[发明专利]用于内燃机的单件式控油环

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的单件式控油环(10)，其由于环(10)的极佳的柔韧性而能够容易地顺应汽缸衬套(20)，包括基本上平行于汽缸衬套的内表面的第一表面，从该第一表面延伸出基本上倾斜的第二表面(5)，并且包括能够接收氮化层(12)的回火马氏体基体，具有高硬度，确保环的极佳的耐磨性以及因此耐用性。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的控油环，尤其是一种单件式环，包括在发动机的运转期间在汽缸上施加较低的切向力值，而且环的耐磨性和耐用性极佳。

背景技术

内燃机,无论是柴油机循环、奥托循环、二冲程还是三冲程，均包括至少一个活塞环。活塞环用于密封汽缸衬套与活塞的本体之间的间隙，使燃烧室与发动机的其他内部部件隔离。活塞环径向设置在活塞的本体的基部上，防止燃烧气体在集油槽的方向上从燃烧室逸出，并且阻止发动机油渗入燃烧室内。

通常，发动机设置有三个环，这三个环平行地位于布置在活塞本体的基部中的凹槽中，为两个压缩环和一个刮油环。压缩环更靠近活塞的头部定位并且密封活塞与衬套之间存在的间隙，可以使得活塞可以压缩用于燃烧的空气-燃料混合物并随后保持汽缸的气密性。另一方面，刮油环具有将在压力下抛出的多余的润滑油刮到衬套壁上并使其返回到集油槽中的功能，从而限制和控制油膜的厚度和发动机的油耗。环的另一重要功能是在燃烧期间消散活塞吸收的热量，将其传递到汽缸的冷却工作面。

为了满足这些要求，即使这些汽缸的原始形状存在轻微偏差，活塞环仍需要沿其整个圆周保持与汽缸壁的连续接触。由于高的初始力和燃烧压力，以及造成磨损的高负荷，活塞环需要满足对其材料以及表面和形状的精加工的高要求。

刮油环可以分为三种类型：单件式、两件式以及三件式。由于其良好的整体性能，大多数应用利用具有两个件或三个件的油环。

两件式油环包括环形本体，该环形本体设置有朝向汽缸衬套定向的两个梯形环形凸起，环形本体通常由铸铁或钢制成，并且具有用于容纳膨胀元件(诸如，例如，弹簧)的内部凹槽，该膨胀元件也是环形的，其负责来自组件的切向力。

作为一般规则，三件式油环包括第一上环形区段和第二下环形区段，它们与中间膨胀元件相关联，该膨胀元件以受控方式在上区段和下区段上施加力，以与汽缸壁相接。计算由膨胀元件(其仅仅是弹性元件)施加的力，使得在汽缸壁上的油膜呈现预定的期望厚度。

另一方面，单件式油环的应用更受到限制，因为它具有很大的灵活性(其设计中固有的)，在操作时赋予环极佳的顺应性，易于模制到汽缸的壁上，然而由于被分段的事实而使其表面精加工变得更加困难，这限制了可能应用的精加工方法。

此外，在单件式油环的情况下，由于环经受磨损，由于接触面积的增加而发生压力损失，在这种类型的环中非常小。为了解决这个问题，将环设计成具有更大的初始力，缺点在于这种大的力可能导致更大的磨损，使得单件式油环的解决方案相对于两件式或三件式的等同物显然是不利的。

文献BR102012028094-9揭示了一种单件式控油环，其包括本体，该本体限定朝向内燃机的汽缸壁定向的下部和上部，分别限定垂直于本体的第一表面以及从那里延伸的第二倾斜表面，第一表面与第二表面一起限定与汽缸壁接触的第一区域，使得在发动机的初始组装中第一区域的至少95％与汽缸壁接触，确保恰当控制油膜，包括在运转过程中。

看到现有技术以有效的方式解决了发动机的燃料消耗的问题，确保了油膜的所需且恰当的厚度。然而，在减少单件油环所经受的磨损的意义上，文件BR102012028094-9没有揭示任何解决方案。

在这方面，直到现在还没有开发出用于内燃机的控油环，尤其是单件式油环，由于环的极佳柔韧性而能够容易地顺应汽缸的衬套，而且施加较低的切向力，包括在发动机的运转期间，同时，环的耐磨性极佳，确保油膜的恰当厚度，减少发动机的燃料消耗，环的耐用性极佳。

发明内容