專(zhuān)利名稱(chēng)：刮油活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)活塞的刮油環(huán)，特別地，本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的刮油性能和改進(jìn)的磨損性能的刮油環(huán)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)中使用的刮油環(huán)其目的在于使內(nèi)燃機(jī)的耗油量最小化，以及同時(shí)確?；钊推妆谥g足夠潤(rùn)滑。為此，刮油環(huán)必須具有兩種特性，在該兩種特性間設(shè)法獲得平衡。一方面，它必須在活塞向下運(yùn)動(dòng)(即在儲(chǔ)油室的方向上)期間從汽缸壁上刮除盡可能多的油，從而使耗油量最小化。另一方面，無(wú)論何時(shí)都必須使刮油環(huán)與汽缸壁之間維持有最小限度的油膜，以便保持低摩擦及因此的低磨損。在引擎的長(zhǎng)操作時(shí)期過(guò)程中將維持設(shè)法獲得的平衡。為此，必須使刮油環(huán)上的磨 損較低，否則刮油環(huán)與汽缸壁之間的空隙會(huì)擴(kuò)大且耗油量會(huì)增加。目前，只有具有全涂覆型運(yùn)行肋板(runningweb)的刮油環(huán)是已知的(所謂的單涂覆)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于提供改進(jìn)型刮油環(huán)的目的。兩個(gè)刮油唇(scraper lip)的偏距對(duì)應(yīng)于涂層厚度。通過(guò)軸向和徑向設(shè)置刮油唇產(chǎn)生三倍的使用壽命。通過(guò)調(diào)整刮油唇的牙側(cè)角提供均勻沉積的PVD層或DLC層。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供刮油活塞環(huán)，其包括
環(huán)體；
環(huán)體上的兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板，所述兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板相對(duì)于活塞的運(yùn)行方向前后設(shè)置，并通過(guò)外凹槽使它們彼此間隔開(kāi)；
每個(gè)運(yùn)行肋板分別具有的兩個(gè)刮油唇，以及 每個(gè)刮油唇上的防磨損涂層。在型鋼的情況下，可通過(guò)對(duì)肋板進(jìn)行機(jī)械加工或特殊的拉伸工藝為肋板引入所需輪廓的運(yùn)行肋板、即尤其引入所需輪廓的刮油唇。優(yōu)選地，在運(yùn)行方向上環(huán)體的寬度為1.5_3mm。優(yōu)選地，運(yùn)行肋板彼此間隔大約0.6mm;優(yōu)選地，運(yùn)行肋板的徑向高度為0. 2-0. 7mm、特別優(yōu)選為0. 45mm (對(duì)應(yīng)于凹槽的徑向高度)。優(yōu)選地，刮油唇的徑向高度大約為0. 082mm。優(yōu)選地，運(yùn)行方向上刮油唇的運(yùn)行面的寬度為0. 01-0. 2mm、特別優(yōu)選為0. 05mm。優(yōu)選地，防磨損涂層的層厚度為1-30 ilm。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所有刮油唇大致上具有相同的徑向高度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)運(yùn)行肋板的燃燒室側(cè)刮油唇的徑向高度大于運(yùn)行肋板的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的徑向高度。
在這一實(shí)施例中，至少一個(gè)儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇徑向上相對(duì)于燃燒室側(cè)刮油唇設(shè)置在后。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)徑向較高的刮油唇是燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板的燃燒室側(cè)刮油唇。優(yōu)選地，徑向較高的刮油唇是燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板的刮油唇。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)運(yùn)行肋板的燃燒室側(cè)刮油唇的徑向高度大于運(yùn)行肋板的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的徑向高度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，徑向高度的差別基本上對(duì)應(yīng)于刮油唇的防磨損涂層的厚度。S卩，相對(duì)于徑向較高的燃燒室側(cè)刮油唇，徑向較短的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇大約以防磨損涂層的涂層厚度設(shè)置在后。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，刮油唇的防磨損涂層在刮油唇之間的區(qū)域內(nèi)連續(xù)延伸。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，刮油唇向外逐漸減小。例如，這可通過(guò)使刮油唇大致上呈錐形形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于運(yùn)行方向，每個(gè)刮油唇的燃燒室側(cè)齒面比各個(gè)儲(chǔ)油室側(cè)齒面更陡峭。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于運(yùn)行方向，一個(gè)運(yùn)行肋板或所有運(yùn)行肋板的燃燒室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面比各個(gè)運(yùn)行肋板的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面更陡峭。