本发明专利技术公开了一种活塞环，该活塞环由具有横截面轮廓的环毛坯(例如，线材)形成，该横截面轮廓包括大致平行且设置在内周面与外周面之间的上表面和下表面。横截面轮廓还包括位于具有尖部区域的下表面的外部的钩部区域。尖部区域设置有尽可能尖锐的半径部，并且尖部区域设置为使得例如用单个大致平坦研磨表面在下表面上进行的研磨操作也会研磨尖部区域，从而截短尖部区域并且增大尖部区域的尖锐度，而不必进行额外的机加工操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由环毛坯形成的活塞环相关申请的交叉引用本申请要求2011年12月14日提交的美国临时专利申请N0.61/570，616和2012年12月4日提交的美国专利申请N0.13/693，472的优先权，上述申请的全部内容通过引用的方式明确并入本文。
本专利技术总体涉及活塞环，并且更具体地涉及一种使用诸如线材等环毛坯(ringblank)形成的活塞环，该环毛坯具有改进的横截面形状。
技术介绍
活塞在内燃机的气缸内往复运动，并且压缩气缸燃烧室内的诸如气体等流体。然后这些压缩的流体被点燃以在燃烧室内膨胀，从而迫使活塞远离点火点并且使活塞循环到其原始位置。活塞通常包括用于接纳活塞环的至少一个凹槽。活塞环与气缸壁形成密封，以防止气体从燃烧室中漏出。 传统上有两种不同类型的活塞环，即控油环(oil control ring)和气环(compress1n ring)。对于气环来说,活塞组件通常包括一个或多个气环，以形成活塞的外表面与气缸壁之间的密封。在气环外周面的一部分与气缸壁接触的同时气环的内周面装配到活塞的环形凹槽中。气环的外周面在活塞与气缸壁之间的间隙中形成密封，以防止高压燃烧气体和空气从燃烧室中漏出。通常，每个活塞中均设置有两个气环(一般称为第一活塞环和第二活塞环)和一个控油环。除了防止气体从燃烧室中漏出之外，第二活塞环还可以实施需要在活塞的向下冲程中从气缸壁刮除油的刮油功能。由于刮油功能能够防止油进入到燃烧室中并且燃烧，因此刮油功能对于降低油耗非常重要。 一种通常用作第二活塞环的已知活塞环被称为Napier环(钩形环)10，其为图1所示的实例。Napier型环10包括大致锥形的外周面11和具有钩形槽13的下表面12。当环10定位在活塞18的凹槽17中时，钩形槽13与锥形外周面11之间的交界限定了与气缸16的壁部15接触的边缘14。 通常由金属线材来提供某些第二活塞环，金属线材随后被机加工成具有所需横截面。机加工过程可以包括车削和研磨，获得所需形状的步骤不仅昂贵而且耗时。机加工过程还会因对材料的车削或研磨而产生毛刺和碎片，这会产生需要在使用之前从线材中清理掉的废料和细颗粒，这是一个问题。已知的设计试图通过使用铸铁第二环而非来自拉制线材/滚扎线材中的钢材来减轻这些问题，因为铸铁更易于进行机加工且由此降低了机加工成本并产生了更少的毛刺。然而，由于与铸铁相比，钢线材相对较轻和耐用，因而第二环使用钢线材是比较理想的，因此需要一种减少形成钢线材的第二环所需的机加工过程的方法。 另外，结合了用在钢线材的第二环中的Napier型轮廓的现有设计需要多个机加工操作。由于需要增强第二环的刮除效果而存在对基本尖锐(锋利)的边缘14的需要，这导致了需要使用多个研磨表面的多个研磨步骤。然而，通常的拉制线材/滚扎线材一般不会形成边缘足够尖锐的轮廓(基本上，拉制线材/滚扎线材的轮廓中的拐角具有最小半径为0.05mm的圆角形状)。因此，需要多个研磨操作来使边缘14变得尖锐。更具体而言，必须对环的底面施加第一研磨操作，并且必须对外径表面施加第二研磨操作。标准的Napier钩包括轴向偏移部19，例如在对下表面12的研磨操作期间，轴向偏移部19防止钩部的下侧与单个研磨表面接触。因此，除了需要对下表面12的研磨操作之外，通常至少还需要沿外径(0.D.)表面进行第二研磨操作，以形成相对尖锐的边缘14。现有的微Napier型设计也包括轴向偏移部19，该轴向偏移部19能够在应用于下表面的过程中完全防止研磨表面与外边缘14的任何接触。 外径(0.D.)锥体研磨通常比较昂贵并且在用于钢环时不是特别具有成本效益。因此，需要一种例如使用线材的环毛坯设计，该设计在免除了额外机加工的成本和需要的同时允许线材制造商灵活地实现Napier型第二环的边缘14的接近尖锐的状态，从而提供具有成本效益的高性能钢活塞环。
技术实现思路
本专利技术公开了活塞环(例如，第二活塞环)以及用环毛坯(例如，线材)制造该活塞环的方法的各种示例性例子。一个示例性方法可以包括:提供具有横截面轮廓的近净形(near net shape)环毛坯。该环毛坯大致可以包括设置在内周面与外周面之间的平行的上表面和下表面，以及形成在外周面的底部的大致锥形的尖部区域(nose area)，其中，尖部区域包括尖部半径部(nose radius)，外周面终止于该尖部半径部。环毛坯还可以包括邻接尖部区域的钩部区域，其中，钩部区域限定了位于下表面的外部中的钩状凹槽。该方法还可以包括将该近净形环毛坯形成为环形形状，以及用大致平坦的研磨表面研磨下表面以及尖部区域的下部，从而在研磨环的下表面的同时截短尖部区域的下部。 【附图说明】 虽然权利要求书不限于示出的实例，但通过本专利技术的各种实例的讨论能够最佳地获得对各个方面的理解。现在参照附图，附图详细示出示例性方案。虽然附图表示本文所述的示例性实例，但附图不一定按比例绘制并且某些特征可被夸大以更好地示出和解释示例性实例的创新方面。此外，本文所述的示例性实例并非旨在进行穷举或者以其它方式限制或局限于附图中所示和以下详细说明中所公开的确切形式和构造。