用于内燃机活塞的刮油环制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机活塞的刮油环，该刮油环包含一个由相互平行的侧面组成的圆盘（１），该圆盘的工作面（ｈ）具有一个冠状的不对称形状，该形状包含一条在圆盘外围延伸的顶点线（３），其中一个布置在活塞的环槽（７）内的扩张弹簧（４）将圆盘（１）压向汽缸壁（８），该扩张弹簧具有一个背向活塞顶侧的簧槽侧面（６）和一个朝向活塞顶侧的簧槽侧面（５）。按照本发明专利技术，应通过下列方式，在减小工作面摩擦和减少工作面磨损时可达到一个改善的刮油作用：至少其中一个簧槽侧面（５，６）与活塞轴（１０）成一个角度（β）径向向外地倾斜伸展直至扩张弹簧的朝向汽缸侧的一端，其中圆盘（１）的工作面（ｈ）是这样形成的，使该工作面与一个在发动机启动状态下几乎损坏的最终轮廓相应，在刮油环（１）处于活塞的装配状态下时，工作面（ｈ）的顶点线（３）是朝背向活塞顶侧的簧槽侧面（６）方向布置的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃机活塞的刮油环，该刮油环包含一个由钢带组成的具有平行侧面的圆盘，该圆盘的工作面具有一个冠状的不对称形状，该形状包含一条在圆盘外围延伸的顶点线，其中一个布置在活塞的一个环槽内的扩张弹簧将圆盘压向汽缸壁，该扩张弹簧具有一个背向活塞顶侧的簧槽侧面和一个朝向活塞顶侧的簧槽侧面。
技术介绍
过多的发动机油到达燃烧室，除了油耗高，还会对发动机的排放性能产生负面的影响。为了阻止该现象，刮油环的用于产生汽缸壁上径向接触压力的一个足够的切向力，和因而得到的一个良好的刮油作用，是不可缺少的。然而这在圆盘的工作面产生一个高的表面压力，从而在发动机工作时导致高的磨损。该磨损降低内燃机的效率，结果提高了燃油消耗。因此，刮油环切向力的设计一直是在最小的磨损和最大的刮油作用之间的一个折衷方案。所以，在不减小切向力的情况下减小发动机工作时的磨损的总的措施，是使刮油环的设计变得容易，或者改善发动机的效率。对于这类刮油环，除了扩张弹簧的具体结构之外，人们相应地尝试如此形成圆盘的工作面，以致这些工作面满足上面提到的要求。刮油环或者活塞环的不对称工作面，从专利DE38 33 322 A1，DE43 00531 C1或者DE44 29 649 C2得知。同样从专利DE33 05 385 C1可得知一种活塞环，该活塞环布置在活塞的一个环槽内，为确保一个改善的密封，该环槽的侧壁优选是平行的、但倾斜于活塞轴伸展的。倾斜伸展相互平行的环槽侧壁也可从日本技术专利57-73340得知。然而上面提到的实施方式是涉及压缩环，鉴于表面压力，它们的要求很低，相反地，刮油环要求高的表面压力。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种用于内燃机活塞的由多部分组成的刮油环，该刮油环在减少工作面的摩擦和磨损时具有一个相对于已知的现有技术改善的刮油作用。该任务是通过一种刮油环解决的，在该刮油环中至少一个簧槽侧面与活塞轴成一个角度β径向向外倾斜伸展直至扩张弹簧汽缸侧的一端，其中优选地，背向活塞顶侧的簧槽侧面是朝离开活塞顶的方向布置的。圆盘的工作面是这样形成的，以致该工作面与一个在发动机启动状态的几乎损坏的最终轮廓相应，其中在油环在活塞的装配状态下，工作面的顶点线是朝向背向活塞顶侧的环槽侧面布置的。圆盘的工作面是以一个具有相对现有技术大大减小的凸度的不对称的斜面为特色的，其中工作面轮廓可以近似地通过一个二次多项式描述。在本专利技术的另一个实施例中，设有一个整体式的扩张弹簧，该弹簧具有两个簧槽，并且布置在环槽7内。簧槽是这样设计的，背向活塞顶侧的簧槽侧面具有一个角度β，该角度的值符合根据权利要求1的布置。—通过按照本专利技术的工作面形状和圆盘在按照本专利技术设计的扩张弹簧的布置，依赖于活塞的行程运动，通过更有利的液力条件，将实现在不减小切向力的情况下，减小整个刮油环的磨损，其中随着活塞的行程运动的改变，在整个范围内都可得到刮油功能。磨损的减小导致发动机效率的改善，或者可以通过在不改变磨损级别的情况下提高切向力，刮油性能将得到改善。此外，与现有技术的环区(Ringpaket)相比较，减小整个环区的轴向高度是可以实现的。本专利技术符合目的的设计方案是从属权利要求的内容。附图说明下面将借助附图说明本专利技术的一个实施例。图1显示按照本专利技术的刮油环在第一个实施中的横截面；和图2显示按照本专利技术的刮油环在第二个实施中的横截面。附图标记说明1，1′圆盘，刮油环3，3′顶点线(边) 4扩张弹簧5，5′朝向活塞顶侧的簧槽侧面6，6′背向活塞顶侧的簧槽侧面7环槽7′第一簧槽7″第二簧槽8汽缸壁9活塞10活塞横轴h，h′工作面具体实施方式如图1可看出，一种刮油环是由一个圆盘1和一个扩张弹簧4组成，该弹簧将圆盘沿径向压向一个汽缸壁8。