用于控制往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸套和活塞上的沉積物的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開(kāi)的主題大體上涉及往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地說(shuō)涉及往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸套和活塞的表面光潔度。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)(例如內(nèi)燃機(jī))燃燒燃料及氧化劑(例如空氣)以產(chǎn)生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)氣缸套中的活塞(例如往復(fù)式活塞)。具體地說(shuō)，熱的燃燒氣體膨脹并對(duì)活塞施加壓力，其在膨脹沖程(例如下行沖程)期間使活塞在氣缸套內(nèi)線性移動(dòng)?；钊D(zhuǎn)變?nèi)紵龤怏w所施加的壓力并將活塞的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(例如通過(guò)聯(lián)接至活塞的連桿和曲軸)，其驅(qū)動(dòng)軸以使一個(gè)或多個(gè)負(fù)載(例如發(fā)電機(jī))旋轉(zhuǎn)?；钊蜌飧滋椎脑O(shè)計(jì)和構(gòu)造可顯著地影響排放(例如氮氧化物、一氧化碳等等)以及耗油量。此外，活塞和氣缸套的設(shè)計(jì)和構(gòu)造可顯著地影響往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件之間的摩擦以及往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件的壽命。令人遺憾的是，活塞上形成的沉積物可增加對(duì)氣缸套的磨損或影響排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]下文概括了與原始申請(qǐng)保護(hù)的發(fā)明的范圍相稱的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例并不意圖限制本發(fā)明的申請(qǐng)保護(hù)的范圍，相反，這些實(shí)施例僅僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要概括。實(shí)際上，本發(fā)明可包含可與下面闡述的實(shí)施例相似或不同的各種形式。
[0004]在第一實(shí)施例中，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸套和布置在腔中的活塞。氣缸套包括內(nèi)壁并圍繞腔延伸。內(nèi)壁包括第一軸向端、第二軸向端、活塞行程部分和頂部部分。相對(duì)于氣缸套的第二軸向端，頂部部分更靠近氣缸套的第一軸向端，頂部部分具有第一表面光潔度，該第一表面光潔度具有大于大約2μπι的第一平均粗糙度(Ra1)和小于大約0.1mm的總波度(Wt)，并且RaJP Wt基于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度。活塞配置為在氣缸套內(nèi)以往復(fù)方式移動(dòng)。活塞包括端環(huán)槽脊，該端環(huán)槽脊配置為在活塞處于上死點(diǎn)位置時(shí)與氣缸套的內(nèi)壁的頂部部分徑向相對(duì)。
[0005]在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，該往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)具有氣缸套和布置在腔內(nèi)的活塞。氣缸套包括內(nèi)壁并圍繞腔延伸。氣缸套包括在氣缸套內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，并且該頂部部分包括第一表面光潔度，第一表面光潔度具有第一平均粗糙度(Ra1)和小于大約0.1mm的總波度(Wt)?；钊渲脼樵跉飧滋變?nèi)以往復(fù)方式移動(dòng)?；钊ㄖ辽僖粋€(gè)圍繞活塞周向地延伸的環(huán)形槽以及與所述至少一個(gè)環(huán)形槽的頂部環(huán)形槽相鄰的端環(huán)槽脊。該端環(huán)槽脊包括第二半徑和第二表面光潔度。在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，第一半徑和第二半徑之間的徑向間隙小于大約25μπι。第二表面光潔度具有小于大約2μπι的第二平均粗糙度(Ra2)，并且Ra2小于Ra 10 Ra1^fft和Ra2S于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度。
[0006]在第三實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，該往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)具有氣缸套和布置在腔內(nèi)的活塞。氣缸套包括內(nèi)壁并圍繞腔延伸。內(nèi)壁包括第一軸向端、第二軸向端、活塞行程部分和頂部部分。氣缸套包括在內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，并且相比于氣缸套的第二軸向端，頂部部分更靠近氣缸套的第一軸向端。頂部部分包括第一表面光潔度，并且第一表面光潔度具有大于大約2μπι的第一平均粗糙度(Raj和小于大約0.1mm的總波度(Wt)。活塞配置為在氣缸套內(nèi)以往復(fù)方式移動(dòng)?；钊ǘ谁h(huán)槽脊，該端環(huán)槽脊配置為在活塞處于上死點(diǎn)位置時(shí)與氣缸套的內(nèi)壁的頂部部分徑向相對(duì)?；钊ㄔ诙谁h(huán)槽脊處的第二半徑，并且活塞的端環(huán)槽脊具有第二表面光潔度，第二表面光潔度具有小于1?%的第二平均粗糙度(Ra2)。在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，第一半徑和第二半徑之間的徑向間隙小于大約25Mm，并且RajPI Ra 2之間的差異大于大約0.5Mm。Ra ^fft和Ra2都基于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度。
[0007]技術(shù)方案1:一種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
氣缸套，其具有內(nèi)壁并圍繞腔延伸，其中，所述內(nèi)壁包括第一軸向端、第二軸向端、活塞行程部分和頂部部分，其中，相比于所述氣缸套的第二軸向端，所述頂部部分更靠近所述氣缸套的第一軸向端，所述頂部部分包括第一表面光潔度，所述第一表面光潔度包括大于大約2Pm的第一粗糙度(Raj和小于大約0.1mm的總波度(Wt)，并且RaJP Wt基于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度；和
