專(zhuān)利名稱(chēng)：活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞環(huán)，其與一個(gè)內(nèi)燃機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的一個(gè)活塞的活塞環(huán)槽相接合。
在這樣的一個(gè)活塞環(huán)中，該活塞環(huán)主體和膨脹部的壓力之和整體構(gòu)成活塞環(huán)的張力。總體上如此構(gòu)成活塞環(huán)的該張力，從而活塞環(huán)能夠發(fā)揮其功能，即使是在允許使用活塞環(huán)的最?lèi)毫拥那闆r下。例如，在一個(gè)安裝在一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)活塞中的活塞環(huán)中，活塞環(huán)張力設(shè)想按內(nèi)燃機(jī)的高速-高負(fù)荷狀態(tài)設(shè)定。
因此，在一個(gè)包括有一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)膨脹部的活塞環(huán)中，膨脹部的壓力當(dāng)然設(shè)想按內(nèi)燃機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的高負(fù)荷狀態(tài)設(shè)定。
然而，在一個(gè)傳統(tǒng)的活塞環(huán)中，粘結(jié)到汽缸內(nèi)周表面上的發(fā)動(dòng)機(jī)油具有一個(gè)逐漸變大的力來(lái)導(dǎo)致活塞環(huán)在隨著活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的增加而在汽缸內(nèi)周表面和活塞環(huán)之間產(chǎn)生的機(jī)油的液壓的影響下浮起。隨著速度和負(fù)荷的增高，機(jī)油消耗也傾向于變大。因此，整個(gè)活塞環(huán)的張力設(shè)想按高速和高負(fù)荷狀態(tài)，即按內(nèi)燃機(jī)的高溫狀態(tài)設(shè)定。在一個(gè)低速和低負(fù)荷狀態(tài)中，即內(nèi)燃機(jī)的低溫狀態(tài)中，一個(gè)高于所需水平的張力將作用于汽缸的內(nèi)周表面上，因此導(dǎo)致摩擦。在這種情況下，也可以設(shè)想用于整個(gè)活塞環(huán)的張力按一個(gè)低速和低負(fù)荷狀態(tài)設(shè)定。然而，在這種狀態(tài)中，高速和高負(fù)荷工作是不理想的，因?yàn)樗鼘?dǎo)致線(xiàn)圈消耗的急劇增加。
除了上述問(wèn)題，還遇到了下述問(wèn)題。
換言之，當(dāng)將一個(gè)包括有一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)膨脹部的活塞環(huán)安裝到一個(gè)活塞上時(shí)，需要按圖4中所示的工序進(jìn)行。將結(jié)合圖4說(shuō)明一個(gè)活塞環(huán)，其包括有一個(gè)兩件式組合的油環(huán)50，該油環(huán)由一個(gè)活塞環(huán)主體51和一個(gè)線(xiàn)圈膨脹部52構(gòu)成。
(1)拆開(kāi)線(xiàn)圈膨脹部52的連接部段54(見(jiàn)圖4(a))；(2)圍繞一個(gè)油環(huán)槽55卷繞線(xiàn)圈膨脹部52，并用一個(gè)連接銷(xiāo)55連接連接部段54(見(jiàn)圖4(b))；(3)將活塞環(huán)主體51安裝到油環(huán)槽55上，從而一個(gè)接合口511相應(yīng)于線(xiàn)圈膨脹部52的位置位于180°處(見(jiàn)圖4(c))。
根據(jù)該安裝方法，必需先拆開(kāi)線(xiàn)圈膨脹部的連接部段，然后再連接該連接部段。這是費(fèi)事的，此外，該操作不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，導(dǎo)致需要手工進(jìn)行所有的操作步驟。
提出本發(fā)明來(lái)解決這些問(wèn)題，并且本發(fā)明的主要目的是提供一種活塞環(huán)，其產(chǎn)生的張力既適用于低速和低負(fù)荷狀態(tài)，又適用于高速和高負(fù)荷狀態(tài)，并解決了將一個(gè)包括有一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)膨脹部的活塞環(huán)安裝到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的活塞的活塞環(huán)槽中的費(fèi)事的工作。
本發(fā)明還提供了一種活塞環(huán)，其包括一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)布置在該活塞環(huán)主體的內(nèi)周上的膨脹部；所述膨脹部包括一個(gè)主膨脹件和一個(gè)通過(guò)與該主膨脹件接合而布置的副膨脹件；一個(gè)活塞環(huán)被如此構(gòu)成，從而壓力通過(guò)主膨脹件和副膨脹件沿直徑膨脹方向施加到作為一個(gè)整體的膨脹部的活塞環(huán)上，該壓力在高溫狀態(tài)中比在低溫狀態(tài)中大。
本發(fā)明還提供了上述活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件的至少一個(gè)由一種形狀記憶合金或一種張力隨溫度變化的雙金屬制成。
本發(fā)明還提供了上述活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件都是線(xiàn)圈膨脹件，而且它們的布置是這樣的，從而這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。
本發(fā)明還提供了上述活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件都是布置在一條軸線(xiàn)上的板膨脹件。
