專利名稱：往復式發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車、船舶、工業(yè)原動機等的往復式發(fā)動機。
技術(shù)背景專利文獻l: JP-A-4-347352例如，在專利文獻l中提出了一種往復式發(fā)動機，其中，第二活塞環(huán)(第 二環(huán))設置成使第一活塞環(huán)(頂環(huán))介于其與活塞的頂面(頭部端面)之間， 該第二活塞環(huán)相對于活塞的往復方向傾斜，以使在第一活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之 間的活塞氣壓承受面積在推力側(cè)大于在止推側(cè)，并使來自燃燒室的氣體適于被 引入第一活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之間的環(huán)狀氣室中。在這種往復式發(fā)動機中，在 推力側(cè)產(chǎn)生的氣壓大于在止推側(cè)，以使活塞相對于缸體氣體浮動(gas float)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題 .然而，在上述的往復式發(fā)動機中，通過僅使第二活塞環(huán)傾斜來使第一 活塞環(huán)與第二活塞環(huán)之間的活塞氣壓承受面積在推力側(cè)大于在止推側(cè)，從 而第二活塞環(huán)的傾角變大，且第二活塞環(huán)成為明顯的橢圓形。其結(jié)果是， 可能無法確?；钊h(huán)的外周面與缸體的內(nèi)周面之間的氣密性，第二活塞環(huán) 很難相對于活塞進行轉(zhuǎn)動，還可能會對第二活塞環(huán)以及與第二活塞環(huán)滑動 接觸的缸體的內(nèi)周面造成損傷等。此外，很難制造明顯橢圓形的活塞環(huán)。鑒于上述問題設計出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種往復式發(fā)動 機，其可使活塞相對于缸體氣體浮動，減少各第一及第二活塞環(huán)的傾角， 并形成有效地產(chǎn)生氣體浮動用的浮力的環(huán)狀氣室，其可使用環(huán)狀活塞環(huán)， 可確保缸體的內(nèi)周面與各活塞環(huán)的外周面之間的氣密性，且不容易對活塞
環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案本發(fā)明的往復式發(fā)動機，包括第一活塞環(huán)，設置成靠近限定燃燒室的活 塞的頂面；第二活塞環(huán)，設置成使第一活塞環(huán)介于該第二活塞環(huán)與活塞的頂面 之間；由第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)限定的環(huán)狀氣室；以及使環(huán)狀氣室與燃燒室 相互連通的一個或多個連通路，其中，第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)分別相對于活 塞的往復方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離幵得更遠。根據(jù)本發(fā)明的往復式發(fā)動機，設置有使環(huán)狀氣室與燃燒室可相互連通的一 個或多個連通路，且第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)分別相對于活塞的往復方向傾斜 以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離幵得更遠。因此，在環(huán)狀氣室中，推力側(cè) 可以產(chǎn)生比止推側(cè)更大的氣壓，從而可使活塞相對于缸體氣體浮動，并減小各 第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)的傾角。這樣，可以形成有效地產(chǎn)生氣體浮動用浮力 的環(huán)狀氣室。