CN102913338A - 一种发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机，其包括缸体、活塞和活塞环，所述活塞环的内周面嵌入所述活塞的泄油环内、外周面与所述缸体的缸壁接触；所述活塞环包括第三道油环，所述第三道油环包括衬环、上刮片环和下刮片环；所述衬环具有第一环段、主环段和第二环段；所述上刮片环套设于所述第一环段，所述下刮片环套设于所述第二环段。本发明的有益效果是：其采用衬环、上刮片环和下刮片环组成的组合活塞环，由上刮片环和下刮片环将机油均匀的布置在缸壁上，同时刮离多余的机油。上刮片环的截面为桶形，下刮片环的截面亦为桶形，由第一环段和第二环段的径向支撑，配合第一环段和第二环段的斜面，形成低组合张力。

Description

一种发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是一种具有新型活塞环的发动机。

背景技术

现有的汽油发动机活塞环主要有三道，第一道和第二道为气环，第三道为油环，气环主要用于密封燃烧室内气体以免窜漏进入曲轴箱内；油环主要用于分布机油使缸壁表面形成油膜，同时刮下多余的机油，防止机油进入燃烧室内高温结焦。活塞环结构直接影响发动机的性能、活塞的可靠性和发动机的使用寿命。 

随着发动机的发展，活塞环承受越来越大的冲击载荷，为了减小活塞环的惯性力，要求活塞环轻量化，即压缩活塞环高度。由于气环承载负荷较大，易发生断裂，故气环材料除耐热、耐磨要求之外，还需要具备较高的强度和冲压韧性。当活塞环高度减少后，活塞环与气缸接触的面积相应减少，需要提高活塞环的径向压力，即提高活塞环的张力，保证接触面压，从而要求活塞环材料具有较高的弹性模数。

发明内容

为了解决上述现有的技术问题，本发明提供一种发动机，其第三道油环采用衬环、上刮片环和下刮片环组成的组合活塞环，由上刮片环和下刮片环将机油均匀的布置在缸壁上，同时刮离多余的机油。 

本发明解决上述现有的技术问题，提供一种发动机，其包括缸体、活塞和活塞环，所述活塞环的内周面嵌入所述活塞的泄油环内、外周面与所述缸体的缸壁接触；所述活塞环包括第三道油环，所述第三道油环包括衬环、上刮片环和下刮片环；所述衬环具有第一环段、主环段和第二环段；所述上刮片环套设于所述第一环段，所述下刮片环套设于所述第二环段。

本发明更进一步的改进如下所述。

所述第一环段、主环段和第二环段的截面均为矩形，其均呈齿轮状环。

所述第一环段、所述主环段和所述第二环段三者的齿数相等；所述第一环段与所述主环段之间、所述主环段和所述第二环段之间相邻两齿顶或相邻两齿底之间设置泄油槽。

所述上刮片环或所述下刮片环的内外周截面为桶形。

所述第一道气环的外周截面呈桶形。

所述第一道气环具有内周倒角。

沿着轴向所述第一道气环的外周截面从中间平面至两端的径向尺寸逐渐减小。

所述第二道气环截面为直角梯形，在该直角梯形的底角设置下切角。

所述下切角为直角槽。

所述直角梯形的顶角为91°～93°。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：采用衬环、上刮片环和下刮片环组成的组合第三道油环，由上刮片环和下刮片环将机油均匀的布置在缸壁上，同时刮离多余的机油。上刮片环的内外周截面为桶形，下刮片环的内外周截面亦为桶形，由第一环段和第二环段的径向支撑形成低组合张力。 

将第一道气环的外周截面制成桶形，不仅能够满足轻量化的设计要求，同时，大大改善第一道气环的润滑条件。该桶形外周截面与缸壁之间形成的油膜为双向楔形，该楔形油膜的入口间隙较大，从而产生一个使第一道气环浮起的油压，进而减小第一道气环的磨损。第一道气环具有内周倒角，该倒角能够产生正向扭转，有助于第一道气环与缸孔间的密封。沿着轴向第一道气环的外周截面从中间平面至两端的径向尺寸逐渐减小，这样其中间平面的径向尺寸最大，第一道气环与缸壁之间为线接触，能够适应活塞的晃动，改善与缸壁的接触工况。

第二道气环的截面为直角梯形，配合底角一圈下切角，不仅能够满足轻量化的设计要求，同时，第二道气环的斜面能够刮下缸壁上多余的机油，并将该机油储存在下切角内，避免机油堆积在第二道气环与缸壁的接触区域。

