一種新型組合油環(huán)的制作方法
【專利摘要】一種新型組合油環(huán)，包括油環(huán)、刮油刀和螺旋撐簧，所述油環(huán)沿圓周方向布置有油孔，所述刮油刀經(jīng)所述螺旋撐簧偏置并與所述缸孔壁相抵觸，其中：所述刮油刀的刮油刃沿徑向呈二級階梯狀布置，該油環(huán)具有彈力穩(wěn)定、均勻、刮油能力好，磨損低的技術(shù)效果。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種汽車發(fā)動機內(nèi)的部件，特別是一種新型的組合油環(huán)。 -種新型組合油環(huán)

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車發(fā)動機在工作時不僅需要機油的充足供應(yīng)，同時也要需要對機油的量進行調(diào) 整。作為其中的主要部件，油環(huán)就是承擔(dān)著這樣的作用。其不僅負(fù)責(zé)將機油均勻的刮磨于 缸孔壁上，還需要將缸孔壁上多余的機油刮到曲軸箱內(nèi)，且其上需布置有回油孔。
[0003] 現(xiàn)有的組合油環(huán)主要為刮片式。但在現(xiàn)有技術(shù)中的刮片式組合油環(huán)具有一些技術(shù) 的缺陷：首先其刮油刃高度較高，因此需要較大的彈力才能實現(xiàn)油環(huán)與缸孔的接觸面壓，而 較大的抵觸力也對刀刃和缸壁造成損害；其次，由于刮油刃呈圓弧面，雖有較大的抵觸力， 但其刮油效果仍然不佳；另外，還有就是在上述工作條件下，刮油刃磨損較快，特別是在爆 發(fā)壓力較大的發(fā)動機上，且磨損后高度值增加較大，一不利于刮油，而增加了摩擦損失。
[0004] 現(xiàn)有的另一種組合油環(huán)主要為螺旋撐簧式油環(huán)結(jié)構(gòu)，例如中國專利公開 CN103649604A所記載的結(jié)構(gòu)。在該類型油環(huán)結(jié)構(gòu)中通常采用螺旋撐簧將刮油刀的刮油刃抵 觸在缸孔的內(nèi)表面上，并通過刮油刃與缸孔內(nèi)表面之間的相對運動實現(xiàn)刮油。在該類型的 組合油環(huán)中，刮油刃在實際操作中具有徑向抵觸力、以及圓周方向的刮油力（摩擦力），相 應(yīng)的對各相關(guān)部件的產(chǎn)生受力和磨損，并進而由于這些力的存在影響到刮油效果、以及燃 油消耗和機油消耗的技術(shù)問題。
[0005] 上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷不僅對油環(huán)的自身造成了損耗，同時，由于其工作環(huán)境和工 作效果的不理想，也進而使得發(fā)動機的工作效能受到限制。
[0006] 同時，由于車用發(fā)動機向高強度化、高輸出功率、輕量化方向發(fā)展，且低燃油消耗、 低排放等要求也越來越嚴(yán)格，因此對活塞環(huán)的設(shè)計要求越來越高，需要油環(huán)能夠滿足低燃 油耗、低機油耗要求的趨勢。
[0007] 因此本領(lǐng)域技術(shù)人員希望能夠設(shè)計一種新型結(jié)構(gòu)的組合油環(huán)，其應(yīng)該在刮油與回 油具有良好的效果，且工作中與缸孔的磨合性好，均勻接觸、消除不規(guī)則的磨損，并能夠有 利于降低摩擦損失，同時滿足低油耗的發(fā)動機要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型組合油環(huán)，所述組合油環(huán)與發(fā)動機的 缸孔壁相抵觸，并在所述缸孔壁上做刮磨運動，所述組合油環(huán)包括油環(huán)、刮油刀和螺旋撐 簧，所述油環(huán)沿圓周方向布置有油孔，所述刮油刀經(jīng)所述螺旋撐簧偏置并與所述缸孔壁相 抵觸，其中：所述刮油刀的刮油刃沿所述油環(huán)的徑向呈二級階梯狀布置。
[0009] 本發(fā)明通過呈二級階梯狀布置刮油刃，通過第二級刮油刃為刮油刃提供良好的強 度同時，又減小了第一級刮油刃的接觸面積，減小了摩擦力，獲得更加均勻抵觸力，且使得 油環(huán)的受力（例如，徑向力）更加容易被均勻控制，避免過大的磨損同時，也減少了對油環(huán) 的變形力，有利實現(xiàn)發(fā)動機的低油耗目標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明中刮油刃的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明中油環(huán)示意圖；
[0012] 圖3為本發(fā)明中油環(huán)剖視圖；
