用于內燃機活塞的刮油環環槽的布置結構制造技術

本發明專利技術涉及一種用于內燃機活塞的刮油環環槽的布置，其包含一個具有兩個相互平行側面的圓盤（１），該圓盤的工作面（ｈ）具有一個冠狀的不對稱形狀，該形狀包含一條在該圓盤的外圍上延伸的頂點線（３），其中該圓盤布置在活塞的一個環槽（７）內，該環槽包含一個背向活塞頂側的環槽側面（６）和朝向活塞頂側的環槽側面（５）。按照本發明專利技術，相對于現有技術，應當通過下列方式在減少工作面的摩擦和減少磨損時達到一個更好的刮油作用：至少其中一個環槽側面（５，６）以活塞軸（１０）成一角度（α，β）徑向向外傾斜地伸展直到活塞的外徑，其中圓盤（１）的工作面（ｈ）是這樣形成的，以致該工作面與發動機啟動狀態下的一個幾乎損壞的最終輪廓相應，且該工作面（ｈ）的頂點線（３）在刮油環（１）處于活塞中的裝配狀態下時，是朝背向活塞頂的環槽側面（６）布置的。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于內燃機活塞的刮油環環槽的布置，該布置包含一個具有平行側面的圓盤，該圓盤的工作面具有一個冠狀的不對稱形狀，該形狀包含一條在該圓盤的外圍上延伸的頂點線，其中該圓盤布置在活塞的一個環槽內，該環槽包含一個背向活塞頂側的和朝向活塞頂側的環槽側面。
技術介紹
過多的發動機油到達燃燒室，除了油耗高，還會對發動機的排放性能產生負面影響。為了阻止該現象，刮油環產生汽缸壁上的徑向接觸壓力的一個足夠的切向力，以及因而得到的一個良好的刮油作用，是不可缺少的。然而，這會在鋼圓盤的工作面產生一個高的表面壓力，從而在發動機工作時產生高的磨損。該磨損降低內燃機的效率，而提高了燃油消耗。因此，刮油環切向力的設計一直是在最小的磨損和最大的刮油作用之間的折衷方案。所以，在不減小切向力的情況下，減小發動機工作時的磨損的總的措施，是使刮油環的設計變得容易，或者改善發動機的效率。對于這類刮油環，人們已經相應地嘗試如此形成圓盤的工作面，以致這些工作面滿足上面提到的要求。刮油環或者活塞環的不對稱工作面，從專利DE38 33 322 A1，DE43 00531 C1或者DE44 29 649 C2得知。同樣從專利DE33 05 385 C1可得知一種活塞環，該活塞環布置在活塞的一個環槽內，為確保一個改善的密封，該環槽的側壁優選是平行的、但傾斜于活塞軸伸展的。傾斜伸展相互平行的環槽側壁也可從日本技術專利57-73340得知。然而上面提到的實施方式是涉及壓縮環，鑒于表面壓力，它們的要求很低，相反地，刮油環要求高的表面壓力。
技術實現思路
本專利技術的任務在于，提供一種用于內燃機活塞的刮油環環槽的布置，采用該布置，將在減小摩擦和減少磨損時達到一個相對于已知的現有技術更好的刮油作用。該任務的解決是通過一種刮油環環槽的布置解決的，在該布置中，至少其中一個環槽側面與活塞軸成一角度徑向向外地傾斜伸展直至活塞外徑，其中優選的是，背向活塞頂側的環槽側面是遠離活塞頂地傾斜布置的。圓盤的工作面是這樣形成的，以致其與一個在發動機啟動狀態下的幾乎損壞的最終輪廓相應，其中，在刮油環處于活塞的裝配狀態下時，圓盤工作面的頂點線是朝背向活塞頂側的環槽側面布置的。圓盤的工作面是以一個不對稱的具有比現有技術大大減小的凸度的斜面為特色的，其中工作面輪廓可以近似地用二次多項式描述。在本專利技術的另一個設計方案中，兩個環槽側面是與活塞軸成一角度、這樣徑向向外傾斜伸展直至活塞外徑，以致背向活塞頂側的環槽側面遠離活塞頂傾斜伸展，而活塞頂側的環槽側面朝向活塞頂傾斜伸展。通過按照本專利技術的工作面形狀和圓盤環槽的布置，依賴于活塞的行程運動，通過更有利的液力條件，將實現在不減小切向力的情況下減小刮油環的磨損，其中，隨著活塞的行程運動的改變，在整個范圍內都可獲得刮油作用。磨損的減小導致發動機效率的改善，或者可以通過在不改變磨損級別的情況下提高切向力，刮油性能將得到改善。因此，相對于傳統的刮油環的布置，可以省去擴張彈簧(Spreizfeder)，這樣可以降低制造耗費和生產成本。此外，與現有技術的環區(Ringpaket)相比較，減小整個環區的軸向高度是可以實現的。本專利技術符合目的的設計方案是從屬權利要求的內容。附圖說明下面將借助附圖說明本專利技術的一個實施例。圖1顯示按照本專利技術的刮油環環槽的布置的一個橫截面示意圖，其中活塞處于離開燃燒室的行程方向上；圖2顯示按照本專利技術的刮油環環槽的布置的一個橫截面示意圖，其中活塞處于與圖1相反的行程方向上； 圖3顯示按照本專利技術的刮油環環槽的布置的一個橫截面示意圖，該布置包含兩個刮油環；圖4顯示按照本專利技術的刮油環的一個透視圖；圖5顯示刮油環環槽的布置的第二種實施的一個橫截面示意圖；圖6顯示刮油環環槽的布置的第三種實施的一個橫截面示意圖。