CN119508086A - 用于发动机的活塞环、发动机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机的活塞环、发动机以及车辆，本发明涉及活塞环技术领域，用于发动机的活塞环包括：环形体，沿环形体的周向，环形体具有相对的第一端和第二端，环形体具有外侧壁，外侧壁形成有凹槽，凹槽朝向环形体内凹陷，凹槽沿环形体的周向从第一端延伸至第二端。通过在环形体的外侧壁形成有凹槽，能够存储活塞环刮下的润滑油以及活塞环与气缸套间相对运动而产生的磨屑，从而能够更好地保持活塞环与气缸套之间的油膜，有利于提升活塞环的密封以及润滑性能，减小活塞环与气缸套间的摩擦损失，还能够降低磨屑对活塞环与气缸套产生磨损的风险，延长活塞环的使用寿命，并且凹槽容易加工，进而能够减小活塞环的制造成本。

Description

用于发动机的活塞环、发动机以及车辆

技术领域

本发明涉及活塞环技术领域，尤其是涉及一种用于发动机的活塞环、发动机以及车辆。

背景技术

相关技术中，活塞环是发动机中的关键零部件之一，活塞环与气缸套的相对运动产生的摩擦损失约占整机的一半左右，这对发动机的各方面性能以及使用寿命都有着重要影响，因此，需要减小活塞环与气缸套之间的摩擦损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于发动机的活塞环，能够提升活塞环的密封以及润滑性能，减小活塞环与气缸套间的摩擦损失，还能够降低磨屑加重活塞环与气缸套间的磨损，延长活塞环的使用寿命，并且凹槽容易加工，进而能够减小活塞环的制造成本。

本发明进一步提出了一种具有上述用于发动机的活塞环的发动机。

本发明进一提出了一种具有上述发动机的车辆。

根据本发明实施例的用于发动机的活塞环，包括：环形体，沿环形体的周向，环形体具有相对的第一端和第二端，环形体具有外侧壁，外侧壁形成有凹槽，凹槽朝向环形体内凹陷，凹槽沿环形体的周向从第一端延伸至第二端。

根据本发明实施例的用于发动机的活塞环，通过在环形体的外侧壁形成有凹槽，能够存储活塞环刮下的润滑油以及活塞环与气缸套间相对运动而产生的磨屑，从而能够更好地保持活塞环与气缸套之间的油膜，有利于提升活塞环的密封以及润滑性能，减小活塞环与气缸套间的摩擦损失，还能够降低磨屑加重活塞环与气缸套间的磨损，延长活塞环的使用寿命，并且凹槽容易加工，进而能够减小活塞环的制造成本。

根据本发明的一些实施例中，凹槽为多个，多个凹槽沿环形体的厚度方向依次排布。

根据本发明的一些实施例中，任意相邻两个凹槽间隔开。

根据本发明的一些实施例中，任意相邻两个凹槽间的间隔距离相同。

根据本发明的一些实施例中，多个凹槽朝向环形体内的凹陷深度相同。

根据本发明的一些实施例中，用于发动机的活塞环还包括：摩擦环，摩擦环的设置数量小于凹槽的设置数量，每个凹槽设有一个摩擦环。

根据本发明的一些实施例中，位于端部两个凹槽之间的凹槽设有摩擦环。

根据本发明的一些实施例中，沿摩擦环的周向，摩擦环具有相对的第三端和第四端，第三端设有第一凸台以使环形体和第一凸台共同限定出第一装配空间，第一装配空间位于第一凸台的一侧，第四端设有第二凸台以使环形体和第二凸台共同限定出第二装配空间，第二装配空间位于第二凸台的一侧，第一凸台装配于第二装配空间，第二凸台装配于第一装配空间。

根据本发明的一些实施例中，沿凹槽的延伸方向，凹槽不同位置的宽度相同。

根据本发明的一些实施例中，凹槽的底壁形成有朝向环形体内凹陷的槽体。

根据本发明的一些实施例中，槽体沿环形体的周向从第一端延伸至第二端。

根据本发明实施例的发动机，包括：活塞和活塞环，活塞环套设于活塞，活塞环为上述实施例的用于发动机的活塞环。

根据本发明实施例的车辆，包括上述实施例的发动机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的活塞环的截面示意图；