[0013] 圖4為本發(fā)明油環(huán)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 附圖標(biāo)記：1油環(huán)，2刮油刀，3缸孔，4螺旋撐簧，5油孔，6倒角，7活塞環(huán)槽，20刮 油刃，21刮磨接觸刃，22刮磨間隔刃，23過渡刃，d刃長度。

【具體實施方式】
[0015] 油環(huán)為汽車發(fā)動機領(lǐng)域的常見部件，其基本結(jié)構(gòu)和功能為本領(lǐng)域技術(shù)人員所共 知。在本發(fā)明中，如圖4所示，整個油環(huán)組件被布置活塞環(huán)槽7內(nèi)，其中通過螺旋撐簧4提 供彈簧支撐力將刮油刀2偏置到缸孔3的內(nèi)側(cè)，并通過刮油刀2上的刮油刃20與缸孔3進 行相對運動而實現(xiàn)刮油操作。
[0016] 如圖1至3所示，本發(fā)明提供一種新型組合油環(huán)，所述組合油環(huán)與發(fā)動機的缸孔壁 相抵觸，并在所述缸孔壁上做刮磨運動，所述組合油環(huán)包括油環(huán)1、刮油刀2和螺旋撐簧4， 所述油環(huán)1沿圓周方向布置有油孔5,所述刮油刀2經(jīng)所述螺旋撐簧4偏置并與所述缸孔壁 相抵觸，其中：所述刮油刀2的刮油刃20沿所述油環(huán)的徑向呈二級階梯狀布置。
[0017] 本發(fā)明中刮油刃20在沿徑向為呈二級階梯狀布置刮油刃，在此結(jié)構(gòu)中通過第二 級刮油刃為刮油刃整體提供良好的強度同時，又減小了第一級刮油刃的接觸面積，減小了 摩擦力。在本發(fā)明中，采用較小的第一級刮油刃也使得刮油更加均勻，提高刮油效果。同 時，由于接觸面減小，避免了較大接觸面積所帶來了工作過程中的不均衡性的沖擊，使得刮 油刃相對油環(huán)的作用受力（例如，徑向力）更加容易被均勻控制，有利于提高油環(huán)與缸孔壁 的接觸壓力的同時減小對油環(huán)的變形力，有利實現(xiàn)發(fā)動機的低油耗目標(biāo)。
[0018] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本發(fā)明方案理解，由于采用二級階梯狀布置刮油刃，通 過第一級刮油刃減低了接觸面，使得環(huán)高可以進行相應(yīng)的降低，并可以減少摩擦功，同時均 勻且較高的抵觸力也便于采用低彈力的材料制造環(huán)，并避免低彈力材料所帶來的活塞環(huán)追 隨性變差或耐久性變差等問題，因此本發(fā)明具有多方面的技術(shù)效果。
[0019] 作為本發(fā)明的一個改進，所述刮油刃表面具有低摩擦系數(shù)的耐磨層，所述耐磨層 同所述呈二級階梯狀布置的刮油刃相對應(yīng)，且所述耐磨層為電鍍鉻層、PVD層（物理氣相沉 積層）或其他涂層。其直接減少摩擦功，并有利于上述多種技術(shù)效果的進一步實現(xiàn)。
[0020] 作為本發(fā)明的一個實施例，所述呈二級階梯狀布置的刮油刃包括位于第一級的刮 磨接觸刃21和位于第二級的刮磨間隔刃22。在操作中刮磨接觸刃21為接觸刃進行刮油， 而刮磨間隔刃22為間隔刃，并為刮磨接觸刃21提供支撐，保證其強度。另外，該結(jié)構(gòu)也提 高油環(huán)工作可靠性，當(dāng)刮磨接觸刃21非正常磨損后，刮磨間隔刃22可參與刮油，滿足刮油 功能。
[0021] 作為本發(fā)明的改進方案，在如圖的實施例中，所述刮磨接觸刃21垂直于所述油環(huán) 1的徑向方向，因此刮磨接觸刃21在使用中的直接、全面地參與刮油操作。保證了刮油的效 果，又均勻控制了徑向力和摩擦力。
[0022] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，如圖所示，所述刮磨接觸刃21的刃長度d為0. 05毫 米至0. 15毫米。
[0023] 采用本發(fā)明的上述優(yōu)選技術(shù)方案后，實際工作中會提高油環(huán)與缸孔壁的接觸壓 力，提高刮油效果，提高油環(huán)適應(yīng)缸孔壁的變形能力。經(jīng)大量試驗數(shù)據(jù)所得并支持，采用本 發(fā)明的油環(huán)，其機油耗最多可下降50% ;另外，
[0024] 由于刮油刃與缸孔壁接觸面積的減小，可進一步降低油環(huán)與缸孔的摩擦損失（油 環(huán)的摩擦損失在整機中占較大比例，油環(huán)是降摩擦的關(guān)鍵），經(jīng)大量試驗數(shù)據(jù)所得并支持， 摩擦損失最多可下降15%。
[0025] 作為本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述刮磨間隔刃21相對所述刮磨接觸刃22向內(nèi)呈 3°至15°傾斜，即第一級的刮磨間隔刃21和第二級的刮磨接觸刃22具有不同的傾斜方 向。該結(jié)構(gòu)便于提供支撐并提供非正常磨損后的刮油保證。
