[發(fā)明專利]具有減少的汽缸摩擦的機(jī)械

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710049411.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107013357A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·G·派格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F02F1/18
• 分類號(hào): F02F1/18;F02F1/20;F02F3/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙志剛,趙蓉民

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)主張2016年1月27日提交的英國(guó)專利申請(qǐng)No.1601512.5的優(yōu)先權(quán)。上文引用的申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容出于各種目的通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種機(jī)械/機(jī)器/設(shè)備(machine)，例如線性致動(dòng)器或旋轉(zhuǎn)機(jī)械，所述機(jī)械具有一個(gè)或多個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面包括縮進(jìn)到內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)凹處，且具體地，涉及一種汽缸的內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有僅設(shè)置在汽缸孔(bore)的預(yù)定區(qū)域中的多個(gè)凹處。

背景技術(shù)

術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)機(jī)械”旨在涵蓋往復(fù)機(jī)械，例如內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵，以及具有旋轉(zhuǎn)組件但無(wú)往復(fù)部件的機(jī)械。

內(nèi)燃機(jī)通常具有一個(gè)或多個(gè)往復(fù)活塞，其經(jīng)潤(rùn)滑以在活塞在汽缸孔內(nèi)滑動(dòng)時(shí)減少摩擦。經(jīng)潤(rùn)滑的滑動(dòng)接觸(例如在活塞的活塞環(huán)與汽缸孔的內(nèi)表面之間的滑動(dòng)接觸)具有由于在潤(rùn)滑劑中產(chǎn)生的剪切力、表面粗糙度之間的接觸以及由潤(rùn)滑劑中的添加劑引起的邊界接觸而導(dǎo)致的摩擦損失。

在一些情況下，在活塞的周向表面與汽缸孔的內(nèi)表面之間存在操作余隙，且期望維持僅在汽缸孔的內(nèi)表面與活塞環(huán)之間的接觸。作為此配置的結(jié)果，在操作期間，例如當(dāng)活塞在向上沖程和向下沖程之間移動(dòng)時(shí)，活塞的主體能夠從一側(cè)到另一側(cè)移動(dòng)或搖動(dòng)，且反之亦然。

此移動(dòng)能夠(例如在活塞沖程的上止點(diǎn)處活塞“拍擊”的點(diǎn)處)引起活塞損害汽缸孔的內(nèi)表面。因此，期望減輕對(duì)汽缸孔的內(nèi)表面的損害。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開(kāi)的方面，提供一種機(jī)械，例如發(fā)動(dòng)機(jī)，所述機(jī)械是這樣的：在機(jī)械的操作期間，所述機(jī)械的活塞的主體部分的坡度點(diǎn)周期性地接合汽缸的內(nèi)表面，此接合界定在活塞主體圍繞活塞銷的軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)在活塞的主體部分與汽缸的內(nèi)表面之間的坡度點(diǎn)接觸區(qū)，汽缸的內(nèi)表面具有包括縮進(jìn)到內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)凹處的承載區(qū)，所述承載區(qū)小于汽缸的內(nèi)表面，且基本上在坡度點(diǎn)接觸區(qū)上居中。

在本公開(kāi)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“接合”旨在涵蓋由潤(rùn)滑劑薄膜分隔開(kāi)的兩個(gè)表面，以及進(jìn)行直接的物理接觸的表面。

承載區(qū)的形式(例如，形狀和/或大小)可至少部分由在活塞的行進(jìn)方向上的第一尺寸界定。第一尺寸可為主體部分在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸的函數(shù)。例如，第一尺寸可為活塞的活塞裙在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸的函數(shù)。第一尺寸與主體部分在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸的比可在大約1:2到1:1的范圍中。例如，活塞裙的長(zhǎng)度(即，在活塞的行進(jìn)方向上)可為大約40mm，則第一尺寸(即，承載區(qū)的長(zhǎng)度)可在大約20mm至40mm的范圍中。第一尺寸可為大約30mm。

承載區(qū)的形式可至少部分由在活塞的周向方向上的第二尺寸界定。第二尺寸可為主體部分在活塞的周向方向上的尺寸的函數(shù)。例如，第二尺寸可為活塞的活塞裙在活塞的周向方向上的尺寸的函數(shù)。第二尺寸與主體部分在周向方向上的尺寸的比可在大約1:4到1:2的范圍中。例如，活塞裙可具有大約60mm的周向尺寸(即，弧長(zhǎng))，且第二尺寸(即，承載區(qū)的周向尺寸)可在大約15mm至30mm的范圍中。第二尺寸可為大約22mm。

汽缸的內(nèi)表面和活塞主體的周向表面的至少一部分(例如，在機(jī)械的操作期間)可在接觸區(qū)平行。活塞主體和/或內(nèi)表面可經(jīng)配置以在負(fù)載下發(fā)生彈性變形。活塞主體的在負(fù)載下發(fā)生彈性變形并接合汽缸的內(nèi)表面的部分可界定汽缸的內(nèi)表面與活塞主體的周向表面之間的彈性接觸區(qū)。接觸區(qū)的在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸可由活塞主體的經(jīng)彈性變形部分的尺寸(例如軸向長(zhǎng)度)界定。由于活塞主體和/或內(nèi)表面的彈性變形，活塞主體的周向表面和汽缸的內(nèi)表面可為平行的。凹處在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸可小于活塞主體的經(jīng)彈性變形部分在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸。第一尺寸可為活塞的主體部分的經(jīng)彈性變形部分在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸的函數(shù)。第一尺寸可為汽缸的內(nèi)表面的經(jīng)彈性變形部分在活塞的行進(jìn)方向上的尺寸的函數(shù)。第二尺寸可為活塞的主體部分的經(jīng)彈性變形部分在活塞的周向方向上的尺寸的函數(shù)。第二尺寸可為汽缸的內(nèi)表面的經(jīng)彈性變形部分在活塞的周向方向上的尺寸的函數(shù)。

接觸區(qū)的配置可取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)。例如，在高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下作用于活塞主體的力可高于在較低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下作用于活塞主體的力。由此，接觸區(qū)(例如，彈性接觸區(qū))的形狀/形式(form)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出而改變。彈性接觸區(qū)的形狀可取決于活塞主體對(duì)內(nèi)表面施加的軸向和/或徑向負(fù)載、活塞主體的周向表面的形狀和/或材料性質(zhì)，例如，相應(yīng)的表面的楊氏模量。