段和所述第二分段沿轴向远离活塞顶的方向依次设置； 分别对所述第一分段赋予第一增材成型参数，对所述第二分段赋予第二增材成型参数，所述第一增材成型参数所形成的材料密度大于所述第二增材成型参数所形成的材料密度； 将所述活塞的数字模型进行模型切片，分别形成多层结构层； 将所述活塞的数字模型导入增材设备，所述增材设备的热源根据所述第一增材成型参数逐层融化金属材料，以依次形成所述第一分段的每层所述结构层，并根据所述第二增材成型参数逐层融化金属材料，以依次形成所述第二分段的每层所述结构层。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述第一分段的每层所述结构层，以及，形成所述第二分段的每层所述结构层时，所述热源均逐行扫描，以形成多条间隔设置的熔道，多条所述熔道构成一层所述结构层，且每扫描完一层所述结构层，所述热源的扫描方向旋转设定角度继续扫描形成下一层所述结构层，以使每相邻两层所述结构层的熔道交错设置； 并且，所述第一增材成型参数包括在形成所述第一分段的每层所述结构层时相邻两条所述熔道之间的间距，所述第二增材成型参数包括在形成所述第二分段的每层所述结构层时相邻两条所述熔道之间的间距；其中，所述第一增材成型参数对应的熔道之间的间距大于所述第二增材成型参数对应的熔道之间的间距。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设定角度为锐角。 10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述活塞具有沿垂直于所述轴向的方向贯穿所述活塞的销孔，所述方法具体包括： 若先形成所述第一分段、后形成所述第二分段，当所述热源扫描至所述销孔的一条垂直于所述轴向的直径的延长线时，调大所述热源扫描形成的熔道之间的间距； 若先形成所述第二分段、后形成所述第一分段，当所述热源扫描至所述销孔的一条垂直于所述轴向的直径的延长线时，调小所述热源扫描形成的熔道之间的间距。 11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一增材成型参数包括在形成所述第一分段的每层所述结构层时所述热源的功率，所述第二增材成型参数包括在形成所述第二分段的每层所述结构层时所述热源的功率；其中， 所述第一增材成型参数对应的功率大于所述第二增材成型参数对应的功率。 12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一增材成型参数包括在形成所述第一分段的每层所述结构层时所述热源的扫描速度，所述第二增材成型参数包括在形成所述第二分段的每层所述结构层时所述热源的扫描速度；其中， 所述第一增材成型参数对应的扫描速度小于所述第二增材成型参数对应的扫描速度。