[发明专利]一种平行沟槽结构的内燃机活塞环

说明书

本发明一种平行沟槽结构的内燃机活塞环，包括活塞环本体，所述活塞环本体具有上、下环岸和内、外周面，且上、下环岸设有倒角，所述活塞环本体外周面上开设有两个沟槽，所述两个沟槽沿所述活塞环本体厚度方向的中面对称，沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ与所述活塞环本体外周面边缘平行，所述沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ为非完整环形沟槽，所述沟槽Ⅰ距活塞环本体外周面边缘长度为L_T，活塞环本体宽度为W，用L_T/W的比值表示沟槽的位置，所述沟槽Ⅰ L_T/W的范围是0.2～0.8。本发明通过在活塞环外周面加工平行沟槽，能够储存一部分润滑油，增大油膜承载力，表面织构的存在一定程度上降低了微凸体密度，从而降低接触摩擦力，提高机械效率，对指导活塞环摩擦副的低摩擦设计具有重要意义。

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机活塞环，具体涉及一种平行沟槽结构的内燃机活塞环，属于工程机械领域。

背景技术

内燃机具有工作效率高、可靠性强、经济性好等优点，其广泛应用于交通、国防、农渔业等领域。当前，市场对内燃机的性能提出了更高的要求，衍生出高强化技术。随着内燃机的强化指标不断提高，尤其是内燃机的转速、爆发压力及结构件承受的能量密度大幅度提髙，内燃机出现了摩擦功耗显著升高、磨损加剧、拉缸倾向严重等摩擦学问题，这已经成为制约我国新一代先进动力发展的瓶颈问题。

活塞环-缸套摩擦副是内燃机的关键摩擦副之一，是影响内燃机经济性、动力性和可靠性的重要部件，其工作性能的好坏直接影响内燃机的性能。近年来，随着内燃机朝着高转速和高负载的方向发展，活塞环在缸内的工作环境越来越恶劣，对活塞环的性能要求也越来越严苛。研究表明：内燃机活塞环-缸套摩擦副是内燃机摩擦功耗损失的主要部分，并且当活塞环-缸套磨损严重时，会导致缸内高温高压气体下窜，严重者甚至会造成曲轴箱爆炸等事故。在压缩、燃烧、膨胀过程中，缸套和活塞环在高机械负荷和高热负荷下经历流体动压润滑、混合润滑、边界润滑、干摩擦等各种摩擦状态，是内燃机各摩擦配副中摩擦磨损问题的典型代表，内燃机强化系数提高以后这些问题表现更加突出。因此需要采用合理的结构设计来增强活塞环的耐磨性及润滑性能，延长活塞环-缸套工作的寿命和可靠性，对于提高内燃机整体的工作性能和可靠性以及经济性有着十分重大的意义。

发明内容

本发明的目的是在一定程度上解决活塞环摩擦副存在的摩擦学问题。因此，本发明提出一种在油润滑环境里，在高速、重载工况下具有润滑效果好、机械损失小、容积效率高优点的平行沟槽结构的内燃机活塞环摩擦副。本发明基于流体动压原理，在内燃机活塞环表面加工平行沟槽结构。

本发明是这样实现的：

一种平行沟槽结构的内燃机活塞环，包括活塞环本体，所述活塞环本体具有上、下环岸和内、外周面，且上、下环岸设有倒角，用于减小活塞环与气缸套的接触面积，所述活塞环本体外周面上开设有两个沟槽，所述两个沟槽沿所述活塞环本体厚度方向的中面对称，沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ与所述活塞环本体外周面边缘平行。

本发明还包括这样一些特征：

所述沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ为非完整环形沟槽；

所述沟槽Ⅰ距活塞环本体外周面边缘长度为L_T，活塞环本体宽度为W，用L_T/W的比值表示沟槽的位置，所述沟槽ⅠL_T/W的范围是0.2～0.8；

所述沟槽Ⅰ，沟槽Ⅱ宽度在0.075～0.175mm之间，深度在0.3～3μm之间，沿活塞环本体外周面周向长度在50～120mm之间。

本发明有益效果：