[发明专利]单塑料活塞激光焊接溅落的控制

说明书

背景技术

内燃机制造商不断寻求增加他们产品的功率输出和燃料效率。一般增加效率和功率的一种方法是减少发动机的震荡质量，例如活塞，连杆，和发动机的其他可动部分。增加发动机功率和/或效率的努力也可导致运行期间燃烧室内压力和/或温度的增加。

因此发动机，并且特别是发动机的活塞承受的压力增加，因为这些重量的减少和与发动机运行相关的压力和温度的增加。因此活塞冷却变得更加重要以承受超过发动机期限的所述运行条件下增加的压力。

为减少活塞部件的运行温度，可在活塞周围提供内部冷却通道。冷却液例如曲轴箱润滑油可在活塞运行期间应用至冷却通道，并且通过活塞的往复运动分散至冷却通道，因此减少活塞的运行温度。

冷却通道可增加活塞的总体复杂性并且制造出同样的。例如，冷却通道可包括附加部件，例如冷却通道盖，以促进和指导冷却液以合适的循环通过临时储存冷却液(例如油)通过冷却通道，该临时储存冷却液(例如油)循环通过冷却通道。然而附加部件(例如盖片)也添加复杂性并且可昂贵和/或难以在应用较小活塞时形成，例如在轻质或轻负荷活塞情况下。另外，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的已知方法，例如摩擦焊接，包括极高强度的活塞部件以合适的形成活塞和冷却通道特性，而不在摩擦焊接处理期间出现非预期性的变形，因此增加结果产生的活塞的尺寸和重量。摩擦焊接处理期间置于活塞部件上的巨大压力也限制焊接接头可位于的地方。

如此，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的其他已知方法包括激光焊接冷却通道盖至活塞。通常说来，活塞最初形成时其中便形成有冷却通道，冷却通道环分离形成，并且冷却通道盖激光焊接至活塞以在活塞内形成冷却通道。为获得焊接的完全贯穿，提供足够的功率以致通过要焊接的部分形成融合接头。然而，在所述过程中导致焊接溅落从焊接或融合接头发射，导致微粒粘附至冷却通道内部。焊接溅落可难以去除因为溅落可附着至冷却通道墙并且曾附着冷却通道环。如焊接溅落不可从冷却通道内去除，可必须废弃生产部分因为溅落可干扰冷却液流动或可导致活塞的性能问题，如溅落在运行期间脱落。

因此，形成冷却通道时需要激光焊接处理以最小化进入冷却通道的焊接溅落。

附图说明

如今适用于附图，示范性例证详细示出。尽管附图表现在这里描述的示范性例证，附图不必要测量并且某些特性可夸大以更好的示出和解释示范性例证创新的方面。而且，在这里描述的实施方式并非意为详尽的或不然限制或限定为附图中示出并且在下面详细的说明中揭露的精确的形式和构造。详细说明本发明的示范性例证通过适用于如下所示的附图：

图1为示范性活塞组件的透视图；

图2A为示范性活塞组件的局部剖视图；

图2B为另一示范性活塞组件的局部剖视图；

图2C为另一示范性活塞组件的局部剖视图；

图3A示出在活塞体和冷却通道环之间的径向外界面区域的示范性激光焊接的剖视图；

图3B示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域的示范性激光焊接的剖视图；

图3C示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域和径向外界面区域的示范性激光焊接的透视图；

图4A示出在冷却通道内包括松散介质的活塞组件的侧视图；

图4B示出图4A的活塞组件的俯视图；并且

图5示出焊接活塞组件的示范性方法的处理流程图。

具体实施方式

说明书中谈及“示范性例证”，“例子”或相似的语言意味着描述与包括至少一个例证的示范性途径相关的特殊的特性，结构或特征。短语“在例证中”或相似类型的语言在说明书中各种地方的出现并不必要全涉及同一例证或例子。

在这里提供制造活塞组件的方法和制造同一活塞组件的系统的各种示范性例证。示范性活塞可包括限定活塞轴线的活塞体，该活塞体包括裙并且形成冷却通道的下表面。该体可包括径向内或外体接合表面。该活塞可进一步包括冷却通道环与活塞体协作以形成连续的燃烧室上表面。冷却通道环可包括径向内环接合表面，该径向内环接合表面沿着燃烧室的径向内界面区域邻近径向内体接合表面，冷却通道环包括径向外环接合表面，该径向外环接合表面沿着径向外界面区域邻近径向外体接合表面以致冷却通道大体闭合。活塞体和冷却通道环可沿着径向内和径向外界面区域连接成一体以形成一般整件的活塞组件。