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，運(yùn)行肋板之間的外凹槽比刮油唇間的區(qū)域更深。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，刮油唇間的防磨損涂層在徑向上至少與刮油唇一樣高。這樣，一旦防磨損涂層磨損至刮油唇的運(yùn)行面，則產(chǎn)生具有自銳化角(self-sharpening corner)的全室環(huán)形肋板(fully-chambered ring web)。剩余的防磨損涂層接著保留在刮油唇之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于運(yùn)行方向，運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面比外齒面更陡峭。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于運(yùn)行方向，儲(chǔ)油室側(cè)運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面比燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面更陡峭。根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供內(nèi)燃機(jī)的活塞，其包括至少一個(gè)上述刮油活塞環(huán)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的刮油活塞環(huán)的實(shí)施例的剖視圖。圖2是圖I的實(shí)施例的各個(gè)刮油唇的斜度的剖視圖。圖3是圖I的實(shí)施例的各尺寸的剖視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的刮油活塞環(huán)的替代性實(shí)施例的剖視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的刮油活塞環(huán)的其他替代性實(shí)施例的剖視圖。圖6是圖4的實(shí)施例在所有刮油唇磨損后的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明的刮油活塞環(huán)的第一實(shí)施例的剖視圖。在這些和其他實(shí)施例中，刮油環(huán)的汽缸壁側(cè)在上、而其活塞側(cè)在下，燃燒室側(cè)在左、而儲(chǔ)油室側(cè)或曲軸箱側(cè)在右。刮油環(huán)包括環(huán)體2，該環(huán)體的每個(gè)齒面?zhèn)仍O(shè)有運(yùn)行肋板4。運(yùn)行肋板4沒(méi)必要必須直接設(shè)置在環(huán)體2的齒面上，而是還可以向內(nèi)偏置。通過(guò)外凹槽6使運(yùn)行肋板4彼此間隔開(kāi)。兩個(gè)刮油唇8位于每個(gè)運(yùn)行肋板4上。刮油唇8還設(shè)有防磨損涂層10。凹槽6顯然比刮油唇8之間的區(qū)域更深。通過(guò)將刮油唇的數(shù)量增加到4可獲得改進(jìn)的刮油效果。涂層可包含鉻(Cr)或類(lèi)金剛石碳(DLC)。例如，可通過(guò)氣相的物理沉積(物理氣相沉積)涂敷涂層。圖2是圖I所示實(shí)施例的刮油唇和運(yùn)行肋板的斜度的示意圖。但是，為了更好地概述，此處并未顯示涂層。如圖2中可看到的,燃燒室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面比儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面更陡峭(此處僅顯示左邊的運(yùn)行肋板作為一示例，但另一運(yùn)行肋板可具有相同的斜度比率)。下文中所提及的所有角度均分別對(duì)應(yīng)于相對(duì)于刮油環(huán)的運(yùn)行方向的角度，所述所有角度小于或等于90°。燃燒室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面的斜度a的示范性值包含25-50°、特別優(yōu)選為40°。儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的儲(chǔ)油室側(cè)齒面的斜度P的示范性值包含15-40°、特別優(yōu)選為30。。優(yōu)選地，儲(chǔ)油室側(cè)運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面的斜度5為89-80° (垂直于運(yùn)行方向?yàn)?-10° )、特別優(yōu)選為82. 4° (垂直于運(yùn)行方向?yàn)?. 6° )。優(yōu)選地，燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面為89-80°、特別優(yōu)選為83. 7°。運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面的斜度可以相等，但優(yōu)選地，儲(chǔ)油室側(cè)運(yùn)行肋板的內(nèi)齒面的斜度更大。圖3是如圖I中所示實(shí)施例的各種尺寸的示意圖。但為了更好地概述，此處未顯
