用于安裝在發動機缸體內的活塞及發動機制造技術

本發明專利技術公開了一種用于安裝在發動機缸體內的活塞，包括活塞主體和低張力的活塞環，所述活塞主體上設置有一圈主體凹槽，所述活塞環配置在所述主體凹槽內；在所述活塞環的內環面上設置有一圈活塞環凹槽；在所述活塞環凹槽內設置有彈力調整環，所述彈力調整環上形成有一個調整環開口；所述彈力調整環的彈力隨著溫度的升高而變大，所述活塞環在所述彈力調整環的作用力下能夠朝向所述活塞環的外環面側發生變形。本發明專利技術還公開了一種發動機。本發明專利技術提供的用于安裝在發動機缸體內的活塞及發動機，既能保證在低速運行時保證燃油經濟性，又能保證在高速運行時保證密封性和滿足排放性要求。

Piston and engine for mounting in an engine cylinder

The invention discloses a method for mounting on a piston engine cylinder, piston and piston ring body including low tension, the piston body is provided with a ring body groove, the piston ring is arranged on the main body in the inner ring groove; the piston ring is arranged on the surface of a piston ring in the groove; the piston ring groove is provided with elastic adjusting ring, an adjusting ring opening to form the elastic adjusting ring; the elastic elastic adjustment ring with temperature increasing, the piston ring can toward the outer ring side of the piston ring deformation in force the elastic adjusting ring under. The invention also discloses an engine. The invention provides for mounting in an engine cylinder and piston engine, which can ensure that the fuel economy at low speed, and can ensure the sealing performance and meet the emission requirements to ensure high-speed operation.

