发布时间：2022-11-01 来源：网络
[0002]本申请要求2013年8月7日提交的申请序列号为61/863,007以及2014年8月7日提交的申请序列号为14/453，849的申请的优先权。
[0004]本发明通常涉及活塞环，且更特别地，涉及设置于活塞组件中至少两个其它活塞环之间的中间活塞环。
[0006]内燃发动机制造商正面临日趋增长的改进发动机效率和性能的需求，包括但不限于改进燃料经济性、改进燃料燃烧、降低耗油量、提高排气温度用于后续热量利用、提高汽缸孔内的压缩载荷、减小重量和使发动机更加紧凑。为了满足这些需求中的一个或更多个，许多发动机制造商已采用先进的技术增大其发动机燃烧室内的温度和压力载荷。因此，这种活塞必须采用活塞环对其汽缸孔进行密封，所述活塞环设计为经受日益严峻的使用环境。
[0007]大多数活塞为抵靠其汽缸壁密封，有三个轴向相互间隔开的活塞环，对每个活塞环充分利用执行特定的任务。习惯上，上环为压缩环，用于将燃烧室中的燃烧气体密封于活塞上方。下环通常为护油环，用于刮擦汽缸壁，防止油流入燃烧室。第二环或中间环通常具有双重用途，一是辅助上压缩环密封燃烧室中的燃烧气体，二是刮擦使其通过护油环的油。
[0008]图1和2所示为具有传统对接接头的典型的中间活塞环。如图所示，上压缩环的环端之间的封闭间隙小于第二环的环端之间的封闭间隙。第二环中较大的间隙是为了减小上环和第二环之间的气体压力，否则可能会由于增大的环间压力而造成上环在环槽中振动。但是，该较大的总自由间隙也会降低第二环的油刮擦能力，可能会导致油耗量增大以及还会导致反向漏气。仍然需要一种改进的第二活塞环，其能够防止上环振动，而又不需要在第二活塞环的油刮擦能力和防止反向漏气方面做出妥协。
[0009]根据本发明的一个方面，提供有一种改进的活塞环，其用作具有三个或更多活塞环的活塞组件中的中间活塞环。所述活塞环包括一活塞环主体，活塞环主体延伸通过相对的端面之间的一弧形形状。所述活塞环主体具有至少一个燃烧气体引导特征，用于当气体流向曲柄箱时允许较大流量的燃烧气体通过活塞环主体，以及，用于当气体在相反的方向上流向燃烧室时允许较小流量的燃烧气体通过活塞环主体。这使得在活塞环的外直径处的环间隙达到最小，而不会在发动机运行期间在中间活塞环上方的另一个活塞环中产生振动。
[0010]本发明的另一方面提供了一种活塞组件。所述活塞组件包括至少两个相互之间由一环槽轴向间隔开的平台(land)，且其中，至少其中一个平台在其一外表面具有倒角。一中间活塞环设置于平台之间的槽中，且活塞环延伸通过相对的端面之间的一弧形形状。所述中间活塞环包括至少一个燃烧气体引导特征，用于当活塞组件仅在一个轴向方向上移动且活塞环抵靠至少一个具有倒角的平台设置时允许燃烧气体流过活塞环通过倒角。
[0011]当结合附图参照以下具体说明考虑时，本发明的这些和其它特征以及优势将能够得到更好的理解，其中:
[0013]图2为图1中所示的现有技术的中间活塞环的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0015]图4为所述中间活塞环的第一具体实施例的放大俯视图，且以一环间隙为中心；
[0016]图5为所述中间活塞环的第一具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心；
[0017]图6为所述中间活塞环的第一具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0018]图7为所述中间活塞环的第一具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中；
[0019]图8为所述中间活塞环的第二具体实施例的放大俯视图，且以所述环间隙为中心；
[0020]图9为所述中间活塞环的第二具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心；
[0021]图10为所述中间活塞环的第二具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0022]图11为所述中间活塞环的第二具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中；
[0023]图12为所述中间活塞环的第三具体实施例的放大俯视图，且以所述环间隙为中心;
[0024]图13为所述中间活塞环的第三具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心;