示涂層。優(yōu)選地，運(yùn)行方向上環(huán)體的寬度d為I. 5_3mm。優(yōu)選地，凹槽的徑向高度b或運(yùn)行肋板的徑向高度為0. 2-0. 7mm、特別優(yōu)選為0. 45mm。優(yōu)選地，凹槽的寬度c為0. 6mm。優(yōu)選地，刮油唇的徑向高度為0.082mm。優(yōu)選地，運(yùn)行方向上刮油唇的運(yùn)行面的寬度 e 為 0. 01-0. 2mm、優(yōu)選為 0. 05mm。圖4是原本與圖I的實(shí)施例相似的實(shí)施例的示意圖。此處顯示可選特征，即通過(guò)防磨損涂層的涂層厚度f(wàn)使每個(gè)運(yùn)行肋板的各個(gè)儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇的徑向高度降低。換言之，使儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇以涂層厚度f(wàn)設(shè)置在后。優(yōu)選地，涂層厚度f(wàn)的范圍為l-30i!m。圖5是原本與圖I的實(shí)施例相似的其他 替代性實(shí)施例的示意圖。此處顯示可選特征，即刮油唇8之間的區(qū)域內(nèi)的防磨損涂層10徑向上至少與刮油唇8 一樣高。圖6顯示了防磨損涂層10已經(jīng)磨損到刮油唇8上后圖5的實(shí)施例的狀態(tài)。這種情況下，在這一實(shí)施例中，刮油環(huán)并入全室肋板變形(version)。因此出現(xiàn)具有自銳化肋板角的附加磨損層。
權(quán)利要求
1.一種刮油活塞環(huán)，其特征在于，包括 環(huán)體(2)； 所述環(huán)體(2)上的兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板(4)，所述兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板相對(duì)于活塞的運(yùn)行方向前后設(shè)置，并通過(guò)外凹槽(6)使它們彼此間隔開(kāi)； 其中，每個(gè)運(yùn)行肋板(4)分別具有兩個(gè)刮油唇(8)，以及 每個(gè)刮油唇(8)上的防磨損涂層(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所有刮油唇(8)具有大致相同的徑向高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所述至少一個(gè)運(yùn)行肋板(4)的燃燒室側(cè)刮油唇(8)的徑向高度大于所述運(yùn)行肋板(4)的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇(8)的徑向高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，至少一個(gè)徑向較高的刮油唇(8)是所述燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板(4 )的所述燃燒室側(cè)刮油唇(8 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，每個(gè)運(yùn)行肋板(4)的所述燃燒室側(cè)刮油唇(8)的徑向高度大于所述運(yùn)行肋板(4)的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇(8)的徑向高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，徑向高度的差別基本上對(duì)應(yīng)于所述刮油唇(8)的涂層厚度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所述刮油唇(8)的防磨損涂層(10)在所述刮油唇(8)之間的區(qū)域內(nèi)連續(xù)延伸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所述刮油唇(8)向外逐漸減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，相對(duì)于運(yùn)行方向，每個(gè)刮油唇(8)的燃燒室側(cè)齒面比儲(chǔ)油室側(cè)齒面更陡峭。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，相對(duì)于運(yùn)行方向，背對(duì)所述燃燒室的一個(gè)運(yùn)行肋板(4)的燃燒室側(cè)刮油唇(8)的齒面比所述運(yùn)行肋板(4)的儲(chǔ)油室側(cè)刮油唇(8)的儲(chǔ)油室側(cè)齒面更陡峭。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所述運(yùn)行肋板(4)之間的外凹槽(6)比所述刮油唇(8)間的區(qū)域更深。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，所述刮油唇(8)間的防磨損涂層(10)在徑向上至少與所述刮油唇(8) —樣高。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，相對(duì)于運(yùn)行方向，所述運(yùn)行肋板(4)的內(nèi)齒面比外齒面更陡峭。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的刮油活塞環(huán)，其特征在于，相對(duì)于運(yùn)行方向，所述儲(chǔ)油室側(cè)運(yùn)行肋板(4)的內(nèi)齒面比燃燒室側(cè)運(yùn)行肋板(4)的內(nèi)齒面更陡峭。
15.—種內(nèi)燃機(jī)的活塞,其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)權(quán)利要求的至少一個(gè)刮油活塞環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及改進(jìn)的刮油活塞環(huán)，包括環(huán)體，環(huán)體上的兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板，這兩個(gè)徑向外運(yùn)行肋板在活塞的運(yùn)行方向上前后設(shè)置，并通過(guò)外凹槽使它們彼此間隔開(kāi)，每個(gè)運(yùn)行肋板分別具有兩個(gè)刮油唇，以及每個(gè)刮油唇上的防磨損涂層。
文檔編號(hào)F16J9/20GK102630287SQ201080054563
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者彼得·埃塞爾 申請(qǐng)人:聯(lián)邦摩高布爾沙伊德公司