此外，可將現(xiàn)有的圓形活塞環(huán)用作第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)，且 第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)可以被設置成相對于活塞和缸體可容易地轉(zhuǎn)動的狀 態(tài)。再者，可以確保缸體的內(nèi)周面與活塞環(huán)的外周面之間的氣密性，且不容易對活塞環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。在本發(fā)明的往復式發(fā)動機的一優(yōu)選例中，第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)在止推 側(cè)相互靠得更近。在本發(fā)明的往復式發(fā)動機的另一優(yōu)選例中，連通路設置在推力側(cè)，以在活 塞位于上死點或上死點附近時使環(huán)狀氣室與燃燒室相互連通。 發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可提供一種往復式發(fā)動機，它可使活塞相對于缸體氣體浮動、 可減小各第一及第二活塞環(huán)的傾角、并可形成有效地產(chǎn)生氣體浮動用浮力的 環(huán)狀氣室，其中，可使用圓形活塞環(huán)，可確保缸體的內(nèi)周面與活塞環(huán)的外周面 之間的氣密性，且不容易對活塞環(huán)和缸體的內(nèi)周面造成損傷等。


圖1是本發(fā)明實施例的說明性剖視圖2是圖1所示實施例的在箭頭方向上沿II-II線所截取的說明性剖視 圖；以及圖3是圖1所示實施例的主要連通路的說明圖。(附圖標記說明) 1往復式發(fā)動機2燃燒室 3活塞 4頂面 5頂環(huán) 6第二環(huán) 7環(huán)狀氣室 8連通路具體實施方式
下面參照附圖所示的實施例對本發(fā)明的一實施例進行更為詳細的說 明。應當注意的是，本發(fā)明并不局限于該實施例。在圖1 圖3中，本實施例的往復式發(fā)動機l包括環(huán)狀頂環(huán)5，用作 第一活塞環(huán)，設置成靠近限定燃燒室2的活塞3的頂面(頭部端面)4;環(huán) 狀第二環(huán)6，用作第二活塞環(huán)，設置成使頂環(huán)5介于環(huán)狀第二環(huán)6與頂面4 之間；由頂環(huán)5和第二環(huán)6限定的環(huán)狀氣室7;以及使環(huán)狀氣室7可與燃燒 室2相互連通的多個連通路8。往復式發(fā)動機1可以是二沖程或四沖程的汽油發(fā)動機，或者也可以是 柴油發(fā)動機。與在缸體21內(nèi)沿X方向往復的活塞3的頂面4連接的周面22上設置 有活塞環(huán)槽，在這些活塞環(huán)槽內(nèi)分別配合并固定頂環(huán)5和第二環(huán)6。此外， 在周面22上還設置有油環(huán)槽，在該油環(huán)槽中配合并固定油環(huán)23，該油環(huán) 23設置成使第二環(huán)6介于其與頂環(huán)5之間。頂面4與垂直于X方向的平面 平行?；钊?利用活塞銷25與連桿24的一端連接。曲軸26與連桿24的 另一端連接。缸體21的內(nèi)周面31限定配置活塞3的缸膛(空間)32。在缸體21的 頭部33上設置有火花塞34、進氣閥35和排氣閥(未圖示)。頂環(huán)5在推力側(cè)9上的部分41設置成在X方向上比頂環(huán)5在與推力相 反的一側(cè)10上的部分42更靠近頂面4。部分41在X方向上比部分42更遠 離第二環(huán)6。頂環(huán)5的外周面43與缸體21的內(nèi)周面31滑動接觸。頂環(huán)5 與缸體21和活塞3合作地限定燃燒室2，并且與缸體21、活塞3和第二環(huán) 6合作地限定環(huán)狀氣室7。這樣的頂環(huán)5相對于活塞3往復的X方向傾斜， 以在推力側(cè)9上比在止推側(cè)10上更遠離第二環(huán)6。頂環(huán)5也相對于與X方 向垂直的平面傾斜，這種傾斜的角度較佳的是1 3度，更佳的是2 3度， 再佳的是2.3度或大致2.3度。