本发明涉及内燃机活塞，具体而言，涉及一种高强度内燃机活塞。
背景技术：
1、铝合金材料因其密度小和导热性好的优点被广泛应用于活塞制造。活塞用的铝合金材料常温抗拉强度一般在200mpa左右，高温(300℃)抗拉强度一般在90mpa左右。然而，在工作状态下，活塞顶面的温度往往超过300℃，而且，随着内燃机强化指标的不断提高，活塞承受的机械负荷和热负荷也越来越高，逐渐超出了普通铝活塞的承受能力，容易出现活塞顶部高温烧蚀、销孔开裂、活塞喉口开裂等现象。因此，逐渐出现了整体锻钢活塞、组合活塞等结构形式，虽然在一定程度上提升了活塞的承受能力，但仍然存在以下技术缺陷：
2、(1)整体锻钢活塞的加工工序多、生产周期长，而且对刀具要求高，刀具消耗大，生产成本高。
3、(2)铰接式活塞，重量比整体锻钢活塞略轻，但是工作时噪音大，活塞裙属于薄壁件铸造和加工都比较困难。另外此种活塞内冷油腔一般比较小，抵抗热负荷的能力不及整体锻钢活塞，并且对刀具要求高，刀具消耗大，生产成本高。
4、(3)采用焊接的方式在活塞上增加镶嵌件，极大的增加了成本和生产周期，而且需要考虑材料的焊接性能等情况，焊接连接面积较小，牢靠性较差。用螺栓连接的方式将镶嵌件与活塞本体连接，容易出现螺栓松脱问题，活塞的可靠性不高，且组成活塞的部件比较多，加工周期长，生产成本高。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本发明的目的在于提供一种高强度内燃机活塞，通过整体铸造的方式在普通铝合金活塞本体的活塞头部增加一个铸钢、铸铁或锻钢的活塞冠，两种材料有机结合，既能够使得活塞满足轻量化的要求，又具有高强度性能。
3、为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种高强度内燃机活塞，包括：活塞本体；与活塞本体的活塞头部顶面及周侧面通过整体铸造方式相连接的活塞冠；所述活塞冠的上顶面环向设置多个纵向通孔，所述活塞冠的周侧面环向设置多个横向通孔，在铸造过程中，活塞本体材料填充到活塞冠的纵向通孔和横向通孔内。
4、优选地，所述活塞本体材料为铝合金，所述活塞冠材料的线膨胀系数与铝合金的线膨胀系数的差值不大于2×10-6/℃。
5、优选地，所述活塞冠材料为铸铁、铸钢或锻钢中的任意一种。
6、优选地，所述活塞冠的周侧面上设置活塞第一环槽且处于所述横向通孔的下方。
7、优选地，所述活塞冠的周侧面上设置活塞第一环槽和第二环槽，且处于所述横向通孔的下方。
8、优选地，环向设置的纵向通孔的中心连成的环形直径小于环向设置的横向通孔的内侧面连成的环形直径。
9、优选地，所述活塞冠的顶面以及横向通孔上方的周向面厚度均≤6mm；活塞冠的第一环槽的上顶面厚度为1.5mm-4mm；所述活塞冠的第一环槽的槽底厚度为2mm-4mm。
10、优选地，所述活塞冠的第二环槽的下底面厚度为1.5mm-4mm；所述活塞冠的第二环槽的槽底厚度为2mm-4mm。
11、优选地，所述活塞本体包括活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部设内冷油腔，所述活塞裙部设活塞销孔，与所述活塞销孔相适应的销孔衬套通过过盈配合方式安装在所述活塞销孔上。
12、优选地，所述活塞销孔的下侧设沉头螺纹通孔；空心固定螺钉，安装在所述沉头螺纹通孔内，以将所述销孔衬套固定在所述活塞销孔中；所述空心固定螺钉自活塞销孔内侧向外侧拧紧，所述空心固定螺钉的空心结构下侧设计为喇叭口，所述空心固定螺钉拧紧后，其顶面不高于所述销孔衬套内侧面，且不低于所述销孔衬套的外侧面。
13、本发明提出的一种高强度内燃机活塞具有以下有益技术效果：
14、(1)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，既能够使得活塞满足轻量化的要求，又具有高强度性能，活塞顶面和销孔能够承受更高的机械负荷和热负荷，提高了活塞的可靠性，进而有利于提高内燃机整机的可靠性。
15、(2)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，通过在活塞冠的顶面和周侧面设计了许多通孔，不但能够增大活塞本体和活塞冠的结合面积，而且活塞本体材料会在铸造过程中填充到活塞冠的通孔内，起到活塞本体对活塞冠的锚固作用。
16、(3)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，通过在活塞冠的顶面加工出纵向通孔和侧面外圆加工出若干横向通孔的创新设计，使得活塞冠与本体之间的结合面积增加15％以上，通过较低的成本和较短的加工周期，就能够提高活塞本体与活塞冠的结合可靠性。
