CN101191556A - 组合油环 - Google Patents

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CN101191556A CNA2007101612096A CN200710161209A CN101191556A CN 101191556 A CN101191556 A CN 101191556A CN A2007101612096 A CNA2007101612096 A CN A2007101612096A CN 200710161209 A CN200710161209 A CN 200710161209A CN 101191556 A CN101191556 A CN 101191556A
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Abstract

一种组合油环1，包括：带有大体I形横截面的油环2，该I形横截面包括通过板8接合以用于在气缸9的内圆周表面10上滑动的上轨道6和下轨道7；以及螺旋胀簧3，用于径向向外地挤压油环2。组合油环1包含用于密封油环2的间隙并能够在由板8和上轨道6以及下轨道7形成的外圆周凹槽12中与上轨道6接触的密封构件14。密封构件14可以包括这样一种结构，其中密封构件14的边缘被弯曲并且卡在形成在油环2的板8的窗孔13中。

Description

组合油环
技术领域
本发明涉及用在内燃机中的组合油环，更具体地涉及用于降低通过油环的间隙部分的油耗的组合油环。
背景技术
主要用作气体密封件的压缩环以及主要用于控制气缸孔壁表面上的油膜厚度的油环安装在内燃机的活塞上。油环主要为带有拥有分离的上轨道和下轨道的定距胀簧的钢制组合油环以及带有螺旋胀簧的钢制组合油环，在螺旋胀簧中，上轨道和下轨道具有整体式结构。在这两种组合油环上，胀簧将轨道挤压抵靠气缸孔壁，并且轨道刮掉气缸孔壁表面上的油，以控制气缸壁上的油膜厚度。在其中上轨道和下轨道具有整体式结构的组合油环上，上轨道和下轨道上的间隙的位置沿着圆周相同或者为相近位置。
专利文献1中公开的一种技术在其中上轨道和下轨道具有整体式结构的螺旋胀簧型组合油环的间隙部分中设置密封构件，其中在油环主体的间隙部分中成对末端处分别机加工特定凹槽，并且密封构件插入在上述凹槽中。
专利文献1：待审日本专利公开No.8-42692。
当上轨道和下轨道上的间隙位置沿着圆周相同或者为相近位置时，通过下轨道的间隙的油雾以及气缸壁上由于下轨道间隙部分而未被刮掉的油会通过上轨道的间隙并进入燃烧室。燃烧室特别是在发动机制动期间减速的同时会达到负压，使得这种油上升现象在上轨道和下轨道上的间隙对准时变得更加剧烈。
在其中将凹槽机加工到油环主体中并将间隙密封构件插入在凹槽中的专利文献1的技术中，上轨道和下轨道以及间隙密封件不接触并且也未被密封。因此，在油被向上抽吸的情况下，油倾向于通过上轨道和间隙密封构件之间的空间并通过上轨道的间隙进入燃烧室。因此，这种技术在降低油耗上几乎没有效果。此外，由于需要在油环上机加工凹槽，制造成本也增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合油环，其能够降低通过油环的间隙部分的油耗。
为了解决上述问题，本发明利用下面的装置。即，本发明的组合油环包括：带有大体I形横截面的油环，该I形横截面由用于在气缸的内圆周表面上滑动的上轨道和下轨道以及连接上轨道和下轨道并包含用于允许油逃逸的窗孔的板构成；以及螺旋胀簧，用于径向向外地在油环上施加挤压力，其中安装有用于密封油环的间隙的密封构件以允许在由板和上轨道以及下轨道形成的外圆周凹槽中与上轨道接触。
密封构件的外圆周优选地包括与油环外圆周的曲率大体相同的曲率，以便形成密封作用。
沿环轴向方向的密封构件的宽度优选地设置成允许密封构件在由板和上轨道以及下轨道形成的外圆周凹槽中上下运动；并且还使得密封构件不密封形成在油环的板上的窗孔。沿环径向方向的密封构件的厚度设置成使得密封构件的突出程度不大于油环圆周。因此，沿环轴向方向的密封构件宽度为例如上轨道和下轨道之间的距离的1/2或更少，沿环径向方向的密封构件厚度小于由板和上轨道以及下轨道形成的外圆周凹槽的深度。
如果密封构件能够密封间隙，则该密封构件的圆周长度就足够了，但优选地，密封构件的圆周长度比形成在油环的板上的窗孔的圆周长度要长。为了可靠地密封间隙，密封构件的圆周长度优选地在油环的圆周长度的一半和其整个圆周长度之间。密封构件可以具有比油环长的具有重叠部分的圆周长度。在这种情况下，密封构件不必紧密地接触油环。
密封构件的边缘可以被构造成卡在形成在油环的板中的窗孔中，这样可以对密封构件施加防止旋转的作用。在这种情况下，密封构件可以具有短的圆周长度。密封构件的两个边缘可以被弯曲以卡在窗孔中，或者一个边缘可以被弯曲以卡在窗孔中。
根据良好密封和制造方面的需要，密封构件的横截面优选地为正方形、圆形、椭圆形或桶形。
在本发明的上述结构中，密封构件被向上抬起并且由于惯性力以及活塞在发动机制动期间下降时在燃烧室内导致的负压而接触油环的上轨道。油通道的面积因此变得更小，从而降低吸入到燃烧室的油量。
附图说明
图1A显示本发明的一个优选实施例；图1A是示出带有组合油环的活塞插入在气缸中的状态的竖向剖视图；
图1B是示出用于表示组合油环相应尺寸的符号的剖视图；
图2是示出组合油环的一部分的前视图；
图3是用于示出密封构件的圆周长度的油环的俯视图；
图4是示出密封构件的另一横截面形状的示例的组合油环的竖向剖视图；
图5是示出密封构件的又一横截面形状的组合油环的竖向剖视图；
图6是用于示出密封构件的圆周长度的另一示例的油环的俯视图；
图7是用于示出密封构件的圆周长度的又一示例的油环的俯视图；
图8是用于示出密封构件的圆周长度的再一示例的油环的俯视图；
图9是组合油环的一部分的前视图，且密封构件的两个弯曲边缘卡在窗孔中；
图10是组合油环的一部分的前视图，且密封构件的一个弯曲边缘卡在窗孔中。
具体实施方式
接下来参考图1到图3描述本发明的一个优选实施例。
组合油环1由钢制油环2和螺旋胀簧3构成。组合油环1安装在活塞4的油环凹槽5中。
油环2是带有大体I形横截面的环并具有间隙2a。油环2由在圆周上延伸的上轨道6和下轨道7、在圆周上延伸并连接成对的轨道6、7的薄直板8构成。上轨道6和下轨道7的外圆周表面分别构成滑动表面11，其与气缸9的内圆周表面10接触。上轨道6、下轨道7和板8的外圆周突出部分形成外圆周凹槽12。下轨道7从气缸9的内圆周表面10上刮掉的油直接掉落到油盘上。上轨道6刮掉的油从外圆周轨道12、经过沿板8的周边上多个间隔处形成的窗孔13移动到油环12的内圆周侧，通过形成在活塞4上的附图中未示出的油通道并掉落到油盘中。
密封构件14安装在外圆周凹槽12中。密封构件14由具有矩形截面的线材形成并安装用于密封油环2的间隙2a。密封构件14的圆周长度近似为油环2的圆周长度的3/4；沿环轴向方向的宽度C近似为上轨道6和下轨道7之间的距离A的1/3；沿环径向方向的厚度D近似为外圆周凹槽12的深度B的9/10。
内圆周凹槽15由上轨道6、下轨道7和板8的突出部分形成。螺旋胀簧3安装在该凹槽15上。螺旋胀簧3由卷绕成卷形并形成为环形的线材形成。螺旋胀簧3径向向外挤压油环2并将油环2的外圆周滑动表面11挤靠在气缸内圆周表面10上。
因此，在如上所述构造的组合油环1中，密封构件14被向上抬起并由于惯性力以及活塞4在发动机制动期间下降时在燃烧室内导致的负压而接触油环2的上轨道6。油通道的面积因此而变得更小，从而减少了被抽吸通过间隙2a进入燃烧室的从气缸9的壁表面上的油膜以及气缸9的壁表面上的油蒸发形成的油雾的量。
对密封构件14的横截面形状没有特别限制。用于密封构件14的横截面形状的其它示例在图4和图5中示出。图4显示了正方形横截面，图5显示了圆形横截面。
圆周长度能够密封间隙2a的密封构件14就足够了。但是，圆周长度优选地比形成在油环2的板8上的窗孔13的圆周长度要长。用于密封构件14的圆周长度的其它示例在图6、图7和图8中示出。在图6中，密封构件14的圆周长度近似为油环2的圆周长度的一半。在图7中，密封构件14的圆周长度近似为油环2的圆周长度的1/5。在图8中，密封构件14拥有比油环2的圆周长度长的带有重叠部分的圆周长度。
弯曲密封构件14的边缘以形成卡在形成于油环2的板8上的窗孔13中的结构并且这样对密封构件14施加防止旋转作用。图9和图10显示了密封构件14的示例。图9示出密封构件14的两个弯曲边缘卡在窗孔13中。图10显示密封构件的一个弯曲边缘卡在窗孔13中。这些结构在密封构件14上产生一种防止旋转作用，使得密封构件14可以具有短的圆周长度。
下面描述油耗测试效果。带有直径约为80毫米的四个直列气缸的汽油发动机操作在假设发动机制动和油耗量可比拟的模式下。包含密封构件的本发明的组合油环相比常规组合油环每升油在英里数上产生大概30％的改进。在用于本测试的密封构件中，圆周长度近似为油环圆周长度的3/4，沿环轴向方向的宽度近似为上轨道和下轨道之间的距离的30％，沿环径向方向的厚度近似为油环的外圆周凹槽的深度的90％。此外，在边缘上形成弯曲，弯曲的边缘卡在油环的窗孔中。

