活塞环、发动机及车辆制造技术

本公开涉及一种活塞环、发动机及车辆，该活塞环安装在缸孔(3)和活塞环槽(1)之间，活塞环(4)包括内环曲线和外环曲线，其中，外环曲线跟随缸孔的变形而变形。通过上述技术方案，将活塞环的外环曲线的圆度设置为发动机工作时缸孔变形后的圆度傅里叶变换曲线，这样活塞环的外环曲线与缸孔的变形形状一样，减小或解决活塞环刮伤发动机缸孔壁的风险。

【技术实现步骤摘要】
活塞环、发动机及车辆
本公开涉及汽车发动机领域，具体地，涉及一种活塞环、发动机及车辆。
技术介绍
发动机中的缸孔在装配缸盖和外围附件后会出现变形，当发动机运转时由于高温高压作用也会导致缸孔再次变形。由于活塞环会直接与缸孔接触，而缸孔又存在变形会导致间隙的宽度变化不一致，如果局部存在活塞环槽与活塞环间隙为0或更小时，会导致运转时活塞环直接与缸孔壁硬接触，缸孔壁会被活塞环外圆刮出延运动方向一致的亮条，甚至会导致拉缸。
技术实现思路
本公开的第一个目的是提供一种活塞环，结合发动机的缸孔变形仿真分析，将活塞环的外环曲线跟随缸孔的变形而变形，可以在不影响发动机性能参数的情况下保持缸孔内壁完好。本公开的第二个目的是提供一种发动机，该发动机包括本公开提供的间隙。本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆包括本公开提供的发动机。为了实现上述目的，本公开提供一种活塞环，所述活塞环安装在缸孔和活塞环槽之间，所述活塞环包括内环曲线和外环曲线，其中，所述外环曲线跟随缸孔的变形而变形。可选地，通过式(1)计算所述外环曲线在不同阶次下的变形：式(1)中，ΔR为外环曲线在不同阶次下的变形，i为阶次，A0为0阶次的傅里叶系数，θi为第i阶次的相角，Umaxi为第i阶次的谐波变形量。可选地，所述阶次i的取值范围为0≤i≤6，且i为自然数。可选地，当所述阶次i为0或1时，所述外环曲线为圆形。可选地，当所述阶次i为2时，所述外环曲线为椭圆形。可选地，所述内环曲线与所述活塞环槽之间的间隙恒定不变。根据本公开的第二个方面，还提供一种发动机，所述发动机包括活塞和缸孔，所述活塞上设置有至少一个活塞环槽和设置在所述活塞环槽之间的活塞环，其中，所述活塞环为本公开提供的活塞环。可选地，沿所述活塞高度方向从上至下设置有三个活塞环槽。可选地，所述活塞环槽横截面的外沿曲线跟随缸孔的变形而变形，且所述活塞环具有弹性。根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，包括本公开提供的发动机。通过上述技术方案，将活塞环的外环曲线的圆度设置为发动机工作时缸孔变形后的圆度傅里叶变换曲线，这样活塞环的外环曲线与缸孔的变形形状一样，减小或解决活塞环刮伤发动机缸孔壁的风险。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开提供的一种具体实施方式下活塞的结构示意图；图2是本公开提供的一种具体实施方式下活塞的剖视图；图3是本公开提供的活塞环的外环曲线在不同阶次下的曲线示意图；图4是本公开提供的一种具体实施方式下缸孔变形前活塞环的内环曲线、活塞环槽和间隙的曲线示意图；图5是现有技术下缸孔变形后活塞环的内环曲线、活塞环槽和间隙的曲线示意图；图6是本公开提供的一种具体实施方式下缸孔变形器后活塞环的内环曲线、活塞环槽和间隙的曲线示意图；图7为本公开提供的发动机的结构示意图。附图标记说明1活塞环槽2活塞3缸孔4活塞环5间隙具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供一种活塞环，该活塞环安装在缸孔3和活塞环槽1之间，所述活塞环4包括内环曲线和外环曲线，其中，所述外环曲线跟随缸孔的变形而变形。本具体实施方式中的缸孔和活塞环槽可以是现有技术中任意一种缸孔和活塞环槽，并且活塞环的内环曲线安装在活塞环槽上，活塞环的外环曲线与缸孔的内壁相对。由于发动机在工作时，缸孔随着温度的升高会进行变形，当缸孔变形时，活塞环若能够跟随缸孔的变形进行变形，这样活塞环与缸孔变形后的形状相同，防止了因缸孔变形导致活塞环将缸孔壁刮伤的问题出现。具体地，根据缸孔的参数仿真缸孔变形后的曲线，外环曲线跟随缸孔变形后的曲线，则通过式(1)计算所述外环曲线在不同阶次下的变形：式(1)中，ΔR为外环曲线在不同阶次下的变形，i为阶次，A0为0阶次的傅里叶系数，θi为第i阶次的相角，Umaxi为第i阶次的谐波变形量。