[發明專利]用于往復式發動機的活塞組件

在審

• 申請號: 201610017155.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105781778A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: R.J.唐納赫;D.D.齊默曼
• 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;譚祐祥

技術領域

本文公開的主題大體涉及往復式發動機，且更特別地，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)以產生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體繼而驅動氣缸內的活塞(例如，往復式活塞)。特別地，熱的燃燒氣體膨脹且對活塞施加壓力，在膨脹沖程期間，壓力使活塞從氣缸的頂部部分線性地移動到底部部分。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，經由連接桿和聯接到活塞的曲軸)，旋轉運動驅動一個或多個負載，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(例如，未燃燒的烴)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操作壽命。因此，改進活塞組件的構造將是合乎需要的。

發明內容

下面概述了與原來聲明的發明在范圍上相當的某些實施例。這些實施例不意圖限制聲明的發明的范圍，這些實施例而是僅意圖提供本發明的可能形式的簡單概述。事實上，本發明可包括可能與下面闡述的實施例相似或不同的多種形式。

在一個實施例中，用于往復式發動機的動力氣缸系統包括構造成在往復式發動機的氣缸內移動的鋼活塞。該系統還包括在活塞的頂部槽脊(topland)下方在活塞周圍沿周向延伸且構造成支撐具有內圓周面的環的凹槽。一個或多個通道形成在頂部槽脊中且構造成促進燃燒氣體到位于凹槽的一部分與環的內圓周面之間的空間的轉移。

在一個實施例中，用于往復式發動機的動力氣缸系統包括構造成在往復式發動機的氣缸內移動的活塞。該系統還包括在活塞的頂部槽脊下方在活塞周圍沿周向延伸的凹槽，且布置在凹槽內的保護環插件構造成支撐具有內圓周面的環。一個或多個通道形成在保護環插件中，其構造成促進燃燒氣體到位于凹槽的一部分與環的內圓周面之間的空間的轉移。

在一個實施例中，用于往復式發動機的動力氣缸系統包括活塞，其構造成以小于大約十三米每秒的最大平均活塞速度在往復式發動機的氣缸內移動。該系統還包括在活塞的頂部槽脊下方在活塞周圍沿周向延伸的凹槽和布置在凹槽內的環。一個或多個通道形成在凹槽的軸向上表面或環的上部面中，且該一個或多個通道構造成促進燃燒氣體到位于凹槽的一部分與環的內圓周面之間的空間的轉移。

技術方案1.一種用于往復式發動機的動力氣缸系統，包括：

鋼活塞，其構造成在所述往復式發動機的氣缸內移動；

凹槽，其在所述活塞的頂部槽脊下方在所述活塞周圍沿周向延伸且構造成支撐具有內圓周面的環；以及

一個或多個通道，其形成在所述頂部槽脊中且構造成促進燃燒氣體到位于所述凹槽的一部分與所述環的內圓周面之間的空間的轉移。

技術方案2.根據技術方案1所述的動力氣缸系統，其中，所述鋼活塞構造成具有小于十八米每秒的最大平均活塞速度。

技術方案3.根據技術方案1所述的動力氣缸系統，其中，所述一個或多個通道包括大于大約一毫米的半徑。

技術方案4.根據技術方案1所述的動力氣缸系統，其中，所述鋼活塞包括大于大約十厘米的直徑。

技術方案5.根據技術方案1所述的動力氣缸系統，其中，所述一個或多個通道在所述凹槽的面朝軸向的上表面中沿徑向延伸。

技術方案6.根據技術方案1所述的動力氣缸系統，所述動力氣缸系統包括所述環，其中，所述環構造成刮掉來自所述氣缸的內壁的油。

技術方案7.一種用于往復式發動機的動力氣缸系統，包括：

活塞，其構造成在所述往復式發動機的氣缸內移動；

凹槽，其在所述活塞的頂部槽脊下方在所述活塞周圍沿周向延伸；

保護環插件，其布置在所述凹槽內且構造成支撐具有內圓周面的環；以及

一個或多個通道，其形成在所述保護環插件中且構造成促進燃燒氣體到位于所述凹槽的一部分與所述環的內圓周面之間的空間的轉移。

技術方案8.根據技術方案7所述的動力氣缸系統，其中，所述活塞構造成具有小于十八米每秒的最大平均活塞速度。

技術方案9.根據技術方案7所述的動力氣缸系統，其中，所述一個或多個通道包括大于大約一毫米的半徑。

技術方案10.根據技術方案7所述的動力氣缸系統，其中，所述活塞包括大于大約十厘米的直徑。

技術方案11.根據技術方案7所述的動力氣缸系統，其中，所述活塞包括鋁。