[发明专利]具有异形截面的压缩活塞环

说明书

本发明涉及一种压缩活塞环(2)，所述压缩活塞环(2)具有波状表面区域(4)、上侧面(6)、下侧面(8)以及内周向表面(10)。所述波状表面区域(4)设置有异形截面，当在所述波状表面区域(4)的轴向高度上观看时，所述异形截面包括具有上顶点So和下顶点Su的相互间隔的、凸球形部分(12，14)。具有深度Tn的凹槽(16)布置在所述顶点So、所述顶点Su之间，其中，两个顶点So、Su沿着轴向方向而布置在所述活塞环(2)的中点M之下。

技术领域

本发明涉及具有波状表面(running-surface)区域的压缩活塞环，该波状表面区域具有异形截面，该异形截面具有两个低于活塞环的高度中点的顶点。

背景技术

活塞环且尤其压缩活塞环通常被用在内燃发动机的第一(最高的)活塞环槽和第二(中心的)活塞环槽中。在此，压缩环的功能通过如下特性来描述：

1、针对燃烧气体密封曲轴箱。

2、剥离过量的润滑油，从而尽可能少地保留在汽缸内壁上且可以被消耗。

出于该目的，使用具有波状表面的球面设计的环。大部分气流在压缩环的情况下不仅通过间隙流出，而且还根据壁厚度和直径而沿着曲轴箱的方向在较低环侧面上流出。现今，该气流主要由活塞环侧面和活塞槽侧面在接触区处的侧面粗糙度和波纹引起。此外，根据温度影响，活塞槽的变形可以发生，这同样也对密封具有不利影响。

至今为止，已知设计在每种情况下与波状表面上的一个最大接触点对称或球对称的压缩环。活塞环槽侧面和活塞环侧面在该情况下被制造有限定的粗糙度，以便为活塞环提供沿着周向方向的限定的可移动性。通常，不考虑活塞环槽和活塞环本身的波纹。

发明内容

本发明涉及具有波状表面区域的压缩活塞环，该波状表面区域具有异形截面，该异形截面具有两个位于活塞环的高度中点下方的顶点。

根据本发明的压缩活塞环具有波状表面区域、上侧面、下侧面以及内周向表面。波状表面区域设置有异形截面，当在波状表面区域的轴向高度上观看时，该异形截面在每种情况下都具有上顶点和下顶点，该上顶点和下顶点彼此间隔且具有凸球形构造。上截面具有上顶点以及下截面具有下顶点。具有凹槽深度的凹槽布置在顶点之间。两个顶点均沿着轴向方向布置在活塞环的中点(根据高度)之下。

在此，从“在燃烧室的方向上”或“在活塞头的方向上”的意义上来使用术语“上”。在此，从“在曲轴箱的方向上”或“在活塞裙的方向上”的意义上来使用术语“下”。

这就是压缩环，该压缩环在波状表面上具有多于一个最大接触点或多于一个接触线。另外，这些全部都附接在轴向高度的中点之下。在此，在下行冲程期间显著增大油剥离动作，而在上行冲程中不改变溢出能力或油膜上的漂浮。两个所谓的枢轴点或顶点位于包络曲线上且被描述成使得在两个枢轴点的情况下，这两个点为整个波状表面线的元素以及准确地描述该线上的最高点。因此，活塞环的流体动力以及因此的浮动在下行冲程中减小，这在下行冲程中不可避免地引起增大的剥离动作。由于在上顶点之上的冠状线，可以在上行冲程中达到与传统压缩环相同的流体动力。

在活塞环的示例性实施方式中，上顶点布置在活塞环的总高度的22％至45％、优选地25％至40％以及进一步优选地30％至35％的范围内。此外，下顶点可以布置在活塞环的总高度的0％至20％、优选地5％至18％以及进一步优选地10％至15％的范围内。

在活塞环的另一示例性实施方式中，活塞环的上外边缘相对于上顶点的上深度比下外边缘相对于下顶点的下深度大。这对应于在波状表面的从上顶点延伸到活塞环的上边缘的部分上的斜坡比从下顶点延伸到下边缘的区域中的斜坡更长且更浅。

在另一实施方式中，活塞环包括具有布置在上顶点和下顶点之间的顶点的第三中心凸球形截面。中心顶点具有比上顶点和/或下顶点大的径向长度。