附圖標記說明1，1′ 圓盤，刮油環2 裂縫3，3′ 頂點線(邊)5 朝向活塞頂側的環槽側面6 背向活塞頂側的環槽側面7 環槽8 汽缸壁9 活塞10 活塞軸11 接縫，開口寬度h，h′ 工作面H 環槽的基本高度具體實施方式從圖1和圖2可看出，一個刮油環環槽的布置是由包含一個平行側面和一個工作面h的圓盤1組成的。該圓盤1布置在一個活塞9的一個環槽7內，且該圓盤的工作面h對齊到發動機的汽缸壁8。一個環槽側面5表示活塞頂側的一面，一個環槽側面6表示背向活塞頂的一面。按照本專利技術，活塞頂側的環槽側面5與活塞軸10成90度對齊布置，其中背向活塞頂的環槽側面6以一個范圍為85度至87度的角β伸展直到活塞外徑。按照該刮油環環槽的布置，圓盤1具有一個冠狀的不對稱形狀的工作面h，該工作面包含一條在圓盤外圍延伸的頂點線3，其中該頂點線3作為刮油環與汽缸壁8接觸的邊。按照圖1，圓盤1在活塞中的裝配狀態下是這樣布置的，它的頂點線3(邊)是朝向背向活塞頂側的環槽側面6對齊的。如圖4所示，為了提高徑向預緊，可以封閉環接縫11，其中刮油環相應地具有徑向的裂縫2。按照本專利技術，圓盤的工作面h具有一個與在發動機工作數百小時下的啟動過程相應的形狀。這個形狀可以通過這樣描述圓盤1的工作面在橫截面上不對稱形狀的第一段(I)符合一個二次多項式h(x)＝ax+bx2，其中x＝工作面在笛卡爾坐標系中的坐標，用mm表示，a，b為系數，a定義為圓盤軸向的側面間隙和圓盤的寬度之間的比例；b定義為工作面的曲率大??；一個作為邊的支撐頂點(II)h(x＝0)，和在不對稱形狀的第三段(III)符合函數h(x)＝cx2，c為多倍的b。以一個厚度為0.4mm的圓盤為例，得到一個值h(x)＝35x+50x2。因此，以x作為工作面的坐標，單位為mm，h(x)為凸度，單位為μm，圖1和圖2相應表示的橫截面曲線是可以得到的。這個多項式的系數是可根據具體應用調整的，這是可理解的，其中，主要的參數是汽缸直徑、圓盤橫截面的尺寸和刮油環裝配在環槽中的軸向的間隙關系。根據本專利技術，工作面h的典型凸度為大約2到10μm/0.4mm，而在現有技術的實施中該值為3到15μm/0.15mm。根據圖3的另一個實施例，除了一個第一圓盤1外，還有一個圓盤1′——兩個圓盤松動地以它們的側面相互疊在一起——布置在具有與圓盤高度相適應的環槽基本高度H的環槽7中，以致在活塞軸和背向活塞頂側的環槽側面6之間產生一個角度β，該角優選的范圍為85度到87度。在該實施例中，兩條頂點線3，3′(邊)都是在離開活塞頂側的環槽側面5的方向上布置的。根據圖5的另一個實施例，環槽7的活塞頂側的環槽側面5是以一角度α向活塞頂傾斜，或者如圖6所示，兩個環槽側面5和6是以與活塞軸10成角度α和β徑向向外傾斜直至活塞外徑這樣布置的，以致背向活塞頂側的環槽側面6遠離活塞頂傾斜地伸展，而朝向活塞頂側的環槽側面5朝著活塞頂傾斜地伸展。在這里，角度α優選地為93度至98度，其中角度β如在第一個實施例中所實施的，優選地為85度至87度。按照本專利技術的改善的刮油作用在功能上是這樣得到的，沿汽缸軸向作用在圓盤的工作面h上的摩擦力產生旋轉運動，該旋轉運動使圓盤碟形地拱起。這是可能的，因為V形環槽7的形狀阻礙圓盤沿軸向運動，特別是在內部的支撐面，相反地，在外部的支撐面可能有明顯較大的軸向運動振幅。該摩擦力和因此產生的旋轉運動依賴于活塞的行程方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于內燃機活塞的刮油環環槽的布置，該布置包含一個具有平行側面的圓盤（１），該圓盤的工作面（ｈ）具有一個冠狀的不對稱形狀，該形狀包含一條在圓盤外圍上延伸的頂點線（３），其中所述的圓盤布置在活塞的一個環槽（７）內，該環槽包含一個背向活塞頂側的環槽側面（６）和一個朝向活塞頂側的環槽側面（５），其特征在于，至少其中一個環槽側面（５，６）與活塞軸（１０）成一角度（α，β）地徑向向外地傾斜伸展直至活塞外徑，所述的圓盤（１）的工作面（ｈ）是這樣形成的，使該工作面與一 個在發動機啟動狀態下幾乎損壞的最終輪廓相應，和在所述的刮油環（１）處于活塞中的裝配狀態下時，所述的工作面（ｈ）的頂點線（３）是朝背向活塞頂側的環槽側面（６）布置的。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅爾夫格哈德菲德勒，
申請(專利權)人：瑪勒有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]