【技術實現步驟摘要】
用于安裝在發動機缸體內的活塞及發動機
本專利技術涉及內燃機
，尤其涉及一種用于安裝在發動機缸體內的活塞及發動機。
技術介紹
隨著發動機技術的不斷發展，對于小排量、高性能、低油耗的發動機市場上的需求越來越強烈，這對于降低發動機排放，提高燃油經濟性等方面也有很好的益處。在發動機開發中降低發動機摩擦功是一項重要的工作，采用低張力的活塞環是降低發動機摩擦功的主要措施之一。但是低張力的活塞環雖然可以降低油耗，卻在發動機熱運行一段時間后，由于缸體或缸桶變形，其張力無法滿足將活塞環緊密貼合缸壁上，會導致刮油能力下降，機油消耗過高，竄氣問題加劇和發動機燃燒異常等問題，并進而導致顆粒物等排放超標和發動機無法正常運行。這是制約低張力的活塞環應用的主要限制因素，現有解決方案為了配合低張力活塞環，修改缸壁面的加工方式和提升加工精度以及采用更高標準的機油等，其經濟性和應用性都較差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種既能保證在低速運行時保證燃油經濟性，又能保證在高速運行時保證密封性和滿足排放性要求的活塞及發動機。本專利技術技術方案提供一種用于安裝在發動機缸體內的活塞，包括活塞主體和活塞環，所述活塞主體上設置有一圈主體凹槽，所述活塞環配置在所述主體凹槽內；在所述活塞環的內環面上設置有一圈活塞環凹槽；在所述活塞環凹槽內設置有彈力調整環，所述彈力調整環上形成有一個調整環開口；所述彈力調整環的彈力隨著溫度的升高而變大，所述活塞環在所述彈力調整環的作用力下能夠朝向所述活塞環的外環面側發生變形。進一步地，在自由狀態下，所述調整環開口隨著環境溫度的升高而變大；處于所述活塞環凹槽內的所述彈力調整環的所述調整環開口小于處于室溫下的所述彈力調整環的所述調整環開口。進一步地，所述彈力調整環由記憶金屬制成。進一步地，所述記憶金屬為熱彈性馬氏體相變記憶金屬或形變誘導馬氏體相變記憶金屬。本專利技術技術方案還提供一種發動機，包括發動機缸體，在所述發動機缸體內設置有活塞；所述活塞包括活塞主體和活塞環，所述活塞環與所述發動機缸體密封連接；所述活塞主體上設置有一圈主體凹槽，所述活塞環配置在所述主體凹槽內；在所述活塞環的內環面上設置有一圈活塞環凹槽；在所述活塞環凹槽內設置有彈力調整環，所述彈力調整環上形成有一個調整環開口；所述發動機缸體隨著環境溫度的升高而會發生缸體變形，所述彈力調整環的彈力隨著環境溫度的升高而變大，所述活塞環在所述彈力調整環的作用力下能夠隨著所述發動機缸體的變形而發生變形，以保持始終與所述發動機缸體密封連接。進一步地，所述活塞環的變形與所述發動機缸體的變形相適應匹配。進一步地，所述調整環開口隨著環境溫度的升高而變大；處于所述活塞環凹槽內的所述彈力調整環的所述調整環開口小于處于室溫下的所述彈力調整環的所述調整環開口。進一步地，所述彈力調整環由記憶金屬制成。進一步地，所述記憶金屬為熱彈性馬氏體相變記憶金屬或形變誘導馬氏體相變記憶金屬。采用上述技術方案，具有如下有益效果：通過在活塞環的活塞環凹槽內設置有彈力調整環，該彈力調整環的彈力隨著環境溫度的升高而變大，當發動機運行在較低溫度工況時，發動機缸體變形小，此時彈力調整環的彈力小或壓縮量小，因此彈力調整環與活塞環組合總成的總彈力小，從而實現了低摩擦功低燃油好的作用；當發動機運行在較高溫度工況時，發動機缸體變形大，此時的彈力調整環的彈力大或壓縮量大，因此彈力調整環與活塞環組合總成的總彈力大，從而實現了對發動機缸體變形的順應，保持活塞環與發動機缸體密封連接，有效控制了竄氣和機油耗，可以有效改善內燃機的摩擦功，并保證排放滿足法規要求和發動機的正常安全運行。由此，本專利技術提供的用于安裝在發動機缸體內的活塞及發動機，既能保證在低速運行時保證燃油經濟性，又能保證在高速運行時保證密封性和滿足排放性要求。附圖說明圖1為本專利技術一實施例提供的活塞的結構示意圖；圖2為圖1所示的活塞的剖視圖；圖3為活塞主體的剖視圖；圖4為活塞環的立體圖；圖5為活塞環的剖視圖；圖6為彈力調整環的立體圖；圖7為彈力調整環配置在活塞環凹槽內的示意圖；圖8為在不同條件下彈力調整環的狀態示意圖；圖9為本專利技術一實施例提供的發動機的示意圖；圖10為在高溫環境下或發動機高速運轉時，活塞環與發動機缸體一起變形密封配合的示意圖。附圖標記對照表：1-活塞主體；11-主體凹槽；2-活塞環；21-活塞環凹槽；3-彈力調整環；31-調整環開口；4-發動機缸體。具體實施方式下面結合附圖來進一步說明本專利技術的具體實施方式。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。如圖1-7所示，本專利技術一實施例提供的一種用于安裝在發動機缸體內的活塞，包括活塞主體1和低張力的活塞環2，活塞主體1上設置有一圈主體凹槽11，活塞環2配置在主體凹槽11內。在活塞環2的內環面22上設置有一圈活塞環凹槽23。在活塞環凹槽23內設置有彈力調整環3，彈力調整環3上形成有一個調整環開口31。彈力調整環31的彈力隨著溫度的升高而變大，活塞環2在彈力調整環3的作用力下能夠朝向活塞環2的外環面21側發生變形。內環面22是指活塞環2上靠近活塞主體1的一側的環形面，外環面21是指組裝時，活塞環2上靠近發動機缸體的一側。組裝時，活塞環2密封如圖9所示的發動機缸體4。活塞環2為低張力的活塞環，在室溫下，活塞環的總彈力與發動機缸體的半徑的比值小于0.3N/mm。而彈力調整環3的彈力隨著環境溫度的升高而變大，當發動機運行在較低溫度工況時，發動機缸體4變形小，此時彈力調整環3的彈力小或壓縮量小，因此彈力調整環3與活塞環2組合總成的總彈力小，從而實現了低摩擦功低燃油好的作用。當發動機運行在較高溫度工況時，發動機缸體4變形大，此時的彈力調整環3的彈力大或壓縮量大，其作用在活塞環2上，使活塞環2朝向外環面21側發生變形，并且其變形的過程是隨著發動機缸體4的變形而發生的，活塞環2的變形與發動機缸體4的變形相適應匹配，以保持始終與發動機缸體4密封連接。在發動機運行在較高溫度工況時，彈力調整環3與活塞環2組合總成的總彈力大，從而實現了對發動機缸體4變形的順應，保持活塞環與發動機缸體密封連接，有效控制了竄氣和機油耗，可以有效改善內燃機的摩擦功，并保證排放滿足法規要求和發動機的正常安全運行。較佳地，如圖8所示，在自由狀態下，調整環開口31隨著環境溫度的升高而變大。處于活塞環凹槽21內的彈力調整環3的調整環開口31小于處于室溫下的彈力調整環3的調整環開口31。在自由狀態下，彈力調整環3的調整環開口31的大小，可以折算為彈力調整環3的彈張量，也就是說對于同等的尺寸和彈力特性的彈力調整環3，在環境溫度高時，被預緊在活塞環凹槽21內產生的彈張量越大，可以產生的彈力越大。較佳地，彈力調整環3由記憶金屬制成，從宏觀角度來說，記憶金屬在低溫下變形，在加熱到高溫后，會恢復到變形前的形狀，并產生較大的回復力。記憶金屬為熱彈性馬氏體相變記憶金屬或形變誘導馬氏體相變記憶金屬。其中，熱彈性馬氏體相變記憶金屬是指記憶金屬的記憶效應是合金在冷卻、加熱和變形過程中發生熱彈性馬氏體相變造成的。形變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于安裝在發動機缸體內的活塞，其特征在于，包括活塞主體和活塞環，所述活塞主體上設置有一圈主體凹槽，所述活塞環配置在所述主體凹槽內；在所述活塞環的內環面上設置有一圈活塞環凹槽；在所述活塞環凹槽內設置有彈力調整環，所述彈力調整環上形成有一個調整環開口；所述彈力調整環的彈力隨著溫度的升高而變大，所述活塞環在所述彈力調整環的作用力下能夠朝向所述活塞環的外環面側發生變形。

