[发明专利]用于内燃发动机及其系统和方法的活塞环组

说明书

技术领域

本发明大体上涉及内燃发动机，并且更具体地涉及用于内燃发动机的活塞环组。

背景技术

一般地，用在动力、海运和工业(P、M和I)应用的发动机不断经受更加严格的排放水平。这些应用中的发动机典型地包括为满足三级排放标准而研发的活塞和气缸衬套。活塞环组的具体环的磨损可以导致不符合排放标准，许多情况下比期望的磨损更快。

例如，活塞环组的增加的磨损率能够因为在P、M和I操作(并且甚至是轨道操作)下的环至活塞槽侧面余隙而导致。P、M和I操作因其在相对高的发动机输出下的极高服务水平而公知。包括展现不规则高的环至活塞槽的活塞压缩环和活塞上的油环的动力组件可以经受相对高的磨损率。因此活塞压缩环和油环在用户期望生命周期之前频繁更换。活塞压缩环和油环的频繁更换能够导致用户不满意。这种过早移除可以增加保修成本，并且当未即时检测或补救时能够造成显著相关后续的发动机损害和发动机可用性损失，更不用说不符合排放标准。

中国专利公开第204344302号描述了一种发动机活塞组件。发动机活塞组件设置有活塞结构和与活塞结构匹配的活塞环组。活塞结构、活塞环组和气缸的内壁一起形成了剩余间隙槽道，剩余间隙槽道设置有至少一个或多个环状突然扩张膨胀空腔并且具有多级节流膨胀的功能。当发动机中的混合气体为燃烧而压缩和点燃并且为进行工作而膨胀时，剩余间隙槽道将生成流动阻力和能量耗散效应，以防止高压混合气体和高温高压燃料气体从发动机的燃烧室和气缸逃离和泄露至曲轴箱，仅有少量烃排放物从剩余间隙逸出。发动机活塞组件被提供以减少发动机汽缸内的碳沉积物和尾气排放中的烃排放物。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种内燃发动机。内燃发动机包括汽缸，汽缸包括衬套和衬套上的保护层。内燃发动机进一步包括设置在汽缸内的活塞，活塞包括冠部和具有六个凹槽的一组凹槽。内燃发动机进一步包括具有在凹槽组的对应凹槽中设置的六个活塞环的一组活塞环。一组活塞环的六个活塞环从离冠部最近的地方到离冠部最远的地方依次由以下环组成。六个活塞环包括第一压缩环、第二压缩环、第三压缩环、第四压缩环、第一油环和第二油环，第一压缩环包括限定第一端部间隙的自由端，第二压缩环包括限定第二端部间隙的自由端。第一压缩环具有径向上的0.295±0.01英寸的标称壁厚。第一压缩环的第一端部间隙为或约为0.050±0.01英寸。第二压缩环的第二端部间隙为或约为0.045±0.01英寸。

在本发明的另一个方面中，提供了用于内燃发动机的一组活塞环。一组活塞环包括第一压缩环、第二压缩环和第一油环，第一压缩环具有限定第一端部间隙的自由端，第二压缩环具有限定第二端部间隙的自由端。第一压缩环具有径向上的0.295±0.01英寸的标称壁厚。第一压缩环的第一端部间隙为或约为0.050±0.01英寸。第二压缩环的第二端部间隙为或约为0.045±0.01英寸。第一压缩环配置为布置在活塞上，使得第一压缩环设置成最接近活塞的冠部并且使得第二压缩环设置成第二接近冠部。

在本发明的又一方面中，提供了一种方法。该方法包括提供具有限定第一端部间隙的自由端的第一压缩环。该方法进一步包括提供具有限定第二端部间隙的自由端的第二压缩环。第一压缩环包括第一压缩环的第一端部间隙的标称值，其大于第二压缩环的第二端部间隙的标称值。关于包含第一压缩环和第二压缩环的环组，第一压缩环配置为设置成最接近活塞的冠部，并且第二压缩环配置为设置成第二接近冠部。

通过以下的描述和附图，本发明的其它特征和方面将显而易见。

附图说明

结合于此并构成说明书一部分的附图图示了一个或多个实施例并且同描述一起解释了实施例。附图不一定按比例绘制。进一步地，附图中的任何值或尺寸仅用于图示目的并且能够或能够不代表实际或优选值的值或尺寸。在适用时，某些或所有选择特征能够不被图示以有助于对下面特征的描述和理解。

图1是根据本发明一个或多个实施例的内燃发动机的一部分的横截面视图，内燃发动机具有汽缸和接收在其中的活塞；

图2是图1的部分“P”的放大视图；

图3是根据本发明一个或多个实施例的一组活塞环的分解视图；

图4是根据本发明一个或多个实施例的图3的一组活塞环的第一压缩环的平面图；

图5是根据本发明一个或多个实施例的图3的一组活塞环的第二压缩环的平面图；

图6是根据本发明一个或多个实施例的一组活塞环的分解视图；以及

图7是根据本发明一个或多个实施例的提供多个活塞环的方法的流程图。