CN203925768U - 一种活塞和汽缸组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞和汽缸组件。在一些二冲程发动机中，静止环被设置在汽缸壁中的圆周凹槽中。然而，安装这种静止环且同时保持窄的间隙以最小化通过该间隙的气流是有挑战性的。所公开的一种用于内燃机的环系统，其包括具有凹角的L形开口环和邻近凹角与L形环嵌套的具有凸四边形横截面的嵌套开口环。两个环被固定，以致开口环的两个间隙不能对准。或者，在其它实施例中，两个环被允许在预定角度的范围内相对于彼此旋转。

Description

一种活塞和汽缸组件

技术领域

本实用新型涉及一种活塞和汽缸组件，具体地，涉及用于比如内燃机和压缩机等的具有往复式活塞的装置的静止环。

背景技术

在二冲程发动机中的活塞具有压缩环，这像它们的四冲程发动机一样。在汽缸壁中具有被活塞覆盖和暴露的端口的某些二冲程发动机在活塞中具有额外的油环，该油环位于端口之下。油环防止用于润滑和冷却的四处飞溅的油太多地进入端口以及在燃烧室中被燃烧或直接通过排气口离开。油环还提供油配量，以允许一些油润滑压缩环和活塞裙部。此外，在二冲程发动机中的油环必须密封在进气口处的压缩空气或在排气口处的废气，防止它们逸入曲轴箱。这种布置导致的活塞或壁对某些应用场合而言比可能希望的长。替换方案是在汽缸壁的圆周凹槽中提供密封环(静止环)，比如在图1a-c中所示的。

在图1a中，具有压缩环12和14的活塞10在汽缸壁20中向下运行(在图1a中在剖面中仅仅显示了壁的一侧的一部分)，该汽缸壁在壁中具有端口22，以使得如果端口是进气口时气流能够流入汽缸中，而如果端口是排气口时气流能够流出汽缸。在汽缸壁20中形成了圆周凹槽，静止油环24被放置在其中。在图1a中，活塞10处于压缩环12和14位于端口22的上方的位置中。因此，燃烧室(活塞10的上方)从端口22被密闭。活塞10向下运动并且在图1b中所图解的瞬间，端口22与燃烧室连通。当活塞10进一步向下运动时，如在图1c中所图解的，活塞10完全暴露端口22。

在图13中显示了在汽缸壁368中的活塞370的视图。活塞370具有压缩环374。汽缸壁368具有端口376和限定在其中的凹槽372。 静止环可以被安装在凹槽372中，以辅助油控制。

在图1中汽缸壁20被显示为单件式。然而，静止油环24，其是开口环，如果被插入到汽缸壁20中并且然后弹进汽缸壁中的凹槽中时具有大的间隙。在某些替换方案中，汽缸壁由两件式形成。在图1c中，在汽缸壁20中的虚线26指示了能够被使用在两件式汽缸壁中以便于静止油环24的安装的分隔线。两件式汽缸壁的问题包括：包括为了将两件紧固在一起的凸缘和螺栓而增加的重量以及在确保将两件的汽缸壁完美地对准且适当地机加工上的困难。期望的是便于安装到单件式汽缸壁中的环系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的系统中的至少一个问题，能够被使用在具有往复式活塞的比如内燃机或压缩机的装置中的环系统包括具有凹角的L形开口环；邻近凹角与L形环嵌套的具有凸四边形横截面的嵌套开口环；和在L形环和嵌套环之间的特征，该特征将在环之间的相对旋转运动限制成小于预定角度，其中L形环和嵌套环适于被安装到装置的汽缸壁中的凹槽中。

在一个实施例中，特征是销并且预定角度大致为零。在另一个实施例中，特征是熔焊和钎焊接头中的一个并且预定角度大致为零。在又一个实施例中，凹槽被形成在L形环和嵌套环中的一个环中的邻近凹角的圆周的预定角度中，并且凸起被形成在L形环和嵌套环中的另一个环中。凸起接合凹槽。凸起是限制环之间的相对旋转运动的特征，预定角度小于160度。

环系统可以进一步包括位于L形环的邻近汽缸壁中的凹槽的表面的壁中的L形环的表面中的凹槽和被插入在L形环中的凹槽中的连续的环。

L形环中的间隙和嵌套环中的间隙沿圆周方向彼此间隔，以减少在L形环和嵌套环的第一侧和第二侧之间的气体流动。

还公开了一种活塞和汽缸组件，其包括具有形成在其中的圆周凹 槽的汽缸壁、被设置在汽缸壁中的活塞、被设置在凹槽中的具有凹角的L形开口环，以及邻近凹角与L形环嵌套的具有凸四边形横截面的嵌套开口环。在一些实施例中，L形环和嵌套环通过销接、熔焊和钎焊中的一种被固定，以防止在环之间的相对旋转运动。活塞适于在汽缸壁中往复运动。L形环和嵌套环的邻近活塞的表面相对于活塞的表面形成锐角。