[0026] 同時作為改進，在本實施例中還具有在所述刮磨接觸刃21和刮磨間隔刃22之間 呈傾斜連接的過渡刃23,且所述過渡刃23在所述油環(huán)的徑向方向上的高度為0. 03至0. 15 毫米，以將兩級刀刃進行間隔。
[0027] 上述實施例的描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清晰地理解了本發(fā)明中的所述刮油 刀2的刮油刃20沿所述油環(huán)的徑向呈二級階梯狀布置的技術(shù)特征，并明顯不同于現(xiàn)有技術(shù) 中的一級布置方式。在現(xiàn)有技術(shù)中，相對缸孔內(nèi)表面僅只有一個刮磨接觸刃，且該刮磨接觸 刃由于長度過長，因此通常相對油環(huán)的徑向具有一個實質(zhì)相同的傾斜角度，該現(xiàn)有技術(shù)的 結(jié)構(gòu)（一級較長的且傾斜的刮油刃）是為了避免全刃接觸、并方便安裝和實際使用。另外 還有一種上述一級布置方式的變形，即總體上刮磨接觸刃還是一級方式布置、刮磨接觸刃 為一個連續(xù)的整體，只是在刮磨接觸刃上具有兩段，并在兩段中間有工藝上的過渡。在該變 形中，相對缸孔3內(nèi)表面仍然是完全采用一個實質(zhì)相同的角度的刮磨接觸刃，這種變形對 傳統(tǒng)一級式布置有所改進，但其實質(zhì)上只是帶中間過渡且具有相同傾斜角度的呈兩段式的 一級布置方式。而本發(fā)明中的兩級式布置不僅具有兩段不同的層級的刃，同時其間的過渡 部分也明顯不同于現(xiàn)有技術(shù)中的工藝過渡，另外，兩級刃之間的不同傾斜角度也明確顯示 其屬于不同層級刮油刃的特征。
[0028] 作為本發(fā)明的另一實施例，如圖所述油環(huán)的軸向高度為1. 5至3毫米。采用低彈 性的材料環(huán)有利于發(fā)動機的低耗性能，同時其較低的高度也同樣有利于發(fā)動機的性能。
[0029] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述油孔5為圓形鉆孔，例如采用相同直徑的鉆孔。相 對現(xiàn)有技術(shù)中采用銑削加工的方孔、長條狀等，通過鉆削加工的等直徑孔。其中優(yōu)選的，所 述鉆孔的直徑為〇. 3至0. 7mm，例如0. 5毫米。作為更進一步的改進，所述鉆孔均勻布置在 所述油環(huán)的圓周方向上，或根據(jù)油環(huán)的結(jié)構(gòu)采用不均勻設(shè)計。
[0030] 正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，在對油環(huán)孔進行加工時慣常采用銑削方式加工，并由 銑削加工而成較大尺寸的異形油孔。發(fā)明人需要指出的是：該現(xiàn)有技術(shù)手段屬于一種技術(shù) 上的長期偏見。其原因在于，本領(lǐng)域技術(shù)人員長期認(rèn)為：在切削加工時，鉆削加工小直徑的 孔是一個技術(shù)難題，特別是鉆削小直徑孔時容易發(fā)生刀具折斷的現(xiàn)象。而采用銑削加工則 可以避免刀具的損害。
[0031] 而在本發(fā)明的實施例中所采用的是鉆削加工，并形成等直徑的鉆孔的技術(shù)特征是 對現(xiàn)有技術(shù)偏見的一種糾正，同時由于采用本發(fā)明中的鉆削手段，使得油環(huán)環(huán)體、刮油質(zhì)量 以及發(fā)動機油耗的控制均得到了明顯的改善，體現(xiàn)了本發(fā)明的進步性和創(chuàng)造性。其原因主 要體現(xiàn)在以下方面：
[0032] 首先采用鉆孔形式避免了銑削加工時刀具不斷循環(huán)進出而對環(huán)體的銑削加工力 的沖擊，這是因為銑削加工時刀具與工件之間有循環(huán)多次的沖擊，而鉆削加工則能夠相對 穩(wěn)定的保持加工刀具與工件之間的全程接觸。另外，銑削加工而成的異形油孔其面積較大， 這種大尺寸異形孔的存在一定程度上降低了作為成品油環(huán)環(huán)體的結(jié)構(gòu)強度，而鉆削孔為等 直徑孔，且可以采用較小尺寸，使得作為產(chǎn)品的油環(huán)環(huán)體的結(jié)構(gòu)強度。最后，鑒于銑削加工 過程中已對油環(huán)環(huán)體造成較大的切削力沖擊，油環(huán)環(huán)體的整體剛度又因具有大尺寸的異形 孔而下降的兩重因素下，在成品油環(huán)的實際使用中油環(huán)環(huán)體容易發(fā)生變形、環(huán)的斷裂強度 較低。而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，環(huán)體的上述變形必然造成油耗的增加，特別是增加 了早期階段的油耗。
