CN104220737A - 用于内燃机的活塞环 - Google Patents

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CN104220737A CN201380019892.3A CN201380019892A CN104220737A CN 104220737 A CN104220737 A CN 104220737A CN 201380019892 A CN201380019892 A CN 201380019892A CN 104220737 A CN104220737 A CN 104220737A
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布莱尔·马修·詹内斯
马修·瑞安·佩迪戈
特洛伊·肯托拉
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Abstract

本发明提供一种活塞组件，其包括活塞体和活塞环。该活塞体具有裙部，该裙部的一部分周向连续延伸并且具有裙部直径。该活塞环具有环形体，该环形体在松弛状态下延伸经过大体螺旋形状中的至少一圈。该环形体还具有内表面，在松弛状态下，该内表面呈现小于裙部直径的环形直径。该环形体周向围绕活塞体的裙部，以使得内表面偏置地与活塞体的裙部的周向连续部分的外表面配合，从而在环形体和活塞体之间建立动态密封。

Description

用于内燃机的活塞环
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年2月17日提交的序列号为61/600,216的美国申请的权益。
技术领域
本发明涉及气缸中具有至少一个往复式活塞的内燃机，具体地说，涉及往复式活塞和气缸壁之间的密封件。
背景技术
典型的内燃机具有至少一个活塞体，该活塞体在发动机体的气缸中往复运动。通常，每个活塞体包括多个环形槽，每个环形槽容纳和有效支撑活塞环。在运行过程中，活塞环保持在环形槽中并且它们各自的活塞体在发动机体的气缸中往复运动。此外，活塞环用于密封活塞体上方的燃烧室中的燃烧气体，将热量从活塞体传递到气缸壁，限制油从曲轴箱到燃烧室的通道，以及在气缸壁上形成大体均匀的油膜。这种活塞环通常以径向向外的弹簧力抵靠气缸壁偏置以便在活塞体和气缸壁之间形成密封。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种活塞组件，其包括具有裙部的活塞体。裙部的至少一部分周向连续延伸并且具有裙部直径。该活塞组件还包括具有环形体的活塞环，该环形体具有大体螺旋形状和内表面。该环形体在松弛状态下延伸经过至少一个整圈。当处于松弛状态时，环形体的内表面呈现小于裙部直径的环形直径。该环形体周向围绕活塞体的裙部，使得内表面偏置地与裙部的周向连续部分的外表面配合，以在环形体和活塞体之间建立动态密封。
该活塞环可以设置在气缸壁的通道中，从而在气缸壁和活塞体之间形成密封。于是在发动机运行过程中，该活塞环保持大体固定并且不会相对气缸壁移动。该位置为活塞体提供增加的稳定性，活塞体在发动机的气缸中往复运动而不影响裙部的长度，也就是说，当活塞体在下止点位置时裙部可以向下延伸越过气缸壁。该活塞环还可以防止漏气。
根据本发明的另一方面提供一种动力气缸组件。该动力气缸组件包括其中形成有周向连续通道的气缸壁。该动力气缸组件还包括具有裙部的活塞体，该裙部的外表面的至少一部分围绕圆周连续延伸。裙部的该部分具有大体连续的裙部直径。该动力气缸组件还包括设置在气缸壁的通道中的活塞环。该活塞环具有环形体，所述环形体在松弛状态下延伸经过大体螺旋形状的至少一个整圈。在松弛状态下，该环形体具有呈现内直径的内表面，该内直径小于活塞体的裙部直径。该环形体周向围绕活塞体的裙部，其内表面偏置地与裙部的周向连续部分的外表面配合，以在气缸壁和活塞体之间建立密封。
根据本发明的又一方面提供一种用于相对活塞体密封气缸壁的活塞环。该活塞环具有大体螺旋形状的环形体，该环形体在松弛状态下延伸经过至少一圈。该环形体具有圆形的或倒棱的内表面以与活塞体动态配合。
附图说明
参阅以下具体描述和附图，本发明的这些和其它特征和优点将会更加易于被本领域技术人员领会和理解，其中：
图1是活塞环的一个典型实施例的立体正视图；
图2是包括图1的活塞环的动力气缸组件的典型实施例的剖视图，其示出位于上止点位置的活塞体；
图3是包括图1的活塞环的动力气缸组件的典型实施例的另一剖视图，其示出位于下止点位置的活塞体；
图4是图1的活塞环的部分剖视图，该活塞环设置在气缸壁的通道中并且与活塞体密封配合；
图5是图1的活塞环的正视图；以及
图6是图1的活塞环的分解图。
具体实施方式
参阅附图，各图中相似的附图标记用于指示相应的部件，图1示出活塞环20的一个典型实施例，该活塞环20用于相对内燃机的动力气缸组件26的气缸壁24密封活塞体22。现在参阅图2和图3的剖视图，典型的活塞环20示出为安装在内燃机的动力气缸组件26中，该内燃机具有发动机体28以及共同形成轴向延伸的气缸壁24的两件式气缸衬垫30，该气缸壁24具有围绕气缸壁24大体周向延伸的通道32。具体在该实施例中，活塞环20设置在彼此轴向间隔的各气缸衬垫30的末端之间，以形成上述通道32。然而，应当注意到通道32可以通过多种不同方式形成在气缸壁24中。例如，通道32可以直接形成在不带有气缸衬垫30的发动机体28中。典型的活塞环20示出为安装在柴油机中；然而，应当注意到活塞环20也可替代地用于多种不同内燃机中，例如包括火花点火式发动机或者每个气缸具有两个水平对置的活塞的发动机。
仍然参阅图2和图3，典型的动力气缸组件26的活塞体22包括一个或多个容纳于对应的环形槽中的上活塞环34(该实施例中示出为多个)，该环形槽形成在活塞体22的外壁中。活塞体22还具有裙部36，裙部36从活塞环20区域悬垂，并且在发动机运行时帮助引导活塞体22在气缸内往复运动。裙部36的至少一部分是大体圆柱形的，并且具有围绕圆周连续延伸的外表面。具体地说，裙部的周向连续部分的外表面具有裙部直径DS。裙部36的该部分的尺寸接近并小于气缸壁24的内径以便在其间形成运行间隙38。活塞体22通过活塞销(未示出)或类似的连接装置与连接杆40相连，连接杆40再与曲柄轴(未示出)或类似的机构相连。