图2是本发明实施例的活塞环的展开面示意图；

图3是本发明实施例的活塞环与摩擦环装配后的截面示意图；

图4是本发明实施例的第一凸台与第二凸台的装配示意图；

图5是本发明实施例的活塞环、活塞、发动机的气缸套装配后的剖视图。

附图标记：

活塞环100；

环形体10；第一端11；第二端12；外侧壁13；凹槽14；

摩擦环20；第三端21；第四端22；第一凸台23；第二凸台24；第一装配空间25；第二装配空间26；

活塞30；气缸套31。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的用于发动机的活塞环100、发动机以及车辆。

根据本发明实施例的用于发动机的活塞环100，包括：环形体10，沿环形体10的周向，环形体10具有相对的第一端11和第二端12，环形体10具有外侧壁13，外侧壁13形成有凹槽14，凹槽14朝向环形体10内凹陷，凹槽14沿环形体10的周向从第一端11延伸至第二端12。

其中，环形体10为活塞环100的主体部分，呈现环形状态，沿环形体10的周向，环形体10具有相对的第一端11和第二端12，以使活塞环100形成开口的环形体10，能够简化活塞环100的安装过程，可以轻松撑开活塞环100，使得活塞环100能够顺畅地安装到活塞30上，并且活塞30在工作中会产生热量，导致活塞30受热膨胀，开口为活塞环100提供了伸缩空间，使得活塞环100能够适应活塞30的膨胀和收缩，从而保持活塞环100与气缸套31之间的紧密配合，进而确保发动机能够正常运行。

环形体10具有外侧壁13，在活塞30工作时，环形体10的外侧壁13与气缸套31紧密配合，外侧壁13形成有凹槽14，凹槽14朝向环形体10内凹陷，凹槽14沿环形体10的周向从第一端11延伸至第二端12，使得凹槽14能够存储活塞环100从气缸套31上刮下的润滑油以及活塞环100与气缸套31间相对运动而产生的磨屑，并且润滑油能够在气缸套31上形成一层油膜，不仅有利于提升活塞环100的密封以及润滑性能，减小活塞环100与气缸套31间的摩擦损失。另外，当活塞环100与气缸套31之间产生干摩擦时，凹槽14内存储的润滑油能够及时释放，减小活塞环100与气缸套31间的摩擦损失，还能够降低磨屑对活塞环100与气缸套31产生磨损的风险，延长活塞环100的使用寿命，并且相比于现有技术中在活塞环上进行凹坑设计，凹槽14更加容易加工，进而能够减小活塞环100的制造成本。

根据本发明实施例的用于发动机的活塞环100，通过在环形体10的外侧壁13形成有凹槽14，能够存储活塞环100刮下的润滑油以及活塞环100与气缸套31间相对运动而产生的磨屑，从而能够更好地保持活塞环100与气缸套31之间的油膜，有利于提升活塞环100的密封以及润滑性能，减小活塞环100与气缸套31间的摩擦损失，还能够降低磨屑对活塞环100与气缸套31产生磨损的风险，延长活塞环100的使用寿命，并且凹槽14容易加工，进而能够减小活塞环100的制造成本。

根据本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，凹槽14可以为多个，多个凹槽14沿环形体10的厚度方向依次排布。

其中，凹槽14可以为多个，例如：凹槽14的数量可以为两个、三个、四个、五个等，但本发明不限于此，也可以有其他数量的凹槽14，只要有多个凹槽14即可。本申请以凹槽14有四个为例进行说明，多个凹槽14可以沿环形体10的厚度方向依次排布，环形体10的厚度方向为图1中Z方向，当环形体10受到外部压力或负载时，多个凹槽14可以沿着环形体10的厚度方向分散应力，降低应力集中导致的结构破坏，有助于提升环形体10的强度和耐久性，并且形成有多个凹槽14，能够增加润滑油与环形体10的接触面积，有助于传递活塞30工作时产生的热量，能够有效降低活塞30的温度，以延长发动机的使用寿命。

另外，多个凹槽14沿环形体10的厚度方向依次排布，还能够有效地收集和分配润滑油，不仅能够避免润滑油过渡消耗和燃烧室污染，还能够确保油膜在整个气缸套31上均匀分布，有助于进一步减少活塞30与气缸套31之间的摩擦，降低活塞30与气缸套31之间的磨损，同时提高发动机的润滑性能和发动机的燃油经济性。

根据本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，任意相邻两个凹槽14间隔开，不仅能够更加有效地收集和分配润滑油，有助于润滑油在气缸套31上均匀分布以形成均匀的油膜来润滑活塞30和气缸套31。

