[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞及內(nèi)燃機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和活塞環(huán)的組合

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580039931.1
• 申請(qǐng)日: 2005-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN101069007A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿部友昭;一杉英司
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社;日本活塞環(huán)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F02F3/00
• 分類號(hào): F02F3/00;F02F5/00;F16J1/08;F16J9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣工序或發(fā)動(dòng)機(jī)閘使用時(shí)等燃燒室成為負(fù)壓之際，能夠改善潤(rùn)滑油消耗量的內(nèi)燃機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞及內(nèi)燃機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和活塞環(huán)的組合。

背景技術(shù)

近年來，作為對(duì)內(nèi)燃機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料費(fèi)進(jìn)行改善的機(jī)構(gòu)，強(qiáng)烈要求活塞環(huán)與缸體(cylinder)間的摩擦阻力的減少。在汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用了圖9(a)的主要部分概略局部縱剖視圖所示的三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞。

在這種三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞中，于活塞頭部1的外周部從上依次設(shè)置有第一環(huán)槽2、第二環(huán)槽3和油環(huán)槽4，各環(huán)槽中安裝有活塞環(huán)，通過組裝到缸體11內(nèi)來使用活塞。在這種三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞中，為了達(dá)到對(duì)汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料費(fèi)進(jìn)行改善的目的，對(duì)于活塞環(huán)實(shí)現(xiàn)了低張力化和活塞環(huán)的環(huán)寬度h1(圖12)的薄寬度化，以便降低摩擦。

另外，在三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞的頭部1處如圖9(a)、(b)所示，在第二環(huán)槽3的上方形成有第二環(huán)槽脊(land)5，且在第二環(huán)槽3的下方形成有第三環(huán)槽脊6，而且，設(shè)置有用于使油環(huán)14所刮掉的潤(rùn)滑油返回到油盤的放油孔8。圖9(a)中，7表示活塞裙(skirt)部，10A表示活塞上下方向。當(dāng)這種三個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)的活塞在缸體11內(nèi)沿移動(dòng)方向10H往復(fù)移動(dòng)時(shí)，附著于缸體壁面的多余潤(rùn)滑油會(huì)被油環(huán)14刮落，并從與油環(huán)14相關(guān)的放油孔8使多余的潤(rùn)滑油返回到油盤。

可是，在僅設(shè)置了與油環(huán)14相關(guān)的放油孔8的活塞中，當(dāng)從以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)強(qiáng)制利用發(fā)動(dòng)機(jī)閘的制動(dòng)力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行減速，并在之后進(jìn)行加速的加減速行駛模式中進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，僅通過活塞環(huán)的改善難以將潤(rùn)滑油消耗量降低至要求的標(biāo)準(zhǔn)。另外，第一環(huán)主要具有作為對(duì)氣密性進(jìn)行確保的壓力環(huán)的作用，第二環(huán)具有對(duì)第一環(huán)的氣密性進(jìn)行補(bǔ)充，并進(jìn)行潤(rùn)滑油控制(oil?control)的作用。

因此，提出了通過改善發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞，來抑制潤(rùn)滑油消耗量與泄漏氣體(blow?by?gas)量的方案(專利文獻(xiàn)1～7)。

在專利文獻(xiàn)1中，提出了一種在安裝壓力環(huán)的環(huán)槽的槽底設(shè)置了與活塞內(nèi)部連通的孔的活塞，另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有一種在第二環(huán)槽底設(shè)置有與活塞內(nèi)部連通的孔，作為使殘存的未燃燒氣體向曲軸室逃逸的泄漏氣體通路的活塞。專利文獻(xiàn)3提出了一種在雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中，在第二環(huán)槽底設(shè)置有與活塞內(nèi)部連通的孔，由此可對(duì)活塞環(huán)良好地進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)防止從增壓氣體的掃氣口向曲軸箱的漏氣，并且防止曲軸箱內(nèi)的油向掃氣口的流出的活塞。

專利文獻(xiàn)4提出了一種相對(duì)鉛垂線以傾斜狀態(tài)設(shè)置的傾斜發(fā)動(dòng)機(jī)用活塞，該活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑用的油由于重力而蓄積于缸體及活塞的下部，從而阻止了油進(jìn)入到環(huán)狀空間內(nèi)并向燃燒室側(cè)擠出。

專利文獻(xiàn)5、6提出了一種在油環(huán)槽正上方的環(huán)槽脊部設(shè)置孔，作為使?jié)櫥拖蚧?!-- SIPO -->塞內(nèi)部空間逃逸的油逃逸孔，并在第二環(huán)槽中沒有油逃逸孔的活塞。

另外，專利文獻(xiàn)7中記載了一種通過在第二環(huán)槽底設(shè)置與活塞內(nèi)部連通的孔，并按照與該孔連通的方式在第二環(huán)槽下側(cè)面設(shè)置沿半徑方向整個(gè)寬度延伸的偏置(offset)槽，來降低第二環(huán)槽脊壓力，且降低油消耗的技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1：實(shí)開昭50-43104號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：特開昭55-161940號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：實(shí)開平5-7951號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：特開平5-71420號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：特開平7-279752號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：實(shí)開昭56-122748號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：實(shí)開平6-14455號(hào)公報(bào)

但是，在專利文獻(xiàn)1～5中并沒有言及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣工序或發(fā)動(dòng)機(jī)閘使用時(shí)等在燃燒室成為負(fù)壓的情況下可充分抑制潤(rùn)滑油消耗量的活塞。

專利文獻(xiàn)6、7中記載了在發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣工序或發(fā)動(dòng)機(jī)閘使用時(shí)燃燒室成為負(fù)壓的情況下，可以降低潤(rùn)滑油消耗量的活塞，專利文獻(xiàn)6中的活塞的特征在于，在油環(huán)槽正上方的環(huán)槽脊部設(shè)置貫通到活塞主體內(nèi)的通氣孔。在該活塞中，由于僅在環(huán)槽脊部形成了通氣孔，所以，被油環(huán)刮下的潤(rùn)滑油在通過環(huán)槽脊部之際能夠從通氣孔排出，但其只具有將上升至環(huán)槽脊的潤(rùn)滑油排出的能力。

專利文獻(xiàn)7中的活塞的特征在于，在活塞的第二環(huán)槽底面和朝向曲軸室側(cè)的面之間設(shè)置貫通孔。在專利文獻(xiàn)7的圖5中，圖示公開了按照與該貫通孔連通的方式，在第二環(huán)槽下側(cè)面設(shè)置沿半徑方向整個(gè)寬度而延伸的偏置槽。但是，為了設(shè)置該圖所示的貫通孔及偏置槽，必須單獨(dú)對(duì)貫通孔和偏置槽實(shí)施加工，因此，不僅花費(fèi)加工工時(shí)，而且成本也會(huì)增高。