專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其包含能在高速高負(fù)荷驅(qū)動(dòng)和高增壓條件下驅(qū)
動(dòng)期間降低油耗的壓縮環(huán)。
背景技術(shù)：
為了降低在高速高負(fù)荷驅(qū)動(dòng)和高增壓條件下驅(qū)動(dòng)期間的油耗，日本未審實(shí)用新型 申請(qǐng)公開(kāi)No. 5-030624建議了一種內(nèi)燃機(jī)用的壓縮環(huán)。第二壓縮環(huán)的兩端之間的間隙減小 至環(huán)端剛剛避免相接觸的最大程度，并且從外圓周延伸至內(nèi)圓周的切口形成于第二壓縮環(huán) 的至少一端的下表面上，并且第二壓縮環(huán)上切口處環(huán)端之間的間隙形成為大于第一壓縮環(huán) 的兩端之間的間隙。日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. 48-21014建議了設(shè)在活塞1上用于防止環(huán) 旋轉(zhuǎn)的銷(xiāo)12，以及一對(duì)活塞環(huán)3、4，它們包括形成于環(huán)端下表面上的弧形切口以便不與銷(xiāo) 12干涉。環(huán)3形成為底切環(huán)。 然而，在日本未審實(shí)用新型申請(qǐng)公開(kāi)No. 5-030624和日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) No. 48-21014中公開(kāi)的環(huán)上，外圓周表面都形成為軸向平行表面，因此在高速高負(fù)荷驅(qū) 動(dòng)和高增壓條件下驅(qū)動(dòng)期間的油耗仍然一直不是令人滿(mǎn)意。日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) No. 48-21014中公開(kāi)的環(huán)包含形成于環(huán)端的下表面上的弧形切口，使得油傾向于沿著弧形 表面向上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是降低在高速高負(fù)荷驅(qū)動(dòng)和高增壓條件下驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)燃機(jī)用的活 塞設(shè)備中的油耗。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備包括在活塞的外圓周中的第一 壓縮環(huán)和第二壓縮環(huán)，其中第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上從內(nèi)圓 周延伸至外圓周的切口，并且第二壓縮環(huán)上的切口處的環(huán)端之間的間隙大于第一壓縮環(huán)的 環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙等于或小于 第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表 面以及形成于錐形表面下面的軸向平行表面構(gòu)成的外圓周表面。 代替使用軸向平行表面(參見(jiàn)圖5、圖6、圖8、圖9、圖11和圖12)，第二壓縮環(huán)可 包括錐角小于上述錐形表面的錐角的錐形表面(參見(jiàn)圖14至圖19)。換言之，第二壓縮環(huán) 可包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的第一錐形表面以及形成于第一錐形表面下面并且錐 角小于第一錐形表面的錐角的第二錐形表面構(gòu)成的外圓周表面。 此外，代替使用軸向平行表面(參見(jiàn)圖5、圖6、圖8、圖9、圖11和圖12)，第二壓縮 環(huán)可包括環(huán)徑向厚度朝著下側(cè)減小的錐形表面(參見(jiàn)圖20至圖25)。換言之，第二壓縮環(huán) 可包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的第一錐形表面以及形成于第一錐形表面下面并且環(huán) 徑向厚度朝著下側(cè)減小的第二錐形表面構(gòu)成的外圓周表面。 第二壓縮環(huán)優(yōu)選地可包括底切的橫截面形狀，該底切包括環(huán)的外圓周的下側(cè)上的切口。 在第二壓縮環(huán)中，環(huán)端的下表面上的切口優(yōu)選地可具有矩形橫截面。 在第二壓縮環(huán)中，環(huán)端的下表面上的切口的周邊寬度優(yōu)選地可沿著環(huán)的內(nèi)圓周比
沿著環(huán)的外圓周寬。 在根據(jù)技術(shù)方案1、2或3的發(fā)明中，第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的端部的至少一個(gè)的下 表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周的切口 ；并且第二壓縮環(huán)上的切口處的間隙大于第一壓縮環(huán) 上的間隙，并且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的間隙等于或小于第一壓縮環(huán)上的間 隙。當(dāng)在高速高負(fù)荷驅(qū)動(dòng)期間第二壓縮環(huán)與活塞的環(huán)槽的下表面相接觸時(shí)，流入環(huán)槽的漏 氣借助于環(huán)端的下表面上的切口從環(huán)的內(nèi)圓周側(cè)脫離至外面，使得能防止高于第二壓縮環(huán) 的活塞區(qū)域處的壓力升高，并且因此能防止油向上升。此外，當(dāng)在高增壓條件下驅(qū)動(dòng)期間第 二壓縮環(huán)與活塞的環(huán)槽的上表面相接觸時(shí)，能減小油的向上升，因?yàn)殚g隙很小。第二壓縮環(huán) 此外在環(huán)外圓周的上段上具有錐形表面，其用來(lái)抑制當(dāng)環(huán)升高時(shí)的油刮削效果，使得能進(jìn) 一步降低油耗。 根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明能借助底切提高油刮削效果。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明與使用弧形時(shí)相比抑制油向上升。 根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明能防止油向上升，并且進(jìn)一步降低油耗，因?yàn)樵诟咚俑哓?fù) 荷驅(qū)動(dòng)期間漏氣能容易進(jìn)入間隙。