根据本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，任意相邻两个凹槽14间的间隔距离相同，使得多个凹槽14均匀分布，使得活塞环100与气缸套31之间的接触压力可以更加均匀，从而增强密封以及润滑效果，有助于降低气体从气缸中泄漏，进而能够提高发动机的效率和性能，并且多个凹槽14均匀分布时，凹槽14在存储活塞环100刮下的润滑油时也能够均匀润滑油的存储量，当活塞环100与气缸套31发生干摩擦时，凹槽14内的润滑油能够均匀释放，进而能够提供均匀有效的润滑，进一步减少了活塞环100与气缸套31之间的摩擦与磨损，也进一步延长了发动机的使用寿命。

根据本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，多个凹槽14朝向环形体10内的凹陷深度可以相同，能够均匀分布应力，有助于降低环形体10因应力集中而导致的结构失效风险，并且当润滑油流经多个深度相同的凹槽14时，能够在每一个凹槽14内存储相同容积的润滑油，以使润滑油能够在活塞环100上分布更加均匀，有助于减少因润滑不均而导致的局部磨损问题，提高活塞环100的耐磨性和耐久性。并且多个凹槽14朝向环形体10内的凹陷深度相同，能够降低凹槽14的加工难度，可以使用标准刀具或模具进行加工，有助于减少活塞环100的制造成本，提高活塞环100的生产效率，并且统一的深度使得凹槽14在加工过程中尺寸控制更加容易，从而确保凹槽14的精度和一致性，有利于提升活塞环100的制造精度。

根据本发明的一些实施例中，如图3所示，用于发动机的活塞环100还可以包括：摩擦环20，摩擦环20的设置数量小于凹槽14的设置数量，每个凹槽14设有一个摩擦环20。

其中，摩擦环20的材料特性类似于固体润滑剂，固体润滑剂是保护摩擦表面在做相对运动时免于损坏或减少摩擦和磨损使用的粉末状或薄膜状固体，例如：固体润滑剂可以为石墨、氮化硼等。摩擦环20的设置数量小于凹槽14的设置数量，设置有摩擦环20的每个凹槽14设有一个摩擦环20，摩擦环20可以集中分布在特定的凹槽14内，从而确保在关键摩擦区域提供充足的润滑。作为本申请的一个示例，凹槽14的数量可以为四个，摩擦环20的数量可以为两个，位于中间的两个凹槽14内均设有摩擦环20，如此设置，有助于减少活塞环100与气缸套31之间的直接接触面积，降低摩擦系数，进而减少磨损。通过在凹槽14内设置摩擦环20，能够更进一步提升活塞环100与气缸套31之间的润滑性能，减少活塞环100与气缸套31之间的摩擦、磨损，进而能够显著延长活塞环100的使用寿命。

根据本发明的一些实施例中，如图3所示，位于端部两个凹槽14之间的凹槽14设有摩擦环20，既能够进一步提升活塞环100与气缸套31之间的润滑性能，减少活塞环100与气缸套31之间的摩擦、磨损，还能够使得端部的两个凹槽14用于存储活塞环100刮下的润滑油以及活塞环100与气缸套31间相对运动而产生的磨屑，通过摩擦环20与凹槽14的共同作用下，能够更进一步提升活塞环100的密封性能，减小活塞环100与气缸套31间的摩擦损失，延长活塞环100的使用寿命。

根据本发明的一些实施例中，如图3-图4所示，沿摩擦环20的周向，摩擦环20具有相对的第三端21和第四端22，第三端21设有第一凸台23以使环形体10和第一凸台23共同限定出第一装配空间25，第一装配空间25位于第一凸台23的一侧，第四端22设有第二凸台24以使环形体10和第二凸台24共同限定出第二装配空间26，第二装配空间26位于第二凸台24的一侧，第一凸台23装配于第二装配空间26，第二凸台24装配于第一装配空间25。

其中，第三端21设有第一凸台23以使环形体10和第一凸台23共同限定出第一装配空间25，第一装配空间25位于第一凸台23的一侧，第四端22设有第二凸台24以使环形体10和第二凸台24共同限定出第二装配空间26，第二装配空间26位于第二凸台24的一侧，以图4中摩擦环20放置方向为例进行说明，第一装配空间25位于第一凸台23的下侧，第二装配空间26位于第二凸台24的上侧，第一凸台23与第二凸台24采用搭接的方式连接，第一凸台23装配于第二装配空间26，第二凸台24装配于第一装配空间25，以使第一凸台23与第二凸台24对活塞环100的第一端11和第二端12之间的间隙进行部分遮挡，能够在不影响活塞环100的弹力的前提下，减少活塞环100的第一端11和第二端12之间的间隙处的窜气量，进而能够更进一步提升发动机的密封性能。