通过参考以下附图对本专利技术的示例性实例进行详细描述: 图1示出已知活塞环的横截面图； 图2示出示例性活塞环毛坯(例如，可以用于形成活塞环的线材)的横截面图； 图3示出示例性活塞环毛坯的横截面图的一部分； 图4示出形成为环形形状的示例性活塞环毛坯的透视图； 图5A示出研磨操作之后的示例性活塞环毛坯的横截面图； 图5B示出侧研磨操作之后的示例性活塞环毛坯的横截面图的一部分； 图6示出活塞环毛坯的实施例的横截面图； 图7示出活塞中的活塞环以及活塞缸的横截面图；以及 图8是制造第二活塞环的方法的流程图。 【具体实施方式】 说明书中提到的“示例性例子”、“实例”或类似表述指的是在至少一个示例性例子中包含结合示例性方法所描述的特定特征、结构或特性。在本说明书中的各个位置出现的短语“在例子中”或类似的表述并不一定都是指同一例子或实例。 参考图2至图5,这些图示出了活塞环毛还20的示例性例子的示意图。如图2所示，活塞环毛坯示出为毛坯(例如，线材20)的横截面图，该毛坯的横截面轮廓包括上表面 24、下表面22、限定了内径(ID)的内周面23和限定了外径(OD)的外周面21。虽然本文所提供的示例性例子可以涉及包括滚扎线材(例如，线材20)的环毛坯，但是也可以采用诸如铸造或锻造的环毛坯等其它的环毛坯。因此，仅仅作为实例，可以以任何方便的方式(例如滚扎、锻造或铸造)形成示例性环毛坯20。上表面24和下表面22大致平行并且设置在内周面23与外周面21之间。虽然上表面24和下表面22被示出为彼此平行，但表面24、22可以不完全平行，此外，在一些实例中，上表面24和下表面22可以稍微不平行，以允许在线材20形成为环形活塞环之后线材20发生变形。更具体而言，线材20的上表面24和下表面22最初可以不平行，但通过将线材20形成为环形形状而使得表面24、22变得平行，或至少变得比线材20形成为环形形状之前更平行。 如图2和图3所示，下表面22在外边缘处包括钩部区域27，钩部区域27包括具有相对尖锐的半径部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种构造活塞环的方法，包括：提供具有横截面轮廓的环毛坯，所述横截面轮廓包括：大致平行的上表面和下表面，所述上表面和所述下表面设置在内周面与外周面之间；大致锥形的尖部区域，所述尖部区域形成在所述外周面的底部，其中，所述尖部区域包括尖部半径部，所述外周面终止于所述尖部半径部；以及钩部区域，所述钩部区域邻接所述尖部区域，其中，所述钩部区域限定了位于所述下表面的外部中的钩状凹槽；将所述环毛坯形成为环形形状；以及用大致平坦的研磨表面大致同时研磨所述下表面以及所述尖部区域的下部，从而在研磨所述下表面的至少平坦部分的同时截短所述尖部区域的下部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.14 US 61/570,616;2012.12.04 US 13/693,4721.一种构造活塞环的方法，包括: 提供具有横截面轮廓的环毛坯，所述横截面轮廓包括: 大致平行的上表面和下表面，所述上表面和所述下表面设置在内周面与外周面之间； 大致锥形的尖部区域，所述尖部区域形成在所述外周面的底部，其中，所述尖部区域包括尖部半径部，所述外周面终止于所述尖部半径部；以及 钩部区域，所述钩部区域邻接所述尖部区域，其中，所述钩部区域限定了位于所述下表面的外部中的钩状凹槽； 将所述环毛坯形成为环形形状；以及 用大致平坦 的研磨表面大致同时研磨所述下表面以及所述尖部区域的下部，从而在研磨所述下表面的至少平坦部分的同时截短所述尖部区域的下部。2.根据权利要求1所述的方法，还包括精磨所述外周面。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述横截面轮廓包括倒角，所述上表面和所述外周面终止于所述倒角。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述横截面轮廓包括斜面，所述上表面和所述下表面中的一者以及所述内周面终止于所述斜面。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将镀铬层施加在所述外周面上的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环毛坯的所述横截面轮廓形成为使得所述尖部区域的最低部分位于与所述下表面的切线大致平齐的位置。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环毛坯包括钢材。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述尖部半径部限定了所述环毛坯中的最大近净形半径，所述最大近净形半径不大于约0.06毫米。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钩部区域包括:下切角，其从所述尖部半径部向上并向内延伸；圆角，所述下切角终止于所述圆角；以及后切半径部，所述圆角终止所述后切半径部，所述后切半径部终止于所述下表面。10....
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·J·希斯玛，罗伯特·J·皮卡德，蒂莫西·安德罗斯，
申请(专利权)人：马勒国际公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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