[0033] 相對應(yīng)的，在本發(fā)明的實施例中：由于鉆削加工比銑削加工對環(huán)端面及工作面的 變形影響要小得多，同時鉆削獲得了等直徑的較小尺寸的鉆孔，例如〇. 3至0. 7_，因此環(huán) 體的加工質(zhì)量和剛性都比現(xiàn)有技術(shù)有明顯的提高，在成品油環(huán)的實際使用中油環(huán)環(huán)體不容 易發(fā)生變形、大大地提高了環(huán)的斷裂強度，提高了刮油效果、降低了油耗損失。同時，由于本 發(fā)明環(huán)體剛性的提高，可采用更小高度的環(huán)體，例如環(huán)體的軸向高度為1. 5至3毫米，仍具 有抵抗加工破壞力的機械強度。
[0034] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是：鉆孔加工的環(huán)端面及工作面的變形影響較小、環(huán) 的斷裂強度提高，對早期的油耗產(chǎn)生了積極的影響；同時，在具有較高的強度的同時，可以 實現(xiàn)環(huán)高度的進一步降低，并進而有利于發(fā)動機性能的提高。
[0035] 作為本發(fā)明的一個改進，在所述油環(huán)1的外側(cè)，所述鉆孔5端部具有45°至60° 倒角6。該倒角6不僅具有工藝上的技術(shù)效果，更由于其布置在油環(huán)1的外側(cè)，方便對刮油 工作中所形成油進行儲存和收集，改善工作性能和刮油效果。
[〇〇36] 應(yīng)了解本發(fā)明所要保護的范圍不限于非限制性實施方案，更體現(xiàn)于獨立權(quán)利要求 提供的范圍，以及其從屬權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型組合油環(huán)，所述組合油環(huán)與發(fā)動機的缸孔壁相抵觸，并在所述缸孔壁上做 刮磨運動，所述組合油環(huán)包括油環(huán)、刮油刀和螺旋撐簧，所述油環(huán)沿圓周方向布置有油孔， 所述刮油刀經(jīng)所述螺旋撐簧偏置并與所述缸孔壁相抵觸，其特征在于：所述刮油刀的刮油 刃沿所述油環(huán)的徑向呈二級階梯狀布置。
2. 如權(quán)利要求1所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述刮油刃表面具有低摩擦系數(shù) 的耐磨層，所述耐磨層同所述呈二級階梯狀布置的刮油刃相對應(yīng)，且所述耐磨層為電鍍鉻 層、PVD層或其他涂層。
3. 如權(quán)利要求1所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述呈二級階梯狀布置的刮油刃 包括位于第一級的刮磨接觸刃和位于第二級的刮磨間隔刃。
4. 如權(quán)利要求3所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述刮磨接觸刃垂直于所述油環(huán) 的徑向方向。
5. 如權(quán)利要求4所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述刮磨接觸刃的刃長度為0. 05 毫米至0. 15毫米。
6. 如權(quán)利要求5所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述刮磨間隔刃相對所述刮磨接 觸刃向內(nèi)呈3°至15°的傾斜。
7. 如權(quán)利要求6所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：還具有在所述刮磨接觸刃和刮磨 間隔刃之間呈傾斜連接的過渡刃，所述過渡刃在所述油環(huán)的徑向的高度為〇. 03至0. 15毫 米。
8. 如權(quán)利要求7所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述油環(huán)的軸向高度為1. 5至3毫 米。
9. 如權(quán)利要求8所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：所述油孔為圓形鉆孔，且所述鉆孔 的直徑為〇. 3至0. 7毫米。
10. 如權(quán)利要求9所述的新型組合油環(huán)，其特征在于：在所述油環(huán)的外側(cè)，所述鉆孔端 部具有45°至60°倒角。
【文檔編號】F02F5/00GK104100406SQ201410384953
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】章家續(xù), 李歡, 劉彤, 歐陽彩云, 羅俊, 馬亞壇, 房程程, 張亞洲, 王英杰, 黃海波 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司