| 专利名称： | 活塞组件、活塞以及活塞环 | ||
| 专利名称(英文)： | Piston assembly, piston and piston ring | ||
| 专利号： | CN201420308240.3 | 申请时间： | 20140611 |
| 公开号： | CN204024847U | 公开时间： | 20141217 |
| 申请人： | 上海通用汽车有限公司; 泛亚汽车技术中心有限公司 | ||
| 申请地址： | 201206 上海市浦东新区申江路1500号 | ||
| 发明人： | 尹建民; 冯圆; 王立新 | ||
| 分类号： | F02F11/00; F02F5/00; F02F3/00 | 主分类号： | F02F11/00 |
| 代理机构： | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 谭佐晞; 严志军 |
| 摘要： | 本实用新型提供了一种活塞组件，其包括：活塞；围绕所述活塞的外表面设置的活塞环槽；以及位于所述活塞环槽中的活塞环；其中，所述活塞环与所述活塞环槽之间存在轴向接触以用于轴向密封。进一步地，本实用新型还提供了一种活塞环和一种活塞。本实用新型的活塞组件、活塞以及活塞环具有改良的密封和刮油性能。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model provides a piston assembly which comprises a piston, a piston ring groove and a piston ring, wherein the piston ring groove is formed surrounding the outer surface of the piston, and the piston ring is located in the piston ring groove. Axial contact exists between the piston ring and the piston ring groove. The piston ring and the piston ring groove are used for axial sealing. In addition, the utility model provides the piston ring and the piston. The piston assembly, the piston and the piston ring have improved sealing and oil scraping performance. | ||
1.一种活塞组件，其包括： 活塞(30)； 围绕所述活塞(30)的外表面设置的活塞环槽(50)；以及 位于所述活塞环槽(50)中的活塞环(40)； 其特征在于，所述活塞环(40)与所述活塞环槽(50)之间存在轴向接触以用于轴向密封。
2.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述活塞环(40)的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面(401)与活塞环径向表面(402)；对应地，所述活塞环槽(50)的截面形状也为L形，其具有对应的活塞环槽轴向表面(501)与活塞环槽径向表面(502)，所述用于轴向密封的轴向接触由所述活塞环轴向表面(401)和活塞环槽轴向表面(501)接触而形成。
3.根据权利要求2所述的活塞组件，其特征在于，在所述活塞组件工作期间，所述活塞环径向表面（402）与所述活塞环槽径向表面（502）接触，形成用于径向密封的径向接触面。
4.一种活塞环，其特征在于，所述活塞环(40)具有用于轴向密封的表面。
5.根据权利要求4所述的活塞环，其特征在于，所述活塞环(40)的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面(401)与活塞环径向表面(402)，其中所述活塞环轴向表面(401)用于轴向密封。
6.根据权利要求5所述的活塞环，其特征在于，所述活塞环径向表面(402)用于径向密封。
7.一种活塞，围绕所述活塞(30)的外表面设置有活塞环槽(50)，其特征在于，所述活塞环槽(50)具有用于轴向密封的表面。
8.根据权利要求7所述的活塞，其特征在于，所述活塞环槽(50)的截面形状为L形，其具有活塞环槽轴向表面(501)与活塞环槽径向表面(502)，其中所述活塞环槽轴向表面(501)用于轴向密封。
9.根据权利要求8所述的活塞，其特征在于，所述活塞环槽径向表面(502)用于径向密封。