本公开提供的具体实施方式中，首先通过仿真得到发动机缸孔在不同阶次下失圆变形的傅里叶变换曲线，然后根据该傅里叶变换曲线，将活塞环槽横截面最外沿曲线的圆度也设置为该傅里叶变换曲线，如式(1)。这样，活塞环的外环曲线与缸孔变形后的形状就相同，不会因为缸孔变形而导致活塞环刮伤缸孔。如图3，由于缸孔失圆变形通常为0至6阶情况下，所以将阶次i的取值范围为0≤i≤6，且i为自然数。从图3中可以看出，缸孔的傅里叶0阶变形是缸孔受热膨胀后的同圆心放大变形，1阶变形为圆心平移，故本公开提供的一种具体实施方式中，当阶次i为0或1时，活塞环的外环曲线为圆形；2阶变形为受热后膨胀变成椭圆，故本公开提供的另一种具体实施方式中，当阶次i为2时，活塞环的外环曲线为椭圆形；当阶次i大于2时，由于缸孔的变形开始呈一种不规则的形状，而且大部分情况下的缸孔变形均为阶次大于2小于6的情况下，故此时是最容易出现活塞环刮伤缸孔壁的问题。另外，活塞环的内环曲线与活塞环槽1之间的间隙恒定不变，则在发动机工作时，活塞在缸孔内做活塞运动式，活塞环不会因为缸孔变形后挤压而使得活塞环的内环曲线与活塞环槽之间的间隙小于0，使得活塞环的外环曲线随之变形而刮伤缸孔。根据本公开的第二个方面，还提供一种发动机，发动机包括活塞2和缸孔3，活塞3上设置有至少一个活塞环槽1和设置在所述活塞环槽1之间的活塞环4，所述活塞环4为本公开提供的活塞环4。这样，在发动机工作时，不会出现活塞环刮伤缸孔的问题。如图7所示为发动机的结构示意图，其中缸孔3处于未变形的状态，缸孔3的横截面为圆形。在本公开的实施方式中，活塞环槽1横截面的外沿曲线跟随缸孔3的变形而变形，活塞环为具有弹性的，这样活塞环可跟随活塞环槽的形状，进一步保证了活塞环与缸孔变形后的形状一致。另外，若将活塞环槽的形状设置为与缸孔变形后的形状一样，则在发动机工作时，活塞在缸孔内做活塞运动式，活塞环不会碰到缸孔壁，这样保证了活塞环4与缸孔3之间设置有宽度恒定的间隙，解决了活塞环刮伤变形后缸孔的问题。缸孔未变形时，此时若将活塞环槽设置为现有技术中的圆形，由于活塞环具有弹性，可以跟随活塞环槽的形状，故活塞环也为圆形，如图4所示活塞环和缸孔均为圆形，同时活塞环和活塞环槽之间的间隙的宽度也是恒定的；然而，当发动机工作后，缸孔发生变形，而此时的活塞环槽只能在热膨胀的作用下变为一种近圆形，如图5所示为缸孔进行4阶变形后，活塞环由于缸孔的变形而变形，导致活塞环与活塞环槽之间的间隙并不恒定，有的地方宽，有的地方窄；若按照本具体实施方式的方法提前将活塞环槽设置为缸孔变形后的形状，如图6所示，活塞环由于跟随活塞环槽的形状，其与活塞环槽之间的间隙还是恒定的。其中，在本公开的实施方式中，活塞环槽的数量可以根据实际需求布置不同个数的气活塞环或油活塞环，在一种实施方式中，沿活塞高度方向上从上至下设置有三个活塞环槽1，且沿活塞2高度方向上从上至下的三个活塞环槽上依次设置有气活塞环、气活塞环和油活塞环，其中，气活塞环用来密封燃烧室内高压气体进入曲轴箱，油活塞环用于阻止缸孔内壁润滑油进入燃烧室。根据本公开的第三个方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞环，所述活塞环(4)安装在缸孔(3)和活塞环槽(1)之间，所述活塞环(4)包括内环曲线和外环曲线，其特征在于，所述外环曲线跟随缸孔的变形而变形，通过式(1)计算所述外环曲线在不同阶次下的变形：

【技术特征摘要】
1.一种活塞环，所述活塞环(4)安装在缸孔(3)和活塞环槽(1)之间，所述活塞环(4)包括内环曲线和外环曲线，其特征在于，所述外环曲线跟随缸孔的变形而变形，通过式(1)计算所述外环曲线在不同阶次下的变形：式(1)中，ΔR为外环曲线在不同阶次下的变形，i为阶次，A0为0阶次的傅里叶系数，θi为第i阶次的相角，Umaxi为第i阶次的谐波变形量。2.根据权利要求1所述的活塞环，其特征在于，所述阶次i的取值范围为0≤i≤6，且i为自然数。3.根据权利要求1或2所述的活塞环，其特征在于，当所述阶次i为0或1时，所述外环曲线为圆形。4.根据权利要求1或2所述的活塞环，其特征在于，当所述阶次i为2时，所述外环曲线为椭圆形。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志曼，
申请(专利权)人：宝沃汽车中国有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11