[0025]图14为所述中间活塞环的第三具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0026]图15为所述中间活塞环的第三具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中；
[0027]图16为所述中间活塞环的第四具体实施例的放大俯视图，且以所述环间隙为中心;
[0028]图17为所述中间活塞环的第四具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心;
[0029]图18为所述中间活塞环的第四具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0030]图19为所述中间活塞环的第四具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中；
[0031]图20为所述中间活塞环的第五具体实施例的放大俯视图，且以所述环间隙为中心;
[0032]图21为所述中间活塞环的第五具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心;
[0033]图22为所述中间活塞环的第五具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0034]图23为所述中间活塞环的第五具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中；
[0035]图24为所述中间活塞环的第六具体实施例的放大俯视图，且以所述环间隙为中心;
[0036]图25为所述中间活塞环的第六具体实施例的放大前视图，且以所述环间隙为中心;
[0037]图26为所述中间活塞环的第六具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向上冲程过程中的活塞中；
[0038]图27为所述中间活塞环的第六具体实施例的截面视图，且设置于一处于活塞向下冲程过程中的活塞中。
[0039]参照附图，其中在这些视图中相同的附图标记表示相对应的部件，提供有多个改进的活塞环，用作具有三个或更多活塞环的活塞的中间活塞环。所述改进的中间活塞环包括燃烧气体引导特征，用于允许燃烧气体从中间活塞环上方至中间活塞环下方的通行，以防止发动机运行期间设置于中间活塞环和燃烧室之间的上活塞环振动，而同时相较于其它已知的中间活塞环又能够提供改进的油刮擦能力。所述改进的中间活塞环相较于其它已知的中间活塞环在其外表面处具有减小的环间隙，还具有某些单向特征，用于受控地将气体从中间活塞环上方传输至中间活塞环下方，同时限制反方向上的气体流，防止上活塞环振动。
[0040]参见图3-7中所示，为中间及半单向气体密封活塞环20的第一具体实施例，其用于降低中间活塞环20和下活塞环(未显示)之间的气体压力。示例活塞环20的端面22具有一角度，这样，端面的径向最外侧部分24或径向外边缘就设置为相互之间比端面的径向最内侧部分26或径向内边缘更近。换句线朝向彼此靠拢。这使封闭的间隙通常形成为等腰梯形的形状。
[0041 ]现在参照图6，所示为活塞环20的第一具体实施例，其位于环槽中，在活塞主体25的向上冲程(例如，第四冲程循环的压缩或排气冲程)的过程中，邻接活塞主体25的第三平台30。如图所示，第三平台30的上表面具有倒角32，燃烧气体从示例活塞环20上方流至间隙中，且通过第三平台30中的倒角32流至示例中间活塞环20下方的空间。特别地，由于有角度的端面22和倒角32，相较于其它已知的中间活塞环，更大量的燃烧气体能够从第二平台34至第三平台30穿过活塞环20。这具有降低示例中间活塞环20上方的上活塞环(未示出)振动的风险的效果。现在参照图7，在向下(吸入和动力)冲程的过程中，活塞环20抵靠第二平台34受压，较少量的燃烧气体能够在向上的方向上通过活塞环20，S卩，在这些冲程的过程中，燃烧气体从第三流向第二平台34的反向漏气降低了。另外，相较于传统的具有对接接头的中间活塞环，活塞环20的外圆周处的间隙也达到最小，且因此，示例活塞环20相较于典型中间活塞环提供了改进的油刮擦性能。
[0042]类似于以上所述的第一示例中间活塞环20，以下具体实施例的中间活塞环120、220、320、420、520中的每一个都包括一特征，其在内燃发动机中，在向上(压缩和排气)冲程的过程中提供增大的燃烧气体流量，在向下(吸入和动力)冲程的过程中提供减小的燃烧气体流量。像这样，所有的示例活塞环20、120、220、320、420、520既减小了各
