CN202690242U - 一种活塞环岸结构以及设置有该结构的发动机活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活塞环岸结构，在活塞环岸的外周上环设有凹槽，该凹槽与活塞环岸附近的活塞环槽之间的深度比值范围是0.22-0.35。它还涉及设置有上述活塞环岸结构的发动机活塞，当它在气缸体内进行往复运动时，该凹槽能有效增加活塞环之间的密封区域体积，进而减小工作过程中该部分区域内气体压力数值和压力波动量，从而减小活塞中第一活塞环的上下跳动并增强密封性能，降低活塞底部经由该活塞环进入燃烧室内机油量以及活塞积碳量和HC排放量。采用上述凹槽还能有效减小活塞与气缸体的摩擦接触面积，有利于延长部件使用寿命，降低使用维护成本。本实用新型具有构造简单、工作性能稳定可靠、易于批量制造且适用范围广等优点。

Description

一种活塞环岸结构以及设置有该结构的发动机活塞

技术领域

本实用新型涉及活塞结构，特别涉及一种活塞环岸结构以及设置有该活塞环岸结构的发动机活塞，其适用于通用的柴油或汽油发动机。

背景技术

发动机是汽车的基本组成部分之一，在发动机在运转过程中，机油消耗率以及活塞漏气量大小是保证其正常运转的重要参数。其中，如果能够降低机油消耗率，就可以显著改善发动机的尾气排放水平，减少尾气中的污染物成分，从而提高整车的机油换油间隔里程。此外，发动机活塞漏气量的减少则可以增大发动机的有效输出功率，提高发动机燃油经济性。就发动机活塞而言，其活塞环岸结构对于经由该活塞进入燃烧室中的机油量以及活塞漏气量的大小都存在明显影响。

然而，现有的活塞环岸结构还存在着一些不足之处。例如，采用这些传统的活塞环岸结构设计的活塞在工作过程中会出现：在往复运动时活塞环之间的体积空间受限、活塞环之间的气体压力数值和压力波动量较大、活塞环可能会脱离环岸而无法有效阻挡机油进入燃烧室内、活塞侧面与气缸体之间接触摩擦较大而影响到使用寿命、对燃烧室内燃气的密封性能不甚理想而造成不期望的漏气等诸多问题。因此，亟需对于现有的活塞环岸结构进行改进设计。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种活塞环岸结构，从而能够成功地解决现有技术中存在的上述问题。同时，本实用新型的目的还在于提供设置有上述活塞环岸结构的发动机活塞，以便更好地满足人们的现实需求。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种活塞环岸结构，在活塞环岸的外周上环设有凹槽，所述凹槽与所述活塞环岸附近的活塞环槽之间的深度比值范围是0.22-0.35。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述活塞环岸的外表面被所述凹槽分隔成第一表面部分和第二表面部分，其中所述第一表面部分与所述活塞环岸之间的高度比值范围是0.19-0.32，所述第二表面部分与所述活塞环岸之间的高度比值范围是0.12-0.25。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述凹槽被设置成其截面呈梯形，所述梯形的下底朝向所述活塞环岸的外表面，并且所述梯形的两个斜边与垂直于所述下底的直线分别构成第一夹角和第二夹角，其中所述第一夹角范围是5o-15o，所述第二夹角范围是5o-20o。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，在所述凹槽的底部外周处设置有第一倒角，并且/或者在所述凹槽的槽口处设置有第二倒角。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述第一倒角为圆角倒角。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述圆角倒角的半径范围是0.09-0.2mm。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述第二倒角为直角倒角。

