[發明專利]一種用于內燃機的三件式控油環

在審

• 申請號: 201310451818.0
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103711607A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: A·費拉雷塞;R·A·布魯諾
• 申請（專利權）人: 馬勒金屬制品有限公司;馬勒國際有限公司
• 主分類號: F02F5/00
• 分類號: F02F5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;嚴志軍

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機的活塞凹槽上的三件式控油環，包括第一上環形部分和第二下環形部分，其關聯至一種具備有呈現一定厚度的幾何形狀的中間膨脹元件，膨脹元件相鄰的內端(較小直徑)基本上小于與第一及第二環形部分相關聯的區域中的厚度。

膨脹元件的幾何形狀避免了與由活塞凹槽所限定的內壁和上下邊緣(倒角)之間不期望的接觸，從而降低了此部件制造過程中所需的公差精度。由此，實現了降低活塞的制造成本以及在膨脹件與凹槽之間的較小數量的不協調，將所謂″跳出″情況的發生減少為0，也就相當于，當環處于不被限制／約束于氣缸內的自由狀態時，環內徑相對于靠近容納所述環的凹槽側面／側翼的外徑壁之間的距離。跳出的越大，則發生不當安裝的風險就越大，其導致環變形并在將活塞和環插入氣缸的時刻鎖死。

背景技術

內燃機是一種由大多數機動車輛所使用的能量轉換機構，且基本包括兩個主要部分：一個或多個氣缸蓋以及發動機機體。氣缸蓋的底部上定位有燃燒室(柴油機中，燃燒室一般設置在活塞頭處)，且在發動機機體中定位有氣缸和曲軸組件。曲軸組件由活塞、連桿和曲軸組成。

發動機將由燃燒室中混合物(燃料和空氣)的燃燒所產生的能量轉化為能夠驅動車輪的機械能。

由于用于移動所述機動車所需的驅動力來自燃燒室中空氣／燃料混合物的燃燒，且為了確保均勻燃燒，不燃燒油，且還防止氣體從氣缸至油盤的過多通路，則必需使用環來提供存在于活塞與汽缸壁之間的間隙的良好密封。

目前最新的依據奧托和狄賽爾循環而運行的內燃機中，采用了三個環，其中兩個是壓縮環和一個是控油環(刮環)。壓縮環具有防止氣體從燃燒流通到油盤內的功能，油環具有從氣缸壁上刮除過多的油并使其返回油盤內的功能，控制了油膜的厚度，從而使得發動機在設計和操作范圍內運行。

上述環的另一重要功能就是作為用于從活塞到氣缸壁／氣缸套的熱傳遞的橋接，其中通過冷卻系統導致發生熱量散失。

刮油環可以是一個、兩個或三個件。目前的方案已經發展為呈三件環的形式，通常，具有第一上環部分和第二下環形部分，關聯至中間膨脹元件，其以受控的方式將上環部分和下環部分壓抵在汽缸壁上。膨脹元件，相當于一個彈性元件，可計算其所施加的壓力以使得汽缸壁上的油膜將具有期望的厚度。

雖然本發明的內燃機的設計者詳細描述了三件式刮油環，但是其構造本身也帶來于些不利的特性，其中最大的問題就是需要對膨脹元件進行設計從而使得其將不會與內活塞壁以及由活塞凹槽(第三凹槽，遠離該凹槽)所限定的上下邊緣(倒角)之間發生干涉/觸動。

在大多數情況下，這通過更大程度地減少公差的偏差而實現，也就是對上下凹槽邊緣的尺寸而言為0.3毫米。從這種低尺寸偏差出發，膨脹元件被設計成使得：其比例，在考慮其制造公差的情況下，將不導致與考慮了公差偏差的最臨界尺寸下的凹槽之間產生不期望的干擾。換句話說，凹槽和膨脹件的尺寸應設計得即便在最臨界情形下也將不會相互干擾／碰撞。

由于這樣的尺寸設計，也可產生相反的情形，即當凹槽和膨脹件的尺寸使得兩者間將產生最大間隙這種相反的情形，這可導致如上所述的不期望的″跳出″現象。

存在各種與三件式刮油環有關的現有技術，提出了一些關于建設性構思的改進，下面列舉其中的一些。

文獻US7,854,191涉及一種三件式刮油環，設計目的是減少潤滑油消耗量并增強密封性能。膨脹元件具有支撐部分(擱置突起)以使得能對兩個環形段進行定位和固定。為了使環能按照期望的方式工作，則擱置突起與豎直方向呈現介于10與20度之間的角度，且呈現了幾何關系2X／Y在0.04與0.15之間，其中2X對應于該段的相應支撐突起在軸向的突出長度，且Y為介于突起的遠端面之間的軸向距離。

文獻US2006／0061043涉及一種三件式刮油環，其膨脹件具有(其與環形段相接觸)由奧氏體不銹鋼制成的并涂覆有滲氮涂層的突起。

最后，文獻US4,798,391涉及一種三件式潤滑油刮油環，其膨脹件具有槽和肋條，其有助于獲得期望的剛度值，減少配備有該刮油片的發動機的潤滑油消耗量。

上述三個文獻示出了改進三件式刮油環的不同方法，目的在于增強其性能，并降低了潤滑油消耗量。然而任何一篇文獻，都沒有提到與發動機裝配時毫無疑問地帶來缺點的″跳出″現象的發生以及凹槽尺寸公差相關的膨脹件橫截面的形狀。

除了本發明，沒有三件式刮油環已發展成通過設計膨脹件的幾何結構，來避免活塞凹槽對大公差控制的需求，而同時減少跳出現象的發生。

發明內容