專(zhuān)利名稱(chēng)：往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車(chē)、船舶、工業(yè)原動(dòng)機(jī)等的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景專(zhuān)利文獻(xiàn)l: JP-A-4-347352例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中提出了一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，第二活塞環(huán)(第 二環(huán))設(shè)置成使第一活塞環(huán)(頂環(huán))介于其與活塞的頂面(頭部端面)之間， 該第二活塞環(huán)相對(duì)于活塞的往復(fù)方向傾斜，以使在第一活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之 間的活塞氣壓承受面積在推力側(cè)大于在止推側(cè)，并使來(lái)自燃燒室的氣體適于被 引入第一活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之間的環(huán)狀氣室中。在這種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，在 推力側(cè)產(chǎn)生的氣壓大于在止推側(cè)，以使活塞相對(duì)于缸體氣體浮動(dòng)(gas float)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題 .然而，在上述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)僅使第二活塞環(huán)傾斜來(lái)使第一 活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之間的活塞氣壓承受面積在推力側(cè)大于在止推側(cè)，從 而第二活塞環(huán)的傾角變大，且第二活塞環(huán)成為明顯的橢圓形。其結(jié)果是， 可能無(wú)法確保活塞環(huán)的外周面與缸體的內(nèi)周面之間的氣密性，第二活塞環(huán) 很難相對(duì)于活塞進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，還可能會(huì)對(duì)第二活塞環(huán)以及與第二活塞環(huán)滑動(dòng) 接觸的缸體的內(nèi)周面造成損傷等。此外，很難制造明顯橢圓形的活塞環(huán)。鑒于上述問(wèn)題設(shè)計(jì)出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種往復(fù)式發(fā)動(dòng) 機(jī)，其可使活塞相對(duì)于缸體氣體浮動(dòng)，減少各第一及第二活塞環(huán)的傾角， 并形成有效地產(chǎn)生氣體浮動(dòng)用的浮力的環(huán)狀氣室，其可使用環(huán)狀活塞環(huán)， 可確保缸體的內(nèi)周面與各活塞環(huán)的外周面之間的氣密性，且不容易對(duì)活塞
環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案本發(fā)明的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括第一活塞環(huán)，設(shè)置成靠近限定燃燒室的活 塞的頂面；第二活塞環(huán)，設(shè)置成使第一活塞環(huán)介于該第二活塞環(huán)與活塞的頂面 之間；由第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)限定的環(huán)狀氣室；以及使環(huán)狀氣室與燃燒室 相互連通的一個(gè)或多個(gè)連通路，其中，第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)分別相對(duì)于活 塞的往復(fù)方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離幵得更遠(yuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)置有使環(huán)狀氣室與燃燒室可相互連通的一 個(gè)或多個(gè)連通路，且第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)分別相對(duì)于活塞的往復(fù)方向傾斜 以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離幵得更遠(yuǎn)。因此，在環(huán)狀氣室中，推力側(cè) 可以產(chǎn)生比止推側(cè)更大的氣壓，從而可使活塞相對(duì)于缸體氣體浮動(dòng)，并減小各 第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)的傾角。這樣，可以形成有效地產(chǎn)生氣體浮動(dòng)用浮力 的環(huán)狀氣室。