17、(4)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，活塞冠材料的线膨胀系数与铝合金活塞本体相近或一致，从而使得活塞冠材料能够与铝合金活塞本体进行冶金结合，两部分的结合面之间原子相互扩散形成结合，不易出现分离，进一步保障了活塞的高可靠性。
18、(5)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，活塞本体仍为铝合金材料，密度只有铸铁或锻钢材料的1/3，可以满足轻量化的要求，降低内燃机运行时的振动和噪声，而且加工难度低、对刀具的要求较低，刀具损耗较小，能够缩短加工周期、降低加工成本，废旧活塞得以回收熔化重新利用，实现材料的反复利用，从而降低材料成本。活塞冠为锻钢、铸钢或铸铁材料，使活塞能够承受更高交变的机械负荷和热负荷，从而满足高强度的要求，而且材料为常见材料，价格低廉，能够降低生产成本，进而降低内燃机的整机成本。
19、(6)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，通过铸造的方式将活塞冠和活塞本体连接起来，无需螺栓连接，不会出现螺栓脱落分离风险，而且活塞冠结构简单，不易出现铸造缺陷，能够承受更高的机械负荷和热负荷。活塞的第一环槽或第一、二两个环槽加工在活塞冠上，与活塞冠为一体结构，可以极大的提高活塞环槽的耐磨性。
20、(7)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，活塞销孔设置销孔衬套，能够提高活塞销孔的承载能力，而且在过盈配合方式安装的同时，采用空心固定螺钉由活塞销孔内侧向外侧拧紧进行固定，不但能够有效防止销孔衬套旋转脱落现象的发生，而且能够有效防止空心固定螺钉脱落掉入内燃机内部。
21、(8)本发明提出的一种高强度内燃机活塞，通过将固定销孔衬套的空心固定螺钉设计为空心结构且下侧设计为喇叭口，有利于飞溅的机油由此进入活塞销孔，润滑活塞销孔，并进一步增加活塞销孔可靠性。
22、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种高强度内燃机活塞，其特征在于，包括：活塞本体；与活塞本体的活塞头部顶面及周侧面通过整体铸造方式相连接的活塞冠；所述活塞冠的上顶面环向设置多个纵向通孔，所述活塞冠的周侧面环向设置多个横向通孔，在铸造过程中，活塞本体材料填充到活塞冠的纵向通孔和横向通孔内。
2.根据权利要求1所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞本体材料为铝合金，所述活塞冠材料的线膨胀系数与铝合金的线膨胀系数的差值不大于2×10-6/℃。
3.根据权利要求2所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞冠材料为铸铁、铸钢或锻钢中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞冠的周侧面上设置活塞第一环槽且处于所述横向通孔的下方。
5.根据权利要求2所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞冠的周侧面上设置活塞第一环槽和第二环槽，且处于所述横向通孔的下方。
6.根据权利要求2所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，环向设置的纵向通孔的中心连成的环形直径小于环向设置的横向通孔的内侧面连成的环形直径。
7.根据权利要求4或5所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞冠的顶面以及横向通孔上方的周向面厚度均≤6mm；活塞冠的第一环槽的上顶面厚度为1.5mm-4mm；所述活塞冠的第一环槽的槽底厚度为2mm-4mm。
8.根据权利要求5所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞冠的第二环槽的下底面厚度为1.5mm-4mm；所述活塞冠的第二环槽的槽底厚度为2mm-4mm。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞本体包括活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部设内冷油腔，所述活塞裙部设活塞销孔，与所述活塞销孔相适应的销孔衬套通过过盈配合方式安装在所述活塞销孔上。
10.根据权利要求9所述的高强度内燃机活塞，其特征在于，所述活塞销孔的下侧设沉头螺纹通孔；空心固定螺钉，安装在所述沉头螺纹通孔内，以将所述销孔衬套固定在所述活塞销孔中；所述空心固定螺钉自活塞销孔内侧向外侧拧紧，所述空心固定螺钉的空心结构下侧设计为喇叭口，所述空心固定螺钉拧紧后，其顶面不高于所述销孔衬套内侧面，且不低于所述销孔衬套的外侧面。