仍然参阅图2和图3，在气缸壁24的通道32中的对应位置上，典型活塞环20相对发动机体28固定安装并且相对活塞体22的裙部36的外表面密封，从而在气缸壁24和活塞体22之间形成气密和液密紧密封。活塞环20具有内表面42(如图4最优地示出)，在发动机的运行过程中内表面42与活塞体22的裙部36运转接触，从而在活塞体22的一侧密封燃烧室中的燃烧气体并且在活塞体22的另一侧密封例如曲轴箱(未示出)或任意其他油腔中的油。在发动机的运行过程中，活塞体22在气缸壁24内部在图2所示的上止点位置和图3所示的下止点位置之间上下移动。如图所示，典型的活塞环20保持与裙部36的周向连续部分密封配合，以便在活塞体22的整个行程范围内保持气密和油密密封。活塞环20在气缸壁24的通道32中的位置为活塞体22提供增加的稳定性，活塞体22在发动机的气缸中往复运动而不影响裙部36的长度，也就是说，当活塞体22在下止点位置时裙部36可以向下延伸到曲轴箱(未示出)中。
再次参阅图1，活塞环20包括环形体42，该环形体42具有大体螺旋形状并且在松弛状态下围绕轴延伸经过一圈或多圈。例如，在该实施例中，环形体42在松弛状态下延伸经过大约七整圈。环形体42具有连续的内表面44，内表面44朝向被环形体42围绕着延伸的轴。如图5所示，从活塞环20的上方或下方看去，内表面44延伸经过具有环形直径DR的圆周，环形直径DR小于活塞体22的裙部36的裙部直径DS。
为了将环形体42安装到活塞体22的裙部36上，环形体42必须被部分地伸展或展开以便弹性地弯转环形体42的材料，从而将环形直径DR暂时增加到大于裙部直径DS。然后将环形体42插到活塞体22的裙部36上并放松，从而使得内表面44在环形体42内部的弹簧力作用下抵靠活塞体22的外表面偏置。
现在参阅图4，该典型实施例的环形体42设置在并且密封在气缸壁24的通道32中，并且抵靠活塞体22的外表面偏置，以便在气缸壁24和活塞体22之间建立气密和油密的密封。如图所示，环形体42的内表面44是圆形的。然而，应当注意到，内表面44可以替换为倒棱的或者具有用于抵靠活塞体22的外表面密封的任意合适的形状或者具有可变的几何构形。连续的内表面44为环形体42提供与活塞体22接触的螺旋形线或面。这提供了周向连续的刮油和气密、油密的密封性能。
环形体42可以通过任意合适的制造工艺由任意合适的弹簧类材料(例如弹簧钢)形成。环形体42还可以是裸露的，或者具有应用于其内表面44的耐磨涂层(例如铬，带有氧化铝陶瓷的铬[CKS]，带有微钻石的铬[GDC]等)。环形体42的材料和几何构形优选为，在最小化环形体42和活塞体22之间的摩擦的同时，在气缸壁24和活塞体22之间形成气密和油密密封。
关于实施例的典型描述是用于说明而非限制。所公开实施例的各种修改和变化对于本领域技术人员是显而易见的并且落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种活塞组件，其特征在于，包括：
具有裙部的活塞体，其中所述裙部的外表面的至少一部分周向连续延伸并且具有裙部直径；
具有大体螺旋形状的环形体，所述环形体在松弛状态下延伸经过至少一个整圈，所述环形体具有呈现环形直径的内表面，当所述环形体处于松弛状态时所述环形直径小于所述裙部直径；以及
所述环形体周向围绕所述活塞体的所述裙部，所述内表面偏置地与所述裙部的所述周向连续部分的所述外表面配合，以在所述环形体和所述活塞体之间建立密封。
2.如权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述环形体的所述内表面是圆形的或倒棱的。
3.如权利要求2所述的活塞组件，其特征在于，所述环形体的所述内表面是圆形的。
4.如权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述环形体在松弛状态下延伸经过多圈。
5.一种动力气缸组件，其特征在于，包括：
其中形成有通道的气缸壁，所述通道围绕所述气缸壁大体周向延伸；
具有裙部的活塞体，所述裙部的外表面的至少一部分围绕圆周连续延伸并且具有裙部直径；
设置在所述气缸壁的所述通道中的活塞环，所述活塞环具有大体螺旋形状的环形体，所述环形体在松弛状态下延伸经过至少一个整圈，所述环形体具有呈现环形直径的内表面，当所述环形体处于松弛状态时所述环形直径小于所述裙部直径；以及
所述环形体周向围绕所述活塞体的所述裙部，所述内表面偏置地与所述裙部的所述周向连续部分的所述外表面配合，以在所述气缸壁和所述活塞体之间建立密封。
6.如权利要求5所述的动力气缸组件，其特征在于，所述环形体的所述内表面是圆形的或倒棱的。
7.如权利要求6所述的动力气缸组件，其特征在于，所述环形体的所述内表面是圆形的。
8.如权利要求5所述的动力气缸组件，其特征在于，所述环形体在松弛状态下延伸经过多圈。
9.如权利要求5所述的动力气缸组件，其特征在于，所述活塞环的所述内表面是裸露的。
10.一种用于相对活塞体密封气缸壁的活塞环，其特征在于，包括：
具有大体螺旋形状并且延伸经过至少一圈的环形体；以及
所述环形体具有圆形的或倒棱的内表面以与活塞体动态配合。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6423405B2 (ja) * 2016-11-01 2018-11-14 有限会社飯田製作所 シール構造及びその製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1871820A (en) * 1930-09-13 1932-08-16 American Hammered Piston Ring Packing
DE2036721A1 (de) * 1970-07-24 1972-01-27 Teves Gmbh Alfred Abdichtung
CN2062769U (zh) * 1990-04-27 1990-09-26 陶世敬 全密封活塞环
WO1997039262A1 (en) * 1996-04-18 1997-10-23 Tecnomeccanica Treviglio Di Taschini Gianangelo Cylindrical spiral piston rings, in particular for pistons of the composite type, for endothermic motors, compressors and pumps
US20070125323A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Peter Hofbauer Two-stroke internal combustion engine with oil ring
CN2911215Y (zh) * 2006-05-24 2007-06-13 李天刚 新型内燃机
CN201031736Y (zh) * 2006-11-01 2008-03-05 戴旭尧 增压活塞