附图说明

图1为本发明发动机第三道油环的截面示意图。

图2为所述衬环的截面示意图。

图3为所述衬环的部分平面示意图。

图4是对应图3中第一环段、主环段和第二环段的结构示意图。

图5为本发明发动机第一道气环的截面示意图。

图6为本发明发动机第二道气环的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图6所示，一种发动机，其包括缸体、活塞和活塞环，活塞环的内周面嵌入所述活塞的环槽内、外周面与所述缸体的缸壁接触；该活塞环包括三道，分别是第一道气环11、第二道气环21和第三道油环31，该第三道油环31包括衬环311、上刮片环312和下刮片环313；衬环311具有第一环段3111、主环段3113和第二环段3112；上刮片环312套设于第一环段3111，下刮片环313套设于第二环段3112。其采用衬环311、上刮片环312和下刮片环313组成的组合第三道油环31，由上刮片环312和下刮片环313将机油均匀的布置在缸壁上，同时刮离多余的机油。 

第一环段3111截面为矩形，该第一环段3111呈齿轮状环。主环段3113截面为矩形，该主环段3113呈齿轮状环。第二环段3112截面为矩形，该第二环段3112呈齿轮状环。第一环段3111、主环段3113和第二环段3112三者的齿数相等；第一环段3111与主环段3113之间、主环段3113和第二环段3112之间相邻两齿顶或相邻两齿底之间设置泄油槽3114。该泄油槽3114中亦能容纳机油，该机油有利于上刮片环312或下刮片环313与衬环311的润滑

上刮片环312或下刮片环313的内外周截面为桶形。上刮片环312或下刮片环313的外周面外凸主环段的外周面。由第一环段3111和第二环段3112的径向支撑形成低组合张力。 

本发明发动机第一道气环11的外周截面111呈桶形，即为一外凸的曲面。将第一道气环11的外周截面111制成桶形，大大改善第一道气环11的润滑条件。该桶形外周截面111与缸壁之间形成的油膜为双向楔形，该楔形油膜的入口间隙较大，从而产生一个使第一道气环11浮起的油压，进而减小第一道气环11的磨损。 

第一道气环11的内周面112具有内周倒角113，该倒角113能够产生正向扭转，有助于第一道气环11与缸孔间的密封。

沿着轴向第一道气环11的外周截面从中间平面至两端的径向尺寸逐渐减小，这样其中间平面的径向尺寸最大，第一道气环11与缸壁之间为线接触，改善与缸壁的接触工况，并减少粘着磨损风险，提高活塞环的密封性能。

本发明发动机第二道气环21截面为直角梯形，该第二道气环具有顶面211、底面212、顶角213和底角214，在直角梯形的底角214设置下切角215，该下切角215呈圆环状分布。第二道气环21截面为梯形，配合底角214一圈下切角215，不仅能够满足轻量化的设计要求，同时，第二道气环的斜面能够刮下缸壁上多余的机油，并将该机油储存在下切角215内，避免机油堆积在第二道气环21与缸壁的接触区域。

为了加工方便，该下切角优选为直角槽，同时该第二道气环21的顶角优选为91°～93°。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机，其包括缸体、活塞和活塞环，所述活塞环的内周面嵌入所述活塞的泄油环内、外周面与所述缸体的缸壁接触；所述活塞环包括第三道油环，其特征在于：所述第三道油环包括衬环、上刮片环和下刮片环；所述衬环具有第一环段、主环段和第二环段；所述上刮片环套设于所述第一环段，所述下刮片环套设于所述第二环段。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述第一环段、主环段和第二环段的截面均为矩形，其均呈齿轮状环。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述第一环段、所述主环段和所述第二环段三者的齿数相等；所述第一环段与所述主环段之间、所述主环段和所述第二环段之间相邻两齿顶或相邻两齿底之间设置泄油槽。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的发动机，其特征在于：所述上刮片环或所述下刮片环的内外周截面为桶形。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述第一道气环的外周截面呈桶形。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于：所述第一道气环具有内周倒角。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于：沿着轴向所述第一道气环的外周截面从中间平面至两端的径向尺寸逐渐减小。

8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述第二道气环截面为直角梯形，在该直角梯形的底角设置下切角。

9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于：所述下切角为直角槽。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于：所述直角梯形的顶角为91°～93°。

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