Claims (6)

1.一种组合油环，包括：带有大体I形横截面的油环，该I形横截面由用于在气缸的内圆周表面上滑动的上轨道和下轨道以及连接上轨道和下轨道并包含用于允许油逃逸的窗孔的板构成；以及螺旋胀簧，该螺旋胀簧用于径向向外地在油环上施加挤压力，其中安装有用于密封油环的间隙的密封构件以允许在由板和上轨道以及下轨道形成的外圆周凹槽中与上轨道接触。
2.根据权利要求1的组合油环，其特征在于，密封构件的外圆周具有与油环外圆周的曲率大体相同的曲率。
3.根据权利要求1或2的组合油环，其特征在于，沿环轴向方向的密封构件宽度为上轨道和下轨道之间的距离的1/2或更少，沿环径向方向的密封构件厚度小于由板和上轨道以及下轨道形成的外圆周凹槽的深度。
4.根据权利要求1-3中任一项的组合油环，其特征在于，密封构件的圆周长度在油环的圆周长度的一半和其整个圆周长度之间。
5.根据权利要求1-4中任一项的组合油环，其特征在于，密封构件的边缘卡在形成在油环的板中的窗孔中。
6.根据权利要求1-5中任一项的组合油环，其特征在于，密封构件的横截面为正方形、圆形、椭圆形或桶形。
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PB01 Publication
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