在上述的活塞环岸结构中，优选地，所述直角倒角的数值范围是0.08-0.15mm，角度范围是35-50o。

一种发动机活塞，所述发动机活塞上设置有如以上任一项所述的活塞环岸结构。

在上述的发动机活塞中，优选地，所述发动机活塞包括依次设置的第一活塞环岸、第二活塞环岸和油环环岸，其中所述第二活塞环岸被构造成具有所述活塞环岸结构。

本实用新型的有益效果在于：通过采用优化设计，本活塞环岸结构具有构造简单、工作性能稳定可靠、易于批量制造且适用范围广等诸多优点。当具有该活塞环岸结构的发动机活塞在气缸体内进行往复运动时，该活塞环岸结构中的凹槽能有效增加活塞环之间的密封区域体积，进而减小工作过程中该部分区域内气体压力数值和压力波动量，从而减小活塞中第一活塞环的上下跳动并增强其密封性能，降低活塞底部经由该活塞环进入燃烧室内机油量以及活塞积碳量和HC排放量。此外，由于在发动机活塞的活塞环岸上设置了凹槽，因此能有效减小活塞与气缸体之间的接触面积、降低二者之间的长期摩擦损耗，从而延长了部件使用寿命，有利于降低使用和维护成本。

附图说明

以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。

图1 是本实用新型的发动机活塞一个实施例的整体结构示意图，在图中显示出了设置有凹槽的活塞环岸结构。

图2 是图1中实施例沿着活塞中心线的截面剖视图。

图3 是图2中A处的局部放大视图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本活塞环岸结构的特点和优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本实用新型形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。

请结合参考图1、图2和图3，通过这些附图以示意方式图示出了具有本活塞环岸结构的发动机活塞一个实施例的基本构造情况，尤其在图3中还进一步放大展示了该活塞环岸结构的细节技术特征。应当理解的是，为了图面清楚起见，可能已在上述这些附图中适当简化或省略了一些常规细节。

如图1和图2所示，在上述实施例中，发动机活塞4的上部主要设置有第一活塞环岸1、第二活塞环岸2和油环环岸3，并且在第二活塞环岸2的外周上沿着其环向开设有凹槽5。

凹槽5可以采用机械加工方法来实现，经由其将第二活塞环岸2的外表面分隔形成彼此上、下间隔开的第一表面部分和第二表面部分，而在这两个部分之间形成了一个气体容置空间，即相对于传统的活塞结构而言，这实际上是增加了整个气体容积。通过在第二活塞环岸2上采用上述这种活塞环岸结构形式，从而能够有效解决本实用新型所针对的那些前述技术问题。

具体而言，在发动机活塞4采用上述活塞环岸结构之后，在它进行往复运动过程中，分别设置在第一活塞环岸1和第二活塞环岸2附近相应环槽内的第一道活塞环(未示出)、第二道活塞环(未示出)也将会在其各自环槽内做往复运动。由于上述设于第二活塞环岸2外周上的环形凹槽5的存在，这有效地增大了第一道活塞环和第二道活塞环之间的体积，从而使得在发动机活塞4的工作过程中，第一道活塞环和第二道活塞环之间的气体压力数值和压力波动量下降，这样就可以促使第一道活塞环所承受的背部气体压力减小，从而减小该第一道活塞环跳动量而使其能更紧密地贴合在附近的环岸上，这样就显著减小了第一道活塞环脱离环岸的机率、增强第一道环的密封性能，由此可以更加稳定、可靠地长期阻挡机油通过活塞与缸套间隙进入燃烧室内。此外，对于燃烧室内的燃气而言，这也同样地改善了其密封性能，有效地防止了燃烧室内燃气的外泄、或者减小了活塞漏气量。

还需要进一步指出的是，在发动机活塞4采用上述活塞环岸结构之后，一方面通过减轻该发动机活塞4的重量，另一方面通过减小该发动机活塞4侧面与气缸体之间的摩擦接触面积，都能够充分降低发动机活塞4、气缸体内壁等部件的磨损损耗，从而非常有利于延长这些部件的使用寿命、降低使用和维护成本、保证整个系统运行的稳定性。

关于第二活塞环岸2的活塞环岸结构，在图3中以局部放大方式来对图2中所示A部进行了更清晰的图示，下面将对其中的一些细节构造及其尺寸范围设置等情况进行详细说明。

请参阅图3，第二活塞环岸2上凹槽5的深度在图中被标示为d，而其附近的活塞环槽的深度被标示为D。作为举例，在优选的情形下可以在本实用新型中上述二者的深度比值d/D设置在0.22-0.35范围内。

