[发明专利]两件式活塞环

说明书

本发明涉及活塞环1。所述活塞环1包括：环形基体2，其优选地在接头处敞开并具有U形截面，所述环形基体的敞开侧在径向方向上面向内；环形弹簧4，其以曲折的方式在轴向方向上延伸，并在所述径向方向上向外预张紧所述基体2；其中，在所述环形弹簧4的位于所述基体的内部的一个部分中，曲折圈5交替地支承抵靠所述U形截面的腿部3；以及其中，在所述环形弹簧4的伸出所述基体2的一个部分中，曲折圈6交替地支承抵靠所述U形截面的所述腿部3的径向面向内的边缘。

技术领域

本发明涉及一种改进的具有两件式构造的活塞环，特别是压缩环。

背景技术

活塞环的任务之一是相对于曲轴壳体密封燃烧腔室。该类型的环因此还被称为压缩环或顶环。可以穿过最上面环的气体量最终确定可以通过发动机到达外部的气体(作为所谓的漏气)的量。在此适当的是，通过最好的可能密封件来尽可能高地保持发动机的压缩，以便最优化发动机的效率。通过降低漏气损失，由此所导致的油稀释得以最小化。根本上期望的是尽可能多地防止漏气损失。

然而，通过气缸壁或气缸衬套与活塞之间的最好的可能密封件，这仅仅是可能的。然而在实践中，与此相比的是，在活塞环和气缸内部之间将要同时实现最低可能的摩擦。活塞环在气缸工作表面上的压力因此不能以无限制的方式而增大，否则，摩擦会变得太大。活塞环必须以密封的方式同时作用在环侧翼和气缸工作表面上。

矩形形状或梯形形状的环主要用在最上面的活塞环凹槽中。这些环从它们的基体的预张紧而获得它们在气缸工作表面上的压力。然而，由于相应的材料厚度，为了保证该预张紧，环可以不完全遵循气缸工作表面中的不规则性。

尽管具有较小材料厚度的活塞环可以更好地遵循不规则性，但活塞环还具有较低的张紧力并且由于减小的厚度而比更厚的环更倾向于环断裂。特别是对于具有基本上U形截面的压缩环而言，由于在此存在相对薄的腿部(该腿部一方面支承抵靠凹槽侧翼并且另一方面在工作循环期间暴露于燃烧压力)，因而更倾向于环断裂是真的。这些负荷会引起可能导致断裂的弯曲力矩。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供两件式活塞环，所述活塞环具有降低的油耗和对可能导致环断裂的负荷至少相同的阻力。而且，针对至多等于或甚至减少的摩擦损失，该目的还在于改善刮油效果。建议了一种具有改进的形状匹配能力(在径向方向上更高的弹性)的活塞环，特别是压缩环。

根据本发明的一个方面，提供了活塞环，特别是压缩环，所述活塞环包括：

-具有U形截面的环形基体，所述环形基体在接头处敞开，所述环形基体的敞开侧在径向方向上面向内；

-环形弹簧，所述环形弹簧以曲折的方式在轴向方向上延伸，所述环形弹簧在所述径向方向上向外预张紧所述基体；

其中，在所述环形弹簧的位于所述基体的内部的一个部分中，曲折圈交替地支承抵靠所述U形截面的腿部；以及

其中，在所述环形弹簧的伸出所述基体的一个部分中，曲折圈交替地支承抵靠所述U形截面的所述腿部的径向面向内的边缘。

相较于实体材料(solid material)环，该目的尤其是通过在环内部中去除材料来实现的。而且，由于工作表面和侧翼或侧翼的各自的表面是必需的，因而这导致了U形截面。环通过在径向方向上使用U形基体而变得更柔性。U形截面反过来降低了所必需的切向作用力并弱化了强烈压力负荷的上侧翼。由于降低的刚度，由环几何结构引起的径向压力对于相同的尺寸也得以降低。这些缺点通过建议使用弹簧而补偿。

由于相同的切向作用力和更高的形状匹配能力，因而根据本发明的活塞环可以更好地遵循更显著的气缸变形，并确保在工作表面处更强的无泄漏。由于壁厚度或支承区域在两个环侧翼处保持不变，因而在侧翼处还导致了密封。具有常规的实体材料环的可比较的形状匹配能力通过切向作用力增大将仅仅是可能的，但这会反过来导致高的摩擦损失。