L形环和嵌套环压在活塞表面上。L形环和嵌套环适于从活塞表面刮擦油。组件是内燃机或压缩机中的一个的零件。

一些实施例包括：限定在L形环的邻近汽缸壁中的凹槽的表面的壁中的L形环的表面中的凹槽和被插入在L形环中的凹槽中的连续的环元件。连续是指环没有开口。

L形环中的间隙和嵌套环中的间隙沿圆周方向彼此间隔，以减少在L形环和嵌套环的第一侧和第二侧之间的气体流动。

当L形环在它的中间位置中时，L形环的外表面的直径大于汽缸壁的直径。当L形环收缩以致L形环的直径大致等于汽缸壁的直径时，在开口环中的间隙几乎为零。当L形环膨胀以使得活塞能够被插入到L形环中并且然后释放时，L形环压在活塞上。

附图说明

图1a-c是活塞有端口的发动机的汽缸壁和活塞壁的部分的剖面示意图；

图2是活塞和汽缸壁的截面的剖面视图，在汽缸壁中的凹槽中具有L形环和嵌套环；

图2a是L形环的部分、在L形环中的凹槽和设置在凹槽中的密封元件的细节。

图3-8是L形环和嵌套环的实施例的剖面；

图9-12是图解了安装L形环和嵌套环的步骤的汽缸壁的剖面；和

图13是活塞有端口的发动机的部分的剖面，显示了静止环被设 置在凹槽中。

具体实施方式

如本领域的那些普通技术人员所理解的，参考附图中的任何一个附图所图解和描述的实施例的各个特征都可以与在一个或多个其它附图中所图解的特征结合，以产生没有被明确图解或描述的可选实施例。所图解的特征的结合为典型的应用场合提供代表性的实施例。然而，与本实用新型的教义一致的特征的各种结合和修改都被期望用于特定的应用或实施中。本领域的那些普通技术人员会意识到相似的应用或执行，而不论其是否被明确地描述或图解。

在图2中，显示了根据本实用新型的一个实施例的环系统或环组件的剖面图。在剖面图中活塞100的一部分被显示邻近汽缸壁102的一部分。壁102的表面96与活塞102的表面98间隔间隙101。为了基本上防止气体流过间隙101，开口环或者在该情形下一对开口环110和112被提供。环被提供在凹槽103中，该凹槽具有端表面104、底表面106和顶表面108。开口环110在邻近凹槽103的底表面106的表面中具有凹槽。环113被放置在该凹槽中。在图2a中显示了开口环110和环113的细节。在环110中的凹槽114具有金属环，该环的横截面几乎是圆形，但是具有开口。图2a是一个示范性实施例的图解，但是其并不意在构成限制。

在图3中，开口环110和112被更详细地显示。环110大体上呈L形，具有表面118、120、122、124、126和128。表面124和126形成L的内部并且彼此垂直。表面118、120和128也相对于表面124和126垂直。面向活塞100的表面98(当被组装时)的表面122具有小角度。表面122和124的交叉处刮擦活塞100的表面98，以在发动机的操作期间除去过多的油。表面122和124的交叉处在图3中显示为点，然而实际中形成小表面，该小表面平行于它所坐在上面的壁。表面124和126被描述为垂直的。然而，在其它的实施例中，能够使用在两个表面之间的不同的角度，但是应该匹配嵌套L形环110的环 112的表面134和136之间所形成的角度。

为了区别本文中的表面，使用下列命名，如在图3中所示的：L形环110、嵌套环112、L形环的外表面118、L形环的刮擦表面122、L形环的底表面120、L形环的水平内表面124、L形环的竖直内表面126、嵌套环112的外表面136、嵌套环的左表面134、嵌套环的右表面138和嵌套环的刮擦表面132。

L形环110具有凹槽114，以容纳密封构件113，密封构件在图2和2a中显示。在图4中显示了替换的L形环140，其没有这种凹槽。在这种替换方式中，因为没有密封构件，所以环可以被设计成更紧密地装配在汽缸壁的凹槽中。

在图5中，具有凸起214的嵌套环212被显示为凸起214接合在L形环210中的凹槽中。L形环210中的凹槽能够被设置在圆周的小部分的范围内，例如5度。在另外的替换方案中，凹槽能够被设置在135度的范围内。更大的范围是不被期望的，因为它会使得嵌套环212和L形环210中的间隙(在图5中间隙不可见)能够对准，这会使得气体能够易于流过环组件。在L形环210中的凹槽216在图6中是可见的。可具有的优点是使得环能够相对于彼此旋转以防止沉淀物的集结和可能的环粘结。