活塞，其布置在所述腔內(nèi)并配置為在所述氣缸套內(nèi)以往復(fù)方式移動(dòng)，其中，所述活塞包括端環(huán)槽脊，所述端環(huán)槽脊配置為在所述活塞處于上死點(diǎn)位置時(shí)與所述氣缸套的內(nèi)壁的頂部部分徑向相對(duì)。
[0008]技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，1^1大于大約5Mm。
[0009]技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，Ra/j、于大約25Mm。
[0010]技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，Wt小于大約0.05mm。
[0011]技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述活塞的端環(huán)槽脊的第二表面光潔度包括小于大約2μπι的第二平均粗糙度(Ra2)，Ra2小于Ra i，并且Ra2基于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度。
[0012]技術(shù)方案6:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述活塞的端環(huán)槽脊包括第二表面光潔度，所述第二表面光潔度包括第二平均粗糙度(Ra2)，并且所述內(nèi)壁的頂部部分的第一表面光潔度1^^是Ra 2的至少兩倍。
[0013]技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述活塞的端環(huán)槽脊包括第二表面光潔度，所述第二表面光潔度包括第二平均粗糙度(Ra2)，并且RajP Ra2之間的差異大于大約0.5Mm。
[0014]技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述頂部部分包括第一直徑，所述活塞行程部分包括第二直徑，并且所述第一直徑等于所述第二直徑。
[0015]技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述氣缸套包括在所述內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，所述活塞包括在所述端環(huán)槽脊處的第二半徑，并且在所述往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，所述第一半徑和所述第二半徑之間的徑向間隙小于大約25μπι。
[0016]技術(shù)方案10:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述氣缸套包括在所述內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，所述活塞包括在所述端環(huán)槽脊處的第二半徑，所述第一半徑和所述第二半徑之間的間隙比小于在室溫下所述內(nèi)壁的頂部部分的孔徑的大約0.5%，并且所述孔徑包括兩倍的所述第一半徑。
[0017]技術(shù)方案11:根據(jù)技術(shù)方案1所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一表面光潔度配置為在所述往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間將積碳保持在所述內(nèi)壁的頂部部分，并且所述頂部部分處所保持的積碳配置為在沒(méi)有防磨環(huán)的情形下減少所述端環(huán)槽脊的積碳。
[0018]技術(shù)方案12:—種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
氣缸套，其具有內(nèi)壁并圍繞腔延伸，其中，所述氣缸套包括在所述氣缸套的內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，并且所述頂部部分包括第一表面光潔度，所述第一表面光潔度具有第一平均粗糙度(Ra1)和小于大約0.1mm的總波度(Wt);和
活塞，其布置在所述腔內(nèi)并配置為在所述氣缸套內(nèi)以往復(fù)方式移動(dòng)，其中所述活塞包括:
至少一個(gè)圍繞所述活塞周向地延伸的環(huán)形槽；以及
端環(huán)槽脊，其在所述至少一個(gè)環(huán)形槽的頂部環(huán)形槽附近，其中，所述端環(huán)槽脊包括第二半徑和第二表面光潔度，在所述往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，所述第一半徑和所述第二半徑之間的徑向間隙小于大約25μπι，所述第二表面光潔度包括小于大約的第二平均粗糙度(Ra2)，Ra2小于Ra i，并且Ra1Jt和Ra2都基于大約0.8mm的特征長(zhǎng)度。
[0019]技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案12所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述內(nèi)壁的頂部部分的Ra1是所述活塞的端環(huán)槽脊的Ra 2的至少兩倍。
[0020]技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案12所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述氣缸套包括在所述頂部部分下方的活塞行程部分，所述內(nèi)壁的頂部部分包括第一直徑，所述活塞行程部分包括第二直徑，并且所述第一直徑等于所述第二直徑。
[0021]技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案12所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，RaJPRa2之間的差異大于大約0.5Mm。
[0022]技術(shù)方案16:根據(jù)技術(shù)方案12所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，Ra/j、于大約0.5Mm。
[0023]技術(shù)方案17:—種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
氣缸套，其具有內(nèi)壁并圍繞腔延伸，其中，所述內(nèi)壁包括第一軸向端、第二軸向端、活塞行程部分和頂部部分，其中，所述氣缸套包括在所述內(nèi)壁的頂部部分處的第一半徑，相比于所述氣缸套的第二軸向端，所述頂部部分更靠近所述氣缸套的第一軸向端，所述頂部部分包括第一表面光潔度，并且所述第一表面光潔度包括大于大約2μπι的第一粗糙度(Ra1)和小于大約0.1mm的總波度(Wt);和
活塞，