【技術特征摘要】
1.一種用于安裝在發動機缸體內的活塞，其特征在于，包括活塞主體和活塞環，所述活塞主體上設置有一圈主體凹槽，所述活塞環配置在所述主體凹槽內；在所述活塞環的內環面上設置有一圈活塞環凹槽；在所述活塞環凹槽內設置有彈力調整環，所述彈力調整環上形成有一個調整環開口；所述彈力調整環的彈力隨著溫度的升高而變大，所述活塞環在所述彈力調整環的作用力下能夠朝向所述活塞環的外環面側發生變形。2.根據權利要求1所述活塞，其特征在于，在自由狀態下，所述調整環開口隨著環境溫度的升高而變大；處于所述活塞環凹槽內的所述彈力調整環的所述調整環開口小于處于室溫下的所述彈力調整環的所述調整環開口。3.根據權利要求2所述活塞，其特征在于，所述彈力調整環由記憶金屬制成。4.根據權利要求3所述活塞，其特征在于，所述記憶金屬為熱彈性馬氏體相變記憶金屬或形變誘導馬氏體相變記憶金屬。5.一種發動機，包括發動機缸體，在所述發動機缸體內設置有活塞；其特征在于，所述活塞包括活塞主體和活塞環，所述活塞環與所述發動機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱勁草，尹建民，王立新，
申請(專利權)人：上汽通用汽車有限公司，泛亞汽車技術中心有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31