圖1是內(nèi)燃機(jī)中的氣缸區(qū)段的縱向橫截視圖，其中安裝了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的活 塞設(shè)備； 圖2是示出第一壓縮環(huán)的一部分的正視圖； 圖3是示出第二壓縮環(huán)的一部分的透視圖； 圖4是示出第二壓縮環(huán)的一部分的正視圖； 圖5是沿著圖4的線(xiàn)A-A截取的橫截視圖； 圖6是沿著圖4的線(xiàn)B-B截取的橫截視圖； 圖7是示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)的一部分的正視圖； 圖8是沿著圖7的線(xiàn)A-A截取的橫截視圖； 圖9是沿著圖7的線(xiàn)B-B截取的橫截視圖； 圖10是示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)的一部分的正視圖； 圖11是沿著圖10的線(xiàn)A-A截取的橫截視圖； 圖12是沿著圖10的線(xiàn)B-B截取的橫截視圖； 圖13是示出第二壓縮環(huán)的平視圖； 圖14是相應(yīng)于圖5的視圖，示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖15是相應(yīng)于圖6的視圖，示出第二壓縮環(huán)； 圖16是相應(yīng)于圖8的視圖，示出再一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖17是相應(yīng)于圖9的視圖，示出第二壓縮環(huán)； 圖18是相應(yīng)于圖11的視圖，示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖19是相應(yīng)于圖12的視圖，示出第二壓縮環(huán)；
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圖20是相應(yīng)于圖5的視圖，示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖21是相應(yīng)于圖6的視圖，示出第二壓縮環(huán)； 圖22是相應(yīng)于圖8的視圖，示出再一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖23是相應(yīng)于圖9的視圖，示出第二壓縮環(huán)； 圖24是相應(yīng)于圖11的視圖，示出另一個(gè)第二壓縮環(huán)； 圖25是相應(yīng)于圖12的視圖，示出第二壓縮環(huán)。
具體實(shí)施例方式
接著參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。 在圖1中，多個(gè)環(huán)槽3、4和5形成于在內(nèi)燃機(jī)的氣缸1內(nèi)前后移動(dòng)的活塞2的外圓周表面上。第一壓縮環(huán)6、第二壓縮環(huán)7以及組合的油環(huán)8分別按順序從燃燒室一側(cè)安裝于環(huán)槽3、4和5中。第一壓縮環(huán)6和第二壓縮環(huán)7具有壓縮作用，并且主要用來(lái)抑制燃燒室漏氣并且還提供刮削氣缸壁上的油的作用。 如圖3至6所示，第二壓縮環(huán)7包含具有矩形橫截面的切口 9，并且該切口 9在環(huán)的一對(duì)端部的下表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周。第二壓縮環(huán)7上切口 9處的環(huán)端之間的間隙Sl大于第一壓縮環(huán)6的環(huán)端之間的間隙S(參見(jiàn)圖2);并且第二壓縮環(huán)7上除了切口 9以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙S2形成為等于或小于第一壓縮環(huán)6的環(huán)端之間的間隙S。外圓周表面12包括環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表面10以及形成于錐形表面10下面的軸向平行表面11。錐形表面10和軸向平行表面11形成為跨過(guò)第二壓縮環(huán)7的整個(gè)圓周。錐形表面IO和軸向平行表面11之間的邊界在除了切口 9附近的圓周位置中定位于距環(huán)下表面7a固定的高度處并且在切口 9的下表面9a之下。軸向平行表面11的高度從剛剛在切口 9之前逐漸向上升，以便不會(huì)由切口 9分開(kāi)，并且在切口 9處到達(dá)高于切口 9的上表面9a的位置。 圖7至圖9示出本發(fā)明的第二壓縮環(huán)的另一個(gè)示例。這個(gè)示例的第二壓縮環(huán)7與上述第二壓縮環(huán)的不同之處在于截面形狀。這個(gè)示例的第二壓縮環(huán)7具有底切的橫截面形狀，底切包括在外圓周表面12的下部上的臺(tái)階形狀的切口。 這個(gè)示例中的第二壓縮環(huán)7保持關(guān)系Hl > H2，其中Hl設(shè)置為環(huán)端上的切口 9距環(huán)下表面7a的高度，并且H2設(shè)置為底切的切口 13距環(huán)下表面7a的高度。用于收集油的較大空間由環(huán)端上的切口 9形成，其在環(huán)降低并且向下刮削油時(shí)降低油壓，并且因此能防止油向上升。 圖10至圖12示出本發(fā)明第二壓縮環(huán)的另一個(gè)示例。這個(gè)示例的第二壓縮環(huán)7與前述示例的第二壓縮環(huán)不同之處在于關(guān)系是H1 < H2。第二壓縮環(huán)7的外圓周表面12上的軸向平行表面11和錐形表面10之間的邊界跨過(guò)第二壓縮環(huán)7的整個(gè)圓周定位于距環(huán)下表面7a固定的高度并且高于切口 9的上表面9a。 當(dāng)Hl設(shè)置為環(huán)端上的切口 9距環(huán)下表面7a的高度，并且H2設(shè)置為底切的切口 13距環(huán)下表面7a的高度時(shí)，第二壓縮環(huán)7包括關(guān)系Hl < H2。軸向平行表面11和錐形表面10之間的邊界能跨過(guò)第二壓縮環(huán)7的整個(gè)圓周形成于距環(huán)下表面7a固定的位置處并且高于切口 9的上表面9a，以使得能讓在環(huán)端上的切口 9附近與氣缸1的壁相接觸的環(huán)的軸向?qū)挾雀。@允許環(huán)上的表面壓力升高，并且獲得令人滿(mǎn)意的油刮削效果。