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR955741A (zh) * 1950-01-19
US1165084A (en) * 1914-09-21 1915-12-21 Inland Machine Works Spiral piston-ring.
US1796603A (en) * 1926-01-29 1931-03-17 Junkers Hugo Engine
US1711244A (en) * 1927-07-19 1929-04-30 Edward C Newton Piston ring
US1819890A (en) * 1930-07-26 1931-08-18 Charles J Gleason Piston ring
US2068114A (en) * 1934-01-29 1937-01-19 Simplex Piston Ring Company Of Piston ring
US2125541A (en) * 1936-07-03 1938-08-02 Carlton Paul Piston ring
US2594986A (en) * 1949-02-11 1952-04-29 Hastings Mfg Co Piston ring
US4333661A (en) * 1980-12-05 1982-06-08 Hughes Aircraft Company Expanding helical seal for pistons and the like
JPH0471863U (zh) * 1990-10-30 1992-06-25
US9328692B2 (en) * 2009-02-20 2016-05-03 Achates Power, Inc. Opposed piston engines with controlled provision of lubricant for lubrication and cooling
US20100319661A1 (en) * 2009-06-01 2010-12-23 Achates Power, Inc. Cylinder-Mounted oil wiper for an opposed piston engine
CN102652237A (zh) * 2009-12-09 2012-08-29 艾克莫特国际公司 用于内燃机的密封组件

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1871820A (en) * 1930-09-13 1932-08-16 American Hammered Piston Ring Packing
DE2036721A1 (de) * 1970-07-24 1972-01-27 Teves Gmbh Alfred Abdichtung
CN2062769U (zh) * 1990-04-27 1990-09-26 陶世敬 全密封活塞环
WO1997039262A1 (en) * 1996-04-18 1997-10-23 Tecnomeccanica Treviglio Di Taschini Gianangelo Cylindrical spiral piston rings, in particular for pistons of the composite type, for endothermic motors, compressors and pumps
US20070125323A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Peter Hofbauer Two-stroke internal combustion engine with oil ring
CN2911215Y (zh) * 2006-05-24 2007-06-13 李天刚 新型内燃机
CN201031736Y (zh) * 2006-11-01 2008-03-05 戴旭尧 增压活塞

Also Published As

Publication number Publication date
US20130213221A1 (en) 2013-08-22
KR102002661B1 (ko) 2019-07-23
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KR20140123585A (ko) 2014-10-22
EP2828512A1 (en) 2015-01-28
JP2015508877A (ja) 2015-03-23
JP6345124B2 (ja) 2018-06-20

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