根据本发明的一些实施例中，沿凹槽14的延伸方向，凹槽14不同位置的宽度可以相同，能够均匀分布应力，有助于降低环形体10因应力集中而导致的结构失效风险，并且使得润滑油能够在凹槽14的周向方向上分布更加均匀，有助于减少因润滑不均而导致的局部磨损问题，提高活塞环100的耐磨性和耐久性。也能够降低凹槽14的加工难度，可以使用标准刀具或模具对凹槽14进行加工，有助于减少活塞环100的制造成本，提高活塞环100的生产效率，并且统一的宽度使得凹槽14在加工过程中尺寸控制更加容易，从而确保凹槽14的精度和一致性，有利于提升活塞环100的制造精度。

根据本发明的一些实施例中，凹槽14的底壁可以形成有朝向环形体10内凹陷的槽体，以使凹槽14能够存储更多润滑油，当活塞环100与气缸套31发生干摩擦时，凹槽14内能够有足够多的润滑油释放，进而能够提供足够的润滑，更进一步减少了活塞环100与气缸套31之间的摩擦与磨损，也进一步延长了发动机的使用寿命。

根据本发明的一些实施例中，槽体沿环形体10的周向从第一端11延伸至第二端12，能够使得活塞环100在周向上均匀存储更多润滑油，当活塞环100与气缸套31发生干摩擦时，凹槽14内能够有足够多的润滑油均匀释放，进而能够提供均匀的润滑，显著减少了活塞环100与气缸套31之间的摩擦与磨损，也显著延长了发动机的使用寿命。

根据本发明实施例的发动机，包括：活塞30和活塞环100，活塞环100套设于活塞30，活塞环100为上述实施例的用于发动机的活塞环100，如图5所示，活塞环100用于安装于活塞30的环槽内，能够有效密封气缸套31与活塞30之间的间隙，并且活塞环100还能够刮去气缸壁上多余的润滑油，形成一层油膜，不仅能够防止机油进入燃烧室，还能够起到润滑和减少磨损的作用，进而能够有效延长发动机的使用寿命。

根据本发明实施例的车辆，包括上述实施例的发动机，能够提升车辆的性能，降低车辆的制造成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种用于发动机的活塞环，其特征在于，包括：

环形体，沿所述环形体的周向，所述环形体具有相对的第一端和第二端，所述环形体具有外侧壁，所述外侧壁形成有凹槽，所述凹槽朝向所述环形体内凹陷，所述凹槽沿所述环形体的周向从所述第一端延伸至所述第二端。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，所述凹槽为多个，多个所述凹槽沿所述环形体的厚度方向依次排布。

3.根据权利要求2所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，任意相邻两个所述凹槽间隔开。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，任意相邻两个所述凹槽间的间隔距离相同。

5.根据权利要求3所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，多个所述凹槽朝向所述环形体内的凹陷深度相同。

6.根据权利要求2所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，还包括：摩擦环，所述摩擦环的设置数量小于所述凹槽的设置数量，每个所述凹槽设有一个所述摩擦环。

7.根据权利要求6所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，位于端部两个所述凹槽之间的所述凹槽设有所述摩擦环。

8.根据权利要求6所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，沿所述摩擦环的周向，所述摩擦环具有相对的第三端和第四端，所述第三端设有第一凸台以使所述环形体和所述第一凸台共同限定出第一装配空间，所述第一装配空间位于所述第一凸台的一侧，所述第四端设有第二凸台以使所述环形体和所述第二凸台共同限定出第二装配空间，所述第二装配空间位于所述第二凸台的一侧，所述第一凸台装配于所述第二装配空间，所述第二凸台装配于所述第一装配空间。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，沿所述凹槽的延伸方向，所述凹槽不同位置的宽度相同。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，所述凹槽的底壁形成有朝向所述环形体内凹陷的槽体。

11.根据权利要求10所述的用于发动机的活塞环，其特征在于，所述槽体沿所述环形体的周向从所述第一端延伸至所述第二端。

12.一种发动机，其特征在于，包括：

活塞和活塞环，所述活塞环套设于所述活塞，所述活塞环为根据权利要求1-11中任一项所述的用于发动机的活塞环。

13.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求12所述的发动机。