[发明专利]具有周期性变化的凹槽的活塞环

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机或压缩机的活塞环，更具体地说，涉及一种在工作面上设置有凹槽的活塞环，凹槽在圆周方向上具有周期性变化的宽度和变化的、可变深度。

背景技术

现代的，大体积船用发动机仍然是二冲程柴油发动机，因为这种类型的发动机可以用这种方式设计，即速度通常在从约50转/分到250转/分的范围内(通常低于100转/分)，功率可以高达约100MW，这取决于汽缸的数目。这种大体积、低速运行的两冲程船用发动机优选直接作用于螺旋桨的驱动轴，因为降低转速的减速齿轮由于该发动机的转速可以省略。

这种大体积两冲程发动机通常具有两路分开的油回路，一路用于发动机润滑，一路用于汽缸润滑。汽缸润滑确保在合适的时间点提供足够的润滑油以保证汽缸表面和活塞环的充分润滑。

汽缸润滑油通过衬套喷射到活塞室，取决于机器的负载。活塞环在该润滑膜，支撑面上工作。这里喷射尽可能少的润滑油是一个尤其重要的问题，以节省成本并防止过度润滑。汽缸润滑发生在，例如在冲程的上三分之一，利用润滑油泵通过例如设置在汽缸壁的平面上的润滑油进口，提供润滑油进入到汽缸使得活塞和活塞环的润滑尽可能以最佳的方式保证。油供给到汽缸通常用气体背压的方法进行。

例如，可以使用润滑油喷射系统，通过喷嘴以精确计量的方式喷射润滑油到汽缸内。计算机控制系统记录位置，在该位置活塞被定位，然后有针对性的供给润滑油。这在高压时进行，以致于润滑油喷射得非常精细，以获得汽缸套的可能的最为均匀的湿润，但针对活塞环位置和摩擦实际发生位置。

如果考虑到现代的，大体积二冲程船用发动机以高达2500mm的冲程运转在约50转/分到250转/分的速度，可用于润滑油的供给以及供给的润滑油的分配的时间跨度是短暂的，并且是目前确保润滑质量的重大挑战。如果假设，例如一个汽缸具有900mm的(内)直径和围绕汽缸壁的圆周均匀分布8个油供给进口，在可用的时间跨度内供给的润滑油必须分布在圆周方向的从各个进口开始超过约350mm的长度。

已经发现，用一个或多个活塞环的常规设计，在圆周方向(最大约3％)得不到或只能得到非常低的润滑油分布，由于在圆周方向没有足够的压力梯度。

发明内容

本发明的应用领域大体上是内燃机领域，包括非船用的。

本发明的目的在于提供一种确保低油耗和减少漏气的活塞环，具有充分的润滑条件，并且可以廉价地制造。

该目的用具有权利要求1的特征的活塞环来实现。

根据本发明，凹槽设置在活塞环的工作面上，位于两大致凸出地弯曲的工作面部分之间。所述凹槽在圆周方向具有周期性变化的深度轨迹和周期性变化的宽度轨迹。

所述活塞环的工作面以这样的方式形成，可以在一个由所述凹槽和相对工作面形成的空腔内接收润滑油。凹槽的周期性变化的深度轨迹和周期性变化的宽度轨迹导致流体动力压力在圆周方向建立或产生(尤其与宽度轨迹和深度轨迹一起周期性的变化)，在运行期间。所述流体动力压力导致压力梯度，从而导致润滑油流动和润滑油的圆周分布。流体动力影响润滑油的分布从而导致供给或喷射到凹槽中的润滑油的所需要量的减少和更均匀的分布，关于圆周方向。

圆周方向的均匀的润滑油支撑面因此理想地获得，以确保充分的润滑条件，以尽可能均匀地密封漏气(或者获得尽可能低的漏气)，在活塞工作方向有效地剥离润滑油并允许超转。

本发明的有益的实施例都包含在从属权利要求中。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1(a)和1(b)示出了穿过根据本发明的一实施例的活塞环的第一(径向)横截面和第二(径向)横截面；

图2(a)示出了根据图1中所示的根据本发明的活塞环的工作面的局部平面图，工作面工作在圆周方向；

图2(b)和2(c)示出了设置在工作面上的凹槽的深度分布或深度的轨迹，根据图2(a)所示的活塞环的工作面局部，工作面工作在圆周方向；

图2(d)示出了设置在工作面中的凹槽的宽度的轨迹，根据图2(a)所示的活塞环的工作面局部，工作面工作在圆周方向；

图3(a)和3(b)示出了根据本发明的另一实施例的活塞环的立体局部视图和剖视图；

图4(a)和4(b)示出了根据本发明的另一实施例的凹槽以及凹槽宽度和深度的示意性的功能说明轨迹。

具体实施方式