在图3中，第二活塞环岸2被显示为其高度为H，而它被凹槽5所分隔成的第一表面部分和第二表面部分的高度被分别显示为LH1和LH2。对于以上这些高度尺寸的设置情况，同样地仅作为举例而言，可以将第一表面部分与第二活塞环岸2之间的高度比值LH1/H设置在0.19-0.32范围内，而第二表面部分与第二活塞环岸2之间的高度比值LH2/H则可设置在0.12-0.25范围内。

在图3所示实施例中是将凹槽5加工处理成梯形截面，并且该梯形的下底是被设置成朝向第二活塞环岸2的外表面，而它的上、下两个斜边在图面中分别显示为与水平方向构成第一夹角A1和第二夹角A2。在可选的情形下，上述第一夹角A1的取值范围可以是5o-15o，而第二夹角A2的取值范围可以是5o-20o。

此外，在图3中还显示出了分别在凹槽5的底部外周处、槽口处设置第一倒角R2和R3、第二倒角R1和R4，以便进一步优化该活塞环岸结构。在一种可选的情形下，可以将上述的第一倒角R2和R3设置成圆角倒角，这些圆角倒角的半径范围可以是0.09-0.2mm。在另外的可选情形下，可以将上述的第二倒角R1和R4设置成直角倒角，这些直角倒角的数值范围可以是0.08-0.15mm且角度范围是35-50o。

需要指出的是，以上仅是针对图3中第二活塞环岸2上活塞环岸结构的一些细节构造进行了举例说明，然而在未示出的其他一些实施例中还可以对于这些细节进行任意组合或删除。例如，在一个实施例中可以不必设置第一倒角R2和R3，或者不必设置第二倒角R1和R4。又如，在另一个实施例中，可以根据实际应用需要而将凹槽5加工处理成具有不同于图3中所示的梯形截面。再如，如果有必要的话，还可以在发动机活塞4上设置更多个活塞环岸，并且在其中的一个或多个活塞环岸上采用本实用新型的活塞环岸结构。

另外，还需要指出的是，以上就该活塞环岸结构给出了一些尺寸数值范围。对于汽油机活塞而言，针对已明确说明的上述这些细节构造的全部或者部分可以选取其相应数值范围的下限值；对于增压汽油机以及柴油机等负荷较高的发动机活塞而言，针对已明确说明的上述这些细节构造的全部或者部分可以选取其相应数值范围的上限值，以便适应并且更佳地满足实际应用需要。

以上仅以举例方式来详细阐明本实用新型的活塞环岸结构以及设置有该活塞环岸结构的发动机活塞，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。

Claims (10)

1. 一种活塞环岸结构，其特征在于，在活塞环岸的外周上环设有凹槽，所述凹槽与所述活塞环岸附近的活塞环槽之间的深度比值范围是0.22-0.35。

2. 根据权利要求1所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述活塞环岸的外表面被所述凹槽分隔成第一表面部分和第二表面部分，其中所述第一表面部分与所述活塞环岸之间的高度比值范围是0.19-0.32，所述第二表面部分与所述活塞环岸之间的高度比值范围是0.12-0.25。

3. 根据权利要求1所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述凹槽被设置成其截面呈梯形，所述梯形的下底朝向所述活塞环岸的外表面，并且所述梯形的两个斜边与垂直于所述下底的直线分别构成第一夹角和第二夹角，其中所述第一夹角范围是5o-15o，所述第二夹角范围是5o-20o。

4. 根据权利要求1、2或3所述的活塞环岸结构，其特征在于，在所述凹槽的底部外周处设置有第一倒角，并且/或者在所述凹槽的槽口处设置有第二倒角。

5. 根据权利要求4所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述第一倒角为圆角倒角。

6. 根据权利要求5所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述圆角倒角的半径范围是0.09-0.2mm。

7. 根据权利要求4所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述第二倒角为直角倒角。

8. 根据权利要求7所述的活塞环岸结构，其特征在于，所述直角倒角的数值范围是0.08-0.15mm，角度范围是35-50o。

9. 一种发动机活塞，其特征在于，所述发动机活塞上设置有如权利要求1-8中任一项所述的活塞环岸结构。

10. 根据权利要求9所述的发动机活塞，其特征在于，所述发动机活塞包括依次设置的第一活塞环岸、第二活塞环岸和油环环岸，其中所述第二活塞环岸被构造成具有所述活塞环岸结构。

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