[發明專利]用于往復式發動機的活塞組件

在審

• 申請號: 201510307846.4
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN105275659A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: R.J.唐納赫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;肖日松

技術領域

本文中公開的主體大體上涉及往復式發動機，并且更具體地涉及用于往復式發動機的活塞組件。

背景技術

往復式發動機(例如，往復式內燃機)燃燒燃料與氧化劑(例如，空氣)來生成熱燃燒氣體，其繼而驅動缸或活塞襯套內的活塞(例如，往復式活塞)。具體而言，熱燃燒氣體膨脹并且相對于活塞施加壓力，該壓力使活塞在膨脹沖程期間從缸的頂部部分移動到底部部分。活塞將由燃燒氣體施加的壓力和活塞的線性運動轉換成旋轉運動(例如，經由連接桿和聯接于活塞的曲軸)，其驅動一個或更多個負載，例如，發電機。活塞和相關聯的結構(例如，活塞組件)的構造可顯著地影響排氣排放物(例如，未燃烴)和發動機效率，以及潤滑劑(例如，油)消耗。此外，活塞組件的構造可顯著地影響往復式發動機的構件之間的摩擦以及往復式發動機的構件的壽命。因此，將合乎需要的是改進活塞組件的構造。

發明內容

在下面概括在范圍上與最初要求權利的本發明相稱的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求權利的本發明的范圍，而是相反地，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概括。實際上，本發明可包含可與在下面提出的實施例相似或不同的各種形式。

在一個實施例中，一種用于往復式發動機的動力缸系統包括具有內壁且限定腔的缸。系統還包括活塞，其設置在缸內，并且構造成以往復方式在缸內移動。最頂端槽圍繞活塞在活塞的端環槽脊下方沿周向延伸，并且最頂端槽由頂部表面、底部表面和在頂部表面與底部表面之間延伸的內表面限定。環設置在最頂端槽內，并且環包括設置成鄰近最頂端槽的內表面的后面，以及與后面相對的前面。前面具有錐形輪廓，并且構造成在活塞在缸內移動時接觸缸的內壁。活塞組件還包括形成在端環槽脊或環中的一個或更多個徑向通道，并且一個或更多個通道構造成使得流體能夠從腔流至最頂端槽的內表面與環的后面之間的空間。

在第二實施例中，一種用于往復式發動機的動力缸系統包括具有圍繞活塞沿周向延伸的最頂端槽的活塞。最頂端槽包括圍繞最頂端槽沿周向間隔開且從活塞組件的外周向內延伸的一個或更多個通道。系統還包括定位在最頂端槽中的環，環包括頂面、底面、周向內面和在頂面與底面之間漸縮的周向外面。空間限定在最頂端槽的一部分與環的周向內面之間，并且空間與一個或更多個徑向通道流體連通。

在第三實施例中，一種用于往復式發動機的動力缸系統包括具有圍繞活塞沿周向延伸的最頂端槽的活塞。往復式發動機還包括設置在最頂端槽內的環。環具有沿環的高度的至少一部分漸縮的周向外面。環的頂面和最頂端槽的頂部表面分開一軸向距離，并且形成在環的頂面、最頂端槽的頂部表面或它們的組合中的一個或更多個徑向通道引起軸向距離圍繞環的周邊變化。

技術方案1.一種用于往復式發動機的動力缸系統，包括：

具有內壁且限定腔的缸；

活塞，其設置在所述缸內并且構造成以往復方式在所述缸內移動；

最頂端槽，其圍繞所述活塞在所述活塞的端環槽脊下方沿周向延伸，其中所述最頂端槽由頂部表面、底部表面和在所述頂部表面與所述底部表面之間延伸的內表面限定；

設置在所述最頂端槽內的環，其中所述環包括設置成鄰近所述最頂端槽的所述內表面的內面和與所述內面相對的外面，其中所述外面包括錐形輪廓，并且構造成在所述活塞在所述缸內移動時接觸所述缸的所述內壁；以及

形成在所述端環槽脊或所述環的上面中的一個或更多個通道，其中所述一個或更多個通道構造成使得燃燒氣體能夠從所述腔流至所述最頂端槽的所述內表面與所述環的所述內面之間的空間。

技術方案2.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述一個或更多個通道中的至少一些在一個或更多個離散位置處延伸到所述最頂端槽的上表面中。

技術方案3.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述一個或更多個通道中的至少一些在所述最頂端槽的所述頂部表面中沿徑向延伸至所述空間。

技術方案4.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述一個或更多個通道中的至少一些沿軸向延伸穿過所述活塞的所述端環槽脊至所述空間。

技術方案5.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述環的半徑從所述環的頂面增大至底面，所述底面構造成接觸所述最頂端槽的所述底部表面。

技術方案6.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述環的所述外面定位成關于所述缸的所述內壁成大于大約1.5度的角。