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圖13是第二壓縮環(huán)7的平視圖。如能在圖中看到的，環(huán)端上切口 9的周邊寬度沿著內(nèi)圓周比沿著外圓周寬。提供具有這種結(jié)構(gòu)的上述第二壓縮環(huán)7將允許漏氣容易流入間隙，以使得能防止油向上升，并且能進(jìn)一步降低油耗。 在上面的實(shí)施例中，切口形成于第二壓縮環(huán)的一對(duì)端部的下表面上，然而，本發(fā)明不限于這個(gè)結(jié)構(gòu)，并且切口例如可形成于第二壓縮環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上。
在上面的實(shí)施例中，第二壓縮環(huán)7的外圓周表面12具有環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表面10，以及形成于錐形表面10下面的軸向平行表面ll，然而，本發(fā)明不限于這個(gè)構(gòu)造。第二壓縮環(huán)7的外圓周表面12例如可具有環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的第一錐形表面10，以及形成于第一錐形表面10下面并且錐角小于第一錐形表面10的第二錐形表面14(參見(jiàn)圖14至圖19)。第二壓縮環(huán)7的外圓周表面12還可具有環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的第一錐形表面10，以及形成于第一錐形表面10下面并且環(huán)徑向厚度朝著下側(cè)減小的第二錐形表面15 (參見(jiàn)圖20至圖25)。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其包括在活塞的外圓周中的第一壓縮環(huán)和第二壓縮環(huán)，其特征在于，第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周的切口，并且第二壓縮環(huán)上的切口處的環(huán)端之間的間隙大于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙等于或小于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表面以及形成于錐形表面下面的軸向平行表面構(gòu)成的外圓周表面。
2. —種內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其包括在活塞的外圓周中的第一壓縮環(huán)和第二壓縮環(huán)， 其特征在于，第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周的切 口，并且第二壓縮環(huán)上的切口處的環(huán)端之間的間隙大于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并 且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙等于或小于第一壓縮環(huán)的環(huán)端 之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的第一錐形表面以及形成于第一錐形表 面下面并且錐角小于第一錐形表面的錐角的第二錐形表面構(gòu)成的外圓周表面。
3. —種內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其包括在活塞的外圓周中的第一壓縮環(huán)和第二壓縮環(huán)， 其特征在于，第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周的切 口，并且第二壓縮環(huán)上的切口處的環(huán)端之間的間隙大于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并 且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙等于或小于第一壓縮環(huán)的環(huán)端 之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表面以及形成于錐形表面下面并 且環(huán)徑向厚度朝著下側(cè)減小的第二錐形表面構(gòu)成的外圓周表面。
4. 如權(quán)利要求1 、2或3所述的內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其特征在于，第二壓縮環(huán)具有底切 的橫截面形狀，該底切包括環(huán)的外圓周的下側(cè)上的切口 。
5. 如權(quán)利要求1、2或3所述的內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其特征在于，環(huán)端的下表面上的切口具有矩形橫截面。
6. 如權(quán)利要求1、2或3所述的內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備，其特征在于，環(huán)端的下表面上的切 口的周邊寬度沿著環(huán)的內(nèi)圓周比沿著環(huán)的外圓周寬。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)用的活塞設(shè)備包括在活塞的外圓周中的第一壓縮環(huán)和第二壓縮環(huán)，其中第二壓縮環(huán)包括在環(huán)的一對(duì)端部的至少一個(gè)的下表面上從內(nèi)圓周延伸至外圓周的切口，并且第二壓縮環(huán)上的切口處的環(huán)端之間的間隙大于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)上除了切口以外的區(qū)段處的環(huán)端之間的間隙等于或小于第一壓縮環(huán)的環(huán)端之間的間隙，并且第二壓縮環(huán)包括由環(huán)徑向厚度朝著上側(cè)減小的錐形表面以及形成于錐形表面下面的軸向平行表面構(gòu)成的外圓周表面。替代軸向平行表面，第二壓縮環(huán)可利用錐角小于上述錐形表面的錐角的錐形表面；或者可利用環(huán)徑向厚度朝著下側(cè)減小的錐形表面。
文檔編號(hào)F02F5/00GK101761416SQ20091026265
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者石田政男 申請(qǐng)人:帝國(guó)活塞環(huán)株式會(huì)社