此外，可將現(xiàn)有的圓形活塞環(huán)用作第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)，且 第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)可以被設(shè)置成相對(duì)于活塞和缸體可容易地轉(zhuǎn)動(dòng)的狀 態(tài)。再者，可以確保缸體的內(nèi)周面與活塞環(huán)的外周面之間的氣密性，且不容易對(duì)活塞環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。在本發(fā)明的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的一優(yōu)選例中，第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)在止推 側(cè)相互靠得更近。在本發(fā)明的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的另一優(yōu)選例中，連通路設(shè)置在推力側(cè)，以在活 塞位于上死點(diǎn)或上死點(diǎn)附近時(shí)使環(huán)狀氣室與燃燒室相互連通。 發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可提供一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，它可使活塞相對(duì)于缸體氣體浮動(dòng)、 可減小各第一及第二活塞環(huán)的傾角、并可形成有效地產(chǎn)生氣體浮動(dòng)用浮力的 環(huán)狀氣室，其中，可使用圓形活塞環(huán)，可確保缸體的內(nèi)周面與活塞環(huán)的外周面 之間的氣密性，且不容易對(duì)活塞環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明性剖視圖2是圖1所示實(shí)施例的在箭頭方向上沿II-II線(xiàn)所截取的說(shuō)明性剖視 圖；以及圖3是圖1所示實(shí)施例的主要連通路的說(shuō)明圖。(附圖標(biāo)記說(shuō)明) 1往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)2燃燒室 3活塞 4頂面 5頂環(huán) 6第二環(huán) 7環(huán)狀氣室 8連通路具體實(shí)施方式
下面參照附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō) 明。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例。在圖1 圖3中，本實(shí)施例的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)l包括環(huán)狀頂環(huán)5，用作 第一活塞環(huán)，設(shè)置成靠近限定燃燒室2的活塞3的頂面(頭部端面)4;環(huán) 狀第二環(huán)6，用作第二活塞環(huán)，設(shè)置成使頂環(huán)5介于環(huán)狀第二環(huán)6與頂面4 之間；由頂環(huán)5和第二環(huán)6限定的環(huán)狀氣室7;以及使環(huán)狀氣室7可與燃燒 室2相互連通的多個(gè)連通路8。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1可以是二沖程或四沖程的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，或者也可以是 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。與在缸體21內(nèi)沿X方向往復(fù)的活塞3的頂面4連接的周面22上設(shè)置 有活塞環(huán)槽，在這些活塞環(huán)槽內(nèi)分別配合并固定頂環(huán)5和第二環(huán)6。此外， 在周面22上還設(shè)置有油環(huán)槽，在該油環(huán)槽中配合并固定油環(huán)23，該油環(huán) 23設(shè)置成使第二環(huán)6介于其與頂環(huán)5之間。頂面4與垂直于X方向的平面 平行?；钊?利用活塞銷(xiāo)25與連桿24的一端連接。曲軸26與連桿24的 另一端連接。缸體21的內(nèi)周面31限定配置活塞3的缸膛(空間)32。在缸體21的 頭部33上設(shè)置有火花塞34、進(jìn)氣閥35和排氣閥(未圖示)。頂環(huán)5在推力側(cè)9上的部分41設(shè)置成在X方向上比頂環(huán)5在與推力相 反的一側(cè)10上的部分42更靠近頂面4。部分41在X方向上比部分42更遠(yuǎn) 離第二環(huán)6。頂環(huán)5的外周面43與缸體21的內(nèi)周面31滑動(dòng)接觸。頂環(huán)5 與缸體21和活塞3合作地限定燃燒室2，并且與缸體21、活塞3和第二環(huán) 6合作地限定環(huán)狀氣室7。這樣的頂環(huán)5相對(duì)于活塞3往復(fù)的X方向傾斜， 以在推力側(cè)9上比在止推側(cè)10上更遠(yuǎn)離第二環(huán)6。