在替换方案中，通过首先在L形环140和嵌套环112的每个中设置孔，然后插入销142，将L形环140和嵌套环112通过销142钉在一起。当销被安装并且然后环被安装在汽缸壁的凹槽中时，销不会退出，这是因为它将碰抵在汽缸壁中的凹槽壁上。在图8中所示的替换方案中，销144通过孔口被安装，该孔口穿过嵌套环112和L形环140延伸。为了确保销144不会掉出，插塞146被安装在嵌套环112中的埋头孔中。

结合图9-12描述具有这种环组件的发动机的组装。仅仅出于图解的目的，图9-12夸大了嵌套环和L形环的尺寸。图9显示了当通过凹槽103截取时汽缸壁102的横截面。汽缸壁102的中心被指代为90。凹槽103通过汽缸壁的内侧表面98延伸到凹槽的内侧表面96。

在图10中，开口环110和112被压缩，以致它们被装配在汽缸壁102的内侧表面98中，以便开口环110和112能够被滑进汽缸壁102中到凹槽103所处的区域。当被压缩时，环110和112的端部分别接触，被显示为开口146和148。

在图11中，开口环110和112被允许膨胀到它们的中间位置，仅仅在凹槽103中该位置是可能的。当环膨胀时开口142和144能分别在环110和112中明显看到。在一个非限定性的实施例中，开口142和144包括大约10度的圆周。

在图12中，开口环142和144在一个实施例中经由专用工具被膨胀，以便它们分别具有开口150和152，在非限定性的实施例中，该开口大约是20度的圆周。活塞100被插入到汽缸中，以便开口环110和112保持膨胀，以致它们趋向于中间位置并且因此在活塞上施加力以将活塞上的油刮擦掉。

在图10-12中，在开口环110和112中的间隙(或者在图10中的接触端部)基本上沿着直径彼此相对。它们被均匀地间隔不是强制的。然而，它们不重叠或者接近重叠是重要的。如果图2中的横截面在L形环110中的间隙的区域中通过L形环110中的开口截取，那么嵌套环112将提供密封。如果图1中的横截面在嵌套环112中的间隙的区域中通过嵌套环112中的开口截取，那么L形环将提供密封。但是，这仅仅是如果能够防止在两个环中的间隙对准的情形，该情形可以通过比如下面布置来获得：图5中的凸起214、图7中的销142、图8中的销144或其它适当的接合特征。

尽管已经相对特定实施例详细描述了最佳模式，但是那些熟悉本领域的技术人员将会意识到在所附权利要求的范围中的各种替换设计和实施例。尽管就一个或多个所期望的特征而言，多种实施例已经被描述为提供了优点或相对于其它实施例是优选的，但是如本领域的技术人员所知道的，一个或多个特征会折中以获得所期望的系统属性，其取决于特定的应用和实施。这些属性包括，但是不限于：成本、强度、耐久性、使用周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、 重量、可制造性、组装的容易等等。就一个或多个特征而言，在本文中所描述的被认为是没有其它实施例或现有技术的实施更被期望的实施例不是在本实用新型的范围之外，并且其对特定的应用场合是所期望的。

Claims (10)

1.一种活塞和汽缸组件，包括：

汽缸壁，该汽缸壁具有形成在其中的圆周凹槽；

活塞，该活塞被设置在汽缸壁中；

具有凹角的L形开口环，该开口环设置在凹槽中；和

具有凸四边形横截面的嵌套开口环，该开口环邻近凹角与L形环嵌套。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，L形环和嵌套环通过销接、熔焊和钎焊中的一种被固定，以防止在环之间的相对旋转运动。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，活塞在汽缸壁中往复运动；并且L形环和嵌套环的邻近活塞的表面相对于活塞的表面形成锐角。

4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，

L形环和嵌套环压在活塞表面上；

L形环和嵌套环能够从活塞表面刮擦油；和

组件是内燃机和压缩机中的一个的零件。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括：

凹槽，该凹槽被限定在L形环的表面中，该L形环的表面在邻近汽缸壁中的凹槽的表面的L形环的壁中；和

连续的环元件，该元件被插入在L形环中的凹槽中。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，L形环中的间隙和嵌套环中的间隙沿圆周方向彼此间隔，以减少在L形环和嵌套环的第一侧和第二侧之间的气体流动。

7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，当L形环被压缩，以致L形环的直径大致等于汽缸壁的直径时，在开口环中的间隙几乎为零。

8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，L形环膨胀以使得 活塞能够被插入到L形环中，并且当膨胀的L形环被释放时，膨胀的L形环压在活塞上。

9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括：形成在L形环和嵌套环中的一个环中邻近凹角的圆周预定角度中的凹槽和形成在L形环和嵌套环中的另一个环中的凸起，其中凸起接合凹槽。

10.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，预定角度小于160度。