1.一种活塞组件，其包括： 活塞(30)； 围绕所述活塞(30)的外表面设置的活塞环槽(50)；以及 位于所述活塞环槽(50)中的活塞环(40)； 其特征在于，所述活塞环(40)与所述活塞环槽(50)之间存在轴向接触以用于轴向密封。
2.根据权利要求1所述的活塞组件，其特征在于，所述活塞环(40)的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面(401)与活塞环径向表面(402)；对应地，所述活塞环槽(50)的截面形状也为L形，其具有对应的活塞环槽轴向表面(501)与活塞环槽径向表面(502)，所述用于轴向密封的轴向接触由所述活塞环轴向表面(401)和活塞环槽轴向表面(501)接触而形成。
3.根据权利要求2所述的活塞组件，其特征在于，在所述活塞组件工作期间，所述活塞环径向表面（402）与所述活塞环槽径向表面（502）接触，形成用于径向密封的径向接触面。
4.一种活塞环，其特征在于，所述活塞环(40)具有用于轴向密封的表面。
5.根据权利要求4所述的活塞环，其特征在于，所述活塞环(40)的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面(401)与活塞环径向表面(402)，其中所述活塞环轴向表面(401)用于轴向密封。
6.根据权利要求5所述的活塞环，其特征在于，所述活塞环径向表面(402)用于径向密封。
7.一种活塞，围绕所述活塞(30)的外表面设置有活塞环槽(50)，其特征在于，所述活塞环槽(50)具有用于轴向密封的表面。
8.根据权利要求7所述的活塞，其特征在于，所述活塞环槽(50)的截面形状为L形，其具有活塞环槽轴向表面(501)与活塞环槽径向表面(502)，其中所述活塞环槽轴向表面(501)用于轴向密封。
9.根据权利要求8所述的活塞，其特征在于，所述活塞环槽径向表面(502)用于径向密封。
翻译：技术领域
本实用新型涉及活塞技术领域，更具体地，本实用新型涉及用于发动机的活塞组件、活塞以及活塞环。
背景技术
众所周知，活塞和活塞环在发动机中起到至关重要的作用。活塞与活塞环的密封和刮油性能影响发动机的品质，如果活塞和活塞环的密封不佳，则会发生漏气和机油上窜，影响发动机的功率，并会造成发动机的抖动，机油消耗过快等问题，这些都会影响使用者的体验。
随日益严格的环保和能源要求，发动机趋于向小排量高性能发展，高性能的发动机通常意味着高的爆发压力，这对活塞组件的密封和刮油性能也提出了更高的要求。
图1中示出了常规的活塞组件，其包括活塞11和活塞环12，活塞环12定位在围绕活塞11的外表面设置的活塞环槽中。在图中用箭头示出了气缸内的气体对活塞11的压力。常规活塞组件中，活塞环12采用矩形截面设计，而活塞11中的活塞环槽也采用对应的矩形截面设计。通常情况下，由于缸内的气体压力，活塞环12与活塞环槽的下表面紧密接触，从而提供密封，由此阻断燃烧室气体的泄漏路径以及机油的上窜路径。但是由于在活塞11工作期间，活塞环12受到复杂的轴向力的作用，包括，气体压力以及活塞环往复运动的惯性力等等，活塞环12可能与活塞环槽的下表面脱离，形成悬浮或震颤状态(图2和图3中可见)，导致如图2中箭头所示的气体泄漏路径和如图3中箭头所示的机油上窜路径的出现。特别地，在活塞的压缩行程末端，做功行程开始的瞬间，由于活塞环12受到的向上的惯性力大于向下的气体压力，使得活塞环12脱离活塞环槽的下表面，从而导致燃烧室气体的泄漏以及机油的上窜现象。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供活塞环和活塞之间的改善的密封，从而尽可能地减少在发动机运行期间，尤其是当活塞环处于悬浮或震颤状态时的气体泄漏和机油上窜。
本实用新型通过提供提供创新的活塞组件、活塞以及活塞环来解决上述技术问题，具体而言，根据本实用新型的一方面，提供了一种活塞组件，其包括：
活塞；
围绕所述活塞的外表面设置的活塞环槽；以及
位于所述活塞环槽中的活塞环；
其中，所述活塞环与所述活塞环槽之间存在轴向接触以用于轴向密封。
可选地，所述活塞环的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面与活塞环径向表面；对应地，所述活塞环槽的截面形状也为L形，其具有对应的活塞环槽轴向表面与活塞环槽径向表面，所述用于轴向密封的轴向接触由所述活塞环轴向表面和活塞环槽轴向表面接触而形成。
可选地，在所述活塞组件工作期间，所述活塞环径向表面与所述活塞环槽径向表面接触，形成用于径向密封的径向接触面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种活塞环，其中，所述活塞环具有用于轴向密封的表面。
可选地，所述活塞环的截面形状为L形，其具有活塞环轴向表面与活塞环径向表面，其中所述活塞环轴向表面用于轴向密封。
可旋地，所述活塞环径向表面用于径向密封。