頂環(huán)5也相對(duì)于與X方 向垂直的平面傾斜，這種傾斜的角度較佳的是1 3度，更佳的是2 3度， 再佳的是2.3度或大致2.3度。頂環(huán)5以微小的間隙配合并固定在活塞3 的活塞環(huán)槽(頂環(huán)槽)中，以呈現(xiàn)如下?tīng)顟B(tài)可相對(duì)于活塞3沿圖2所示 的C方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即活塞3的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，并可沿徑向移動(dòng)。第二環(huán)6在推力側(cè)9上的部分51設(shè)置成在X方向上比第二環(huán)6在止推 側(cè)10上的部分52更遠(yuǎn)離頂面4。部分51設(shè)置成在X方向上比部分52更遠(yuǎn) 離頂環(huán)5。 X方向上的從部分41到部分51的距離大于X方向上的部分42 與部分52之間的距離。第二環(huán)6的外周面53與缸體21的內(nèi)周面31滑動(dòng) 接觸。第二環(huán)6與缸體21、活塞3和頂環(huán)5合作地限定環(huán)狀氣室7。這種 第二環(huán)6相對(duì)于活塞3往復(fù)的X方向傾斜，以在推力側(cè)9比在止推側(cè)10更 遠(yuǎn)離頂環(huán)5。第二環(huán)6以與頂環(huán)5相反的方向也相對(duì)于與X方向垂直的平面 傾斜，這種傾斜的角度較佳的是1 3度，更佳的是2 3度，再佳的是2.3 度或大致2.3度。如圖1所示，第二環(huán)6以與頂環(huán)5的傾斜相反的方向傾 斜。第二環(huán)6以微小的間隙配合并固定在活塞3的活塞環(huán)槽(第二環(huán)槽) 中，以呈現(xiàn)如下?tīng)顟B(tài)可相對(duì)于活塞3沿C方向轉(zhuǎn)動(dòng)并可沿徑向移動(dòng)。頂 環(huán)5和第二環(huán)6相對(duì)于與X方向垂直的平面傾斜的各角度可以是相同的角 度。頂環(huán)5與第二環(huán)6可以是對(duì)稱(chēng)的。頂環(huán)5和第二環(huán)6在X方向上在推力側(cè)9比在止推側(cè)10相互離開(kāi)得更 遠(yuǎn)，且在止推側(cè)10比在推力側(cè)9彼此更靠近。頂環(huán)5與第二環(huán)6之間的周
面22的氣壓承受面積在推力側(cè)9比在止推側(cè)10大，并從止推側(cè)10朝著推 力側(cè)9逐漸增加。如圖2和圖3所示，在本實(shí)施例中，在推力側(cè)9分別設(shè)置有三個(gè)連通 路8，以在活塞3位于上死點(diǎn)或上死點(diǎn)附近時(shí)使環(huán)狀氣室7與燃燒室2可相 互連通。各連通路8具有設(shè)在缸體21的內(nèi)周面31上的凹部61。如圖3所示，本實(shí)施例中的凹部61分別排列在缸體21的內(nèi)周面31上， 以當(dāng)活塞3在爆炸沖程中處于與曲軸角度相對(duì)于X方向在大致0 5度與 20 30度之間對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，相互同時(shí)地使環(huán)狀氣室7可與燃燒室2連通。 應(yīng)當(dāng)注意的是，用于連通的上述曲軸角度油活塞直徑和沖程來(lái)確定。三個(gè) 凹部61分別相互等間隔地排列在C方向上。位于活塞銷(xiāo)25延伸方向上的 一側(cè)的凹部61與位于另一側(cè)的凹部61在活塞銷(xiāo)25的延伸方向上相互相對(duì)， 位于這兩個(gè)凹部61之間的凹部61設(shè)置成通過(guò)頂環(huán)5的部分41使燃燒室2 可與環(huán)狀氣室7連通。應(yīng)當(dāng)注意的是，在一側(cè)的凹部61和在另一側(cè)的凹部61可以沿X方向 布置，以在通過(guò)位于這兩個(gè)凹部61之間的凹部61而實(shí)現(xiàn)的燃燒室2與環(huán) 狀氣室7之間的連通之前或之后相互同時(shí)地使燃燒室2可與環(huán)狀氣室7連 通。此外，位于在一側(cè)的凹部61與在另一側(cè)的凹部61之間的凹部61可以 省去。再者，在本實(shí)施例中，在活塞銷(xiāo)25的延伸方向上在頂環(huán)5的部分41 的一側(cè)和另一側(cè)均只設(shè)置有一個(gè)凹部61，但也可以例如如下在一側(cè)設(shè)置 兩個(gè)或更多的凹部61，并在另一側(cè)設(shè)置與所述一側(cè)的凹部61的數(shù)目相同的 凹部61。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本實(shí)施例中，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1具有多個(gè)連通路8， 但往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1也可以例如僅有一個(gè)連通路。下面對(duì)本實(shí)施例的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 在圖l所示的爆炸沖程中，當(dāng)活塞3開(kāi)始沿X方向朝著曲軸26側(cè)的前 進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃燒室2內(nèi)的燃燒氣體經(jīng)由連通路8被引入環(huán)狀氣室7中，環(huán) 狀氣室7內(nèi)的氣壓因引入的燃燒氣體的氣壓而增加。在被向前移動(dòng)的活塞3 上由于諸如活塞3在頂面4與頂環(huán)5之間受到的氣壓、曲軸26沿R方向的