頂環(huán)5以微小的間隙配合并固定在活塞3 的活塞環(huán)槽(頂環(huán)槽)中，以呈現(xiàn)如下狀態(tài)可相對于活塞3沿圖2所示 的C方向轉(zhuǎn)動，即活塞3的周向轉(zhuǎn)動，并可沿徑向移動。第二環(huán)6在推力側(cè)9上的部分51設置成在X方向上比第二環(huán)6在止推 側(cè)10上的部分52更遠離頂面4。部分51設置成在X方向上比部分52更遠 離頂環(huán)5。 X方向上的從部分41到部分51的距離大于X方向上的部分42 與部分52之間的距離。第二環(huán)6的外周面53與缸體21的內(nèi)周面31滑動 接觸。第二環(huán)6與缸體21、活塞3和頂環(huán)5合作地限定環(huán)狀氣室7。這種 第二環(huán)6相對于活塞3往復的X方向傾斜，以在推力側(cè)9比在止推側(cè)10更 遠離頂環(huán)5。第二環(huán)6以與頂環(huán)5相反的方向也相對于與X方向垂直的平面 傾斜，這種傾斜的角度較佳的是1 3度，更佳的是2 3度，再佳的是2.3 度或大致2.3度。如圖1所示，第二環(huán)6以與頂環(huán)5的傾斜相反的方向傾 斜。第二環(huán)6以微小的間隙配合并固定在活塞3的活塞環(huán)槽(第二環(huán)槽) 中，以呈現(xiàn)如下狀態(tài)可相對于活塞3沿C方向轉(zhuǎn)動并可沿徑向移動。頂 環(huán)5和第二環(huán)6相對于與X方向垂直的平面傾斜的各角度可以是相同的角 度。頂環(huán)5與第二環(huán)6可以是對稱的。頂環(huán)5和第二環(huán)6在X方向上在推力側(cè)9比在止推側(cè)10相互離開得更 遠，且在止推側(cè)10比在推力側(cè)9彼此更靠近。頂環(huán)5與第二環(huán)6之間的周
面22的氣壓承受面積在推力側(cè)9比在止推側(cè)10大，并從止推側(cè)10朝著推 力側(cè)9逐漸增加。如圖2和圖3所示，在本實施例中，在推力側(cè)9分別設置有三個連通 路8，以在活塞3位于上死點或上死點附近時使環(huán)狀氣室7與燃燒室2可相 互連通。各連通路8具有設在缸體21的內(nèi)周面31上的凹部61。如圖3所示，本實施例中的凹部61分別排列在缸體21的內(nèi)周面31上， 以當活塞3在爆炸沖程中處于與曲軸角度相對于X方向在大致0 5度與 20 30度之間對應的位置時，相互同時地使環(huán)狀氣室7可與燃燒室2連通。 應當注意的是，用于連通的上述曲軸角度油活塞直徑和沖程來確定。三個 凹部61分別相互等間隔地排列在C方向上。位于活塞銷25延伸方向上的 一側(cè)的凹部61與位于另一側(cè)的凹部61在活塞銷25的延伸方向上相互相對， 位于這兩個凹部61之間的凹部61設置成通過頂環(huán)5的部分41使燃燒室2 可與環(huán)狀氣室7連通。應當注意的是，在一側(cè)的凹部61和在另一側(cè)的凹部61可以沿X方向 布置，以在通過位于這兩個凹部61之間的凹部61而實現(xiàn)的燃燒室2與環(huán) 狀氣室7之間的連通之前或之后相互同時地使燃燒室2可與環(huán)狀氣室7連 通。此外，位于在一側(cè)的凹部61與在另一側(cè)的凹部61之間的凹部61可以 省去。再者，在本實施例中，在活塞銷25的延伸方向上在頂環(huán)5的部分41 的一側(cè)和另一側(cè)均只設置有一個凹部61，但也可以例如如下在一側(cè)設置 兩個或更多的凹部61，并在另一側(cè)設置與所述一側(cè)的凹部61的數(shù)目相同的 凹部61。應當注意的是，在本實施例中，往復式發(fā)動機1具有多個連通路8， 但往復式發(fā)動機1也可以例如僅有一個連通路。下面對本實施例的往復式發(fā)動機1的運行進行詳細的說明。 在圖l所示的爆炸沖程中，當活塞3開始沿X方向朝著曲軸26側(cè)的前 進運動時，燃燒室2內(nèi)的燃燒氣體經(jīng)由連通路8被引入環(huán)狀氣室7中，環(huán) 狀氣室7內(nèi)的氣壓因引入的燃燒氣體的氣壓而增加。在被向前移動的活塞3 上由于諸如活塞3在頂面4與頂環(huán)5之間受到的氣壓、曲軸26沿R方向的