扩张弹簧4是安装在一个环槽7内，该环槽具有与活塞轴10成90度的两个侧面，该扩张弹簧具有与环槽相应的外形和大小。扩张弹簧具有一个簧槽7′，该簧槽包含一个表示朝向活塞顶侧一面的簧槽侧面5和一个表示背向活塞顶侧一面的簧槽侧面6。按照本专利技术，朝向活塞顶侧的簧槽侧面5是与活塞轴10成90度布置的，其中背向活塞顶的簧槽侧面6以一个角度β朝离开活塞顶方向倾斜伸展直至弹簧外圆周。优选地，角度β为85度到87度。按照本专利技术，圆盘1具有一个冠状的不对称形状的工作面h，该工作面包含一条在圆盘的外围上延伸的顶点线3，其中顶点线3用作为了刮油与汽缸壁8接触的边。按照图1，圆盘1在其装配状态下是这样布置的，以致它的顶点线(边)3是朝着背向活塞顶侧的簧槽侧面6方向布置的。按照本专利技术，圆盘的工作面h具有一个与在发动机工作状态下数百个小时的启动过程相应的形状。这个形状可以通过这样描述圆盘1的工作面在横截面上不对称形状的第一段(I)符合一个二次多项式h(x)＝ax+bx2，其中x＝工作面在笛卡尔坐标系中的坐标，用mm表示，a，b为系数，a定义为圆盘轴向的侧面间隙和圆盘的宽度之间的比例；b定义为工作面的曲率大小；一个作为边的支撑顶点(II)h(x＝0)，和在不对称形状的第三段(III)符合函数h(x)＝cx2，c为多倍的b。以一个厚度为0.4mm的圆盘为例，得到一个值h(x)＝35x+50x2。因此，以x作为工作面的坐标，单位为mm，h(x)为凸度，单位为μm，图1和图2相应表示的横截面曲线是可以得到的。这个多项式的系数是可根据具体应用调整的，这是可理解的，其中在此，主要的参数是汽缸直径、圆盘横截面的尺寸和刮油环装配在环槽中的轴向间隙关系。根据本专利技术，工作面h的典型凸度为大约2到10μm/0.4mm，而在现有技术的实施中该值为3到15μm/0.15mm。根据图2的另一个实施例，扩张弹簧4沿轴向在一个第一簧槽7′的下方具有一个第二簧槽7″，它们的活塞侧的簧槽侧面5和5′平行于活塞横轴10伸展。背向活塞顶的簧槽侧面6和6′以一个3度到5度的角度，径向向外倾斜伸展直至弹簧外壁。在该实施例中，工作面h，h′的两条顶点线3，3′(边)是朝着离开活塞顶侧的环槽侧面5方向布置的。按照本专利技术改善的刮油作用在功能上是这样得到的，沿汽缸轴向作用在圆盘的工作面h上的摩擦力产生旋转运动，该旋转运动使圆盘碟形地拱起。这是可能的，因为V形环槽7的形状阻碍圆盘沿轴向运动，特别是在内部的支撑面，相反地，在外部的支撑面可能有明显较大的轴向运动振幅。该摩擦力和因此产生的旋转运动依赖于活塞的行程方向而改变符号。因为摩擦力的大小还依赖于速度，结果是该碟形拱起不断变化，称作动态扭曲。圆盘通过动态扭曲，与工作面不对称的斜面相结合产生一个好的刮油作用——“边”支撑——，该圆盘在活塞离开燃烧室的行程方向上——下行程——紧贴在朝向活塞顶侧的簧槽侧面上，然而圆盘的各自的另一个位置，基于定义的工作面的凸度，在上行程中具有一个改善的液力性能——“面”(I段)支撑。因此圆盘上的磨损减少了，该圆盘在扭坏状态下刮油作用不好。行程方向的改变引起圆盘折到各自的另一个位置上。在安装刮油环到发动机的汽缸时，必须注意圆盘的位置准确的定位，该定位例如可以通过在圆盘的一个侧面上作颜色标记得到保证。工作面形状或者轮廓的制造例如可以通过研磨进行。权利要求1.用于内燃机活塞的刮油环，该刮油环包含一个由钢带组成的具有平行侧面的圆盘(1)，该圆盘的工作面(h)具有一个冠状本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于内燃机活塞的刮油环，该刮油环包含一个由钢带组成的具有平行侧面的圆盘（１），该圆盘的工作面（ｈ）具有一个冠状的不对称形状，该形状包含一条在圆盘外围上延伸的顶点线（３），其中一个布置在活塞的环槽（７）内的扩张弹簧（４）将圆盘（１）压向汽缸壁（８），该扩张弹簧具有一个背向活塞顶侧的簧槽侧面（６）和一个朝向活塞顶侧的簧槽侧面（５），　　　　其特征在于，　　　　至少其中一个簧槽侧面（５，６）与活塞轴（１０）成一角度（α，β）地径向向外地倾斜伸展直至扩张弹簧（４）的朝向汽缸侧的一端，　　　　所述的圆盘（１）的工作面（ｈ）是这样形成的，使该工作面与一个在发动机启动状态下几乎损坏的最终轮廓相应，和　　　　在所述的刮油环（１）处于活塞的装配状态下时，所述的工作面（ｈ）的顶点线（３）是朝背向活塞顶侧的簧槽侧面（６）布置的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗尔夫格哈德菲德勒，
申请(专利权)人：玛勒有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]