旋轉(zhuǎn)、以及連桿24的傾斜之間的關(guān)系而作用有指向推力側(cè)9的側(cè)向壓力A， 相反，與這種側(cè)向壓力A相對(duì)，在活塞3上還根據(jù)在推力側(cè)9產(chǎn)生得比在 止推側(cè)10大的環(huán)狀氣室7內(nèi)的氣壓而作用有指向止推側(cè)10的側(cè)向壓力B。 這樣作用有側(cè)向壓力A和B的活塞3相對(duì)于缸體12氣體浮動(dòng)。本實(shí)施例的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1包括頂環(huán)5，設(shè)置成靠近限定燃燒室2 的活塞3的頂面4;第二環(huán)6，設(shè)置成使頂環(huán)5介于其與活塞3的頂面4之 間；由頂環(huán)5和第二環(huán)6限定的環(huán)狀氣室7;以及使環(huán)狀氣室7與燃燒室2 相互連通的一個(gè)或多個(gè)連通路8。此外，頂環(huán)5和第二環(huán)6分別相對(duì)于活塞 3的往復(fù)方向即X方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)9比在止推側(cè)10相互離開(kāi) 得更遠(yuǎn)。因此，在環(huán)狀氣室7內(nèi)，在推力側(cè)9可以產(chǎn)生比在止推側(cè)IO更大 的氣壓，從而可以使活塞3相對(duì)于缸體21氣體浮動(dòng)并減小各頂環(huán)5和第二 環(huán)6的傾角。由此，可以形成有效地產(chǎn)生氣體浮動(dòng)用浮力的環(huán)狀氣室7。此外， 可以使用圓形的頂環(huán)5和第二環(huán)6，且頂環(huán)5和第二環(huán)6被設(shè)置成可相對(duì)于缸 體21的內(nèi)周面31轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。再者，可以確保一方面的缸體21的內(nèi)周面31 與另一方面的頂環(huán)5的外周面43和第二環(huán)6的外周面53之間的氣密性，且不 容易對(duì)頂環(huán)5、第二環(huán)6、以及缸體21的內(nèi)周面31造成損傷等。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括第一活塞環(huán)，設(shè)置成靠近限定燃燒室的活塞的頂面；第二活塞環(huán)，設(shè)置成使所述第一活塞環(huán)介于所述第二活塞環(huán)與所述活塞的所述頂面之間；由所述第一活塞環(huán)和所述第二活塞環(huán)限定的環(huán)狀氣室；以及使所述環(huán)狀氣室與所述燃燒室相互連通的一個(gè)或多個(gè)連通路，其中，所述第一活塞環(huán)和所述第二活塞環(huán)分別相對(duì)于所述活塞的往復(fù)方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離開(kāi)得更遠(yuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一活塞環(huán)和 所述第二活塞環(huán)在所述止推側(cè)相互靠得更近。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述連通路設(shè) 置在所述推力側(cè)，以在所述活塞位于上死點(diǎn)或該上死點(diǎn)附近時(shí)使所述環(huán)狀氣室 與所述燃燒室相互連通。
全文摘要
一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，包括環(huán)狀頂環(huán)(5)，用作第一活塞環(huán)，配置成靠近限定燃燒室(2)的活塞(3)的頂面(頭部端面)(4)；環(huán)狀第二環(huán)(6)，用作第二活塞環(huán)，設(shè)置成使頂環(huán)(5)介于環(huán)狀第二環(huán)(6)與頂面(4)之間；由頂環(huán)(5)和第二環(huán)(6)限定的環(huán)狀氣室(7)；以及使環(huán)狀氣室(7)與燃燒室(2)可相互連通的多個(gè)連通路(8)。頂環(huán)(5)和第二環(huán)(6)分別相對(duì)于活塞(3)進(jìn)行往復(fù)的X方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)(9)比在止推側(cè)(10)相互離開(kāi)得更遠(yuǎn)。
文檔編號(hào)F02F1/18GK101166897SQ20068001466
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者坂東茂 申請(qǐng)人:坂東機(jī)工株式會(huì)社