旋轉(zhuǎn)、以及連桿24的傾斜之間的關(guān)系而作用有指向推力側(cè)9的側(cè)向壓力A， 相反，與這種側(cè)向壓力A相對，在活塞3上還根據(jù)在推力側(cè)9產(chǎn)生得比在 止推側(cè)10大的環(huán)狀氣室7內(nèi)的氣壓而作用有指向止推側(cè)10的側(cè)向壓力B。 這樣作用有側(cè)向壓力A和B的活塞3相對于缸體12氣體浮動。本實施例的往復式發(fā)動機1包括頂環(huán)5，設置成靠近限定燃燒室2 的活塞3的頂面4;第二環(huán)6，設置成使頂環(huán)5介于其與活塞3的頂面4之 間；由頂環(huán)5和第二環(huán)6限定的環(huán)狀氣室7;以及使環(huán)狀氣室7與燃燒室2 相互連通的一個或多個連通路8。此外，頂環(huán)5和第二環(huán)6分別相對于活塞 3的往復方向即X方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)9比在止推側(cè)10相互離開 得更遠。因此，在環(huán)狀氣室7內(nèi)，在推力側(cè)9可以產(chǎn)生比在止推側(cè)IO更大 的氣壓，從而可以使活塞3相對于缸體21氣體浮動并減小各頂環(huán)5和第二 環(huán)6的傾角。由此，可以形成有效地產(chǎn)生氣體浮動用浮力的環(huán)狀氣室7。此外， 可以使用圓形的頂環(huán)5和第二環(huán)6，且頂環(huán)5和第二環(huán)6被設置成可相對于缸 體21的內(nèi)周面31轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。再者，可以確保一方面的缸體21的內(nèi)周面31 與另一方面的頂環(huán)5的外周面43和第二環(huán)6的外周面53之間的氣密性，且不 容易對頂環(huán)5、第二環(huán)6、以及缸體21的內(nèi)周面31造成損傷等。
權(quán)利要求
1.一種往復式發(fā)動機，包括第一活塞環(huán)，設置成靠近限定燃燒室的活塞的頂面；第二活塞環(huán)，設置成使所述第一活塞環(huán)介于所述第二活塞環(huán)與所述活塞的所述頂面之間；由所述第一活塞環(huán)和所述第二活塞環(huán)限定的環(huán)狀氣室；以及使所述環(huán)狀氣室與所述燃燒室相互連通的一個或多個連通路，其中，所述第一活塞環(huán)和所述第二活塞環(huán)分別相對于所述活塞的往復方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)比在止推側(cè)相互離開得更遠。
2. 如權(quán)利要求1所述的往復式發(fā)動機，其特征在于，所述第一活塞環(huán)和 所述第二活塞環(huán)在所述止推側(cè)相互靠得更近。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的往復式發(fā)動機，其特征在于，所述連通路設 置在所述推力側(cè)，以在所述活塞位于上死點或該上死點附近時使所述環(huán)狀氣室 與所述燃燒室相互連通。
全文摘要
一種往復式發(fā)動機(1)，包括環(huán)狀頂環(huán)(5)，用作第一活塞環(huán)，配置成靠近限定燃燒室(2)的活塞(3)的頂面(頭部端面)(4)；環(huán)狀第二環(huán)(6)，用作第二活塞環(huán)，設置成使頂環(huán)(5)介于環(huán)狀第二環(huán)(6)與頂面(4)之間；由頂環(huán)(5)和第二環(huán)(6)限定的環(huán)狀氣室(7)；以及使環(huán)狀氣室(7)與燃燒室(2)可相互連通的多個連通路(8)。頂環(huán)(5)和第二環(huán)(6)分別相對于活塞(3)進行往復的X方向傾斜，以使兩者在推力側(cè)(9)比在止推側(cè)(10)相互離開得更遠。
文檔編號F02F1/18GK101166897SQ20068001466
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者坂東茂 申請人:坂東機工株式會社