根据本实用新型的再一方面，提供了一种活塞，围绕所述活塞的外表面设置有活塞环槽，其中，所述活塞环槽具有用于轴向密封的表面。
可选地，所述活塞环槽的截面形状为L形，其具有活塞环槽轴向表面与活塞环槽径向表面，其中所述活塞环槽轴向表面用于轴向密封。
可选地，所述活塞环槽径向表面用于径向密封。
本实用新型的有益之处在于：通过提供特殊设计的活塞组件、活塞以及活塞环，使得在发动机运行期间，活塞和活塞环之间始终存在轴向的接触，相比于只有径向接触的传统活塞-活塞环设计，提供了增加的密封面积，有效地改善了活塞环处于悬浮或震颤状态时的气体泄漏和机油上窜。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1为常规活塞组件的截面图；
图2为常规活塞组件的局部截面图，其中示出了当常规活塞组件处于悬浮或震颤状态时的气体泄漏路径；
图3为常规活塞组件的局部截面图，其中示出了当常规活塞组件处于悬浮或震颤状态时的机油上窜路径；
图4为本实用新型的示例性活塞组件的局部截面图，其中还示出了本实用新型的活塞环的截面结构和被阻断的气体泄漏路径；
图5为本实用新型的示例性活塞组件的局部截面图，其中还示出了本实用新型的活塞环的截面结构和被阻断的机油上窜路径。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本实用新型要求保护的主题，下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。为了行文简洁，下文所描述的轴向方向是指活塞运动的方向，即垂直于活塞环所在平面的方向，而径向方向指活塞或活塞环的直径方向。
参考图4，其中示出了本实用新型的示例性活塞组件的截面图。本实用新型的活塞组件包括：(a)活塞30；(b)围绕所述活塞30的外表面设置的活塞环槽50；以及(c)位于所述活塞环槽50中的活塞环40；其中，所述活塞环40与所述活塞环槽50之间存在轴向接触以用于轴向密封。在如图所示的优选实施例中，本实用新型的示例性活塞组件包括活塞30和活塞环40，其中活塞环40定位在围绕活塞30的外表面设置的活塞环槽50中，所述活塞环40具有L形截面，并且容纳所述具有L形截面的活塞环40的活塞环槽50具有对应的L形截面。活塞环40具有矩形缺口，在矩形缺口处存在活塞环轴向表面401与活塞环径向表面402；对应地，所述活塞环槽50的截面形状也为L形，其具有对应的凸台，凸台处活塞环槽具有活塞环槽轴向表面501与活塞环槽径向表面502，所述用于轴向密封的轴向接触由所述活塞环轴向表面401和活塞环槽轴向表面501接触而形成。在图4中仅示出活塞环40的一个截面，但如本领域中熟知的，活塞环40整体大致呈圆环形，且L形的截面延伸了活塞环40的部分长度或整个长度。L形截面的活塞环槽50和对应的L形截面的活塞环40是本实用新型的优选实施例，因为其结构简单，制造方便，但本领域技术人员可在本实用新型的启发下构想出其他的实施例，例如具有阶梯形、凸形、与本实用新型上下倒置的L形或左右倒置的L形等截面的活塞环与活塞环槽设计，故本实用新型旨在将这些具有轴向密封的构型全部包括在本实用新型的范围内。
参考图4和图5，当本实用新型的活塞组件在发动机运行期间同样经历各种轴向力而处于悬浮或震颤状态时，至少存在轴向密封段，即活塞环轴向表面401和活塞环槽轴向表面501贴合所形成的密封段。如图4中箭头所示，轴向密封段阻断了气体泄漏路径。同时，当活塞环悬浮处于一定高度时，活塞环径向表面402与活塞环槽径向表面502接触，从而形成径向密封段，如图5中箭头所示，径向密封段阻断了机油的上窜路径。这样的设计相比于仅存在上下表面的径向密封段的常规的矩形截面的活塞环而言，多出了轴向密封段，轴向密封段在整个发动机运行过程中都能提供密封，这增加活塞和活塞环之间的密封面积，延长密封段长度，使得无论活塞环处于与上下表面接合的状态还是处于脱离上下表面的悬浮或震颤的状态，都存在密封段起作用，来阻断活塞环40和活塞环槽50之间的气体泄漏路径和机油反窜路径，由此有效地提高了活塞组件的密封和刮油性能。
在所示的实施例中，活塞组件中存在3个活塞环，容易理解，活塞环的数量是可以改变的，另外，图中所示的活塞组件中的每一个活塞环都采用L形设计，但可以构思在备选实施例中，活塞组件中可兼有本实用新型的L形截面活塞环和常规矩形的活塞环，从而来适应不同的应用。另外，值得注意的是，本实用新型的活塞组件和活塞环可适用于任何类型的汽车发动机，包括汽油机和柴油机。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本实用新型的原理，其中将各个部件具体化而使本实用新型的原理更容易理解。在不脱离本实用新型的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本实用新型进行各种修改。故应当理解的是，本实用新型的范围不应由以上具体实施例限制，而仅由所附的权利要求书限制。