附圖中的參考標(biāo)號(hào)表示下述構(gòu)件1汽缸；2活塞；3油環(huán)槽；10、13油環(huán)；11、31油環(huán)主體；20、40線(xiàn)圈膨脹部；21、41主膨脹件；22、42副膨脹件；23螺旋間隙；24主膨脹件的接合口；25副膨脹件的接合口；FM主膨脹件的壓力；FM′主膨脹件在直徑變形時(shí)的壓力；FS副膨脹件的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，該線(xiàn)圈膨脹部包括兩個(gè)線(xiàn)圈膨脹件，這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。該被容納在螺旋間隙中的線(xiàn)圈膨脹件作為一個(gè)在傳統(tǒng)線(xiàn)圈膨脹部中的連接銷(xiāo)。因此，不再需要使用一個(gè)連接銷(xiāo)，從而在將該膨脹部安裝到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的活塞中時(shí)避免了麻煩，并可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一個(gè)活塞環(huán)，其包括一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)布置在該活塞環(huán)主體的內(nèi)周上的膨脹部；該膨脹部包括一個(gè)主膨脹件和一個(gè)通過(guò)與該主膨脹件接合而布置的副膨脹件；一個(gè)活塞環(huán)被如此構(gòu)成，從而壓力通過(guò)主膨脹件和副膨脹件沿直徑膨脹方向施加到作為一個(gè)整體的膨脹部的活塞環(huán)上，該壓力在高溫狀態(tài)中比在低溫狀態(tài)中大。
根據(jù)本發(fā)明，該膨脹部包括兩個(gè)構(gòu)件，即一個(gè)主膨脹件和一個(gè)副膨脹件。該副膨脹件包括一種形狀記憶合金或一種雙金屬，在該雙金屬中通過(guò)將一個(gè)設(shè)定溫度作為界限而由相變?cè)诟邷貍?cè)導(dǎo)致張力產(chǎn)生，在低溫側(cè)導(dǎo)致張力損失。該膨脹部整體具有一個(gè)構(gòu)形，其中由主膨脹件和副膨脹件沿直徑膨脹方向施加到活塞環(huán)主體上的壓力在高溫狀態(tài)中比在低溫狀態(tài)中高。在內(nèi)燃機(jī)的低溫狀態(tài)(即內(nèi)燃機(jī)的低速和低負(fù)荷狀態(tài))中，副膨脹件不產(chǎn)生張力。因此，該膨脹部整體由主膨脹件和副膨脹件施加的張力是本發(fā)明的活塞環(huán)在制造階段中的張力(在下文稱(chēng)為“初始張力”)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)部處于一個(gè)高溫狀態(tài)(即當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于一個(gè)高速和高負(fù)荷狀態(tài))時(shí)，在副膨脹件中便出現(xiàn)形狀由于相變導(dǎo)致的向形狀記憶狀態(tài)的變化，或由雙金屬的特性導(dǎo)致的形狀變化。因此，該膨脹部整體由主膨脹件和副膨脹件施加的張力便高于上述初始張力。
更為具體地說(shuō)，本發(fā)明的膨脹部包括兩種類(lèi)型的膨脹件。本發(fā)明的一個(gè)特征在于，一種由通用已知傳統(tǒng)材料制成的膨脹部可用作為這些構(gòu)件中的一個(gè)(主膨脹件)，一個(gè)其中由于溫度變化產(chǎn)生相變而導(dǎo)致張力變化的構(gòu)件可用作為另一個(gè)構(gòu)件(副膨脹件)，以導(dǎo)致膨脹件中壓力的變化。在該特征的影響下，可以對(duì)活塞環(huán)整體施加一個(gè)響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)的最適合的活塞環(huán)張力。
換言之，在低溫狀態(tài)中，本發(fā)明的活塞環(huán)處于其中只有主膨脹件的壓力作用于活塞環(huán)主體上的狀態(tài)。因此，將主膨脹件的壓力設(shè)定為一個(gè)相應(yīng)于活塞環(huán)整體在低速和低負(fù)荷狀態(tài)中所需的張力的值，使得避免如在一個(gè)傳統(tǒng)活塞環(huán)中那樣因施加一個(gè)超過(guò)在低速和低負(fù)荷狀態(tài)中所需的水平而導(dǎo)致嚴(yán)重摩擦的危險(xiǎn)。在高速和高負(fù)荷狀態(tài)中，副膨脹件傾向于沿直徑方向變大。
因此，除了主膨脹件的壓力之外，副膨脹件也沿直徑膨脹方向向活塞環(huán)主體施加壓力。即，膨脹部的張力整體可以表示為(主膨脹件的壓力)+(副膨脹件的壓力)。通過(guò)設(shè)定一個(gè)響應(yīng)于整個(gè)活塞環(huán)在高速和高負(fù)荷狀態(tài)中所需要具有的張力的這些壓力的和能夠確?；钊h(huán)最適合于高速和高負(fù)荷狀態(tài)的功能。
很難用具體數(shù)值來(lái)限定高速和高負(fù)荷狀態(tài)(高溫狀態(tài))和低速和低負(fù)荷狀態(tài)(低溫狀態(tài))，因?yàn)楦鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)格和工作狀況有各種各樣的狀態(tài)。例如，在一個(gè)用于2000cc的普通客車(chē)的汽油機(jī)的情況中，一般準(zhǔn)則如下高溫狀態(tài)例如從大約130℃-大約180℃；低溫狀態(tài)例如從大約-30℃-大約80℃；中間溫度狀態(tài)例如從大約80℃-大約130℃。
如在上述情況中那樣，用具體數(shù)值限定張力也是困難的。在一個(gè)用于2000cc的普通客車(chē)的汽油機(jī)的情況中，一般準(zhǔn)則如下初始張力從0-大約15N；在伸展?fàn)顟B(tài)中的張力從大約15N-大約25N。
換言之，當(dāng)用FLT表示膨脹部整體在低速和低負(fù)荷狀態(tài)中所需的張力；用FMT表示膨脹部整體在高速和高負(fù)荷狀態(tài)中所需的張力；用FM表示由主膨脹件施加到活塞環(huán)主體上的壓力；用FS表示由副膨脹件施加到活塞環(huán)主體上的壓力時(shí)，在本發(fā)明中應(yīng)用了如下等式FLT＝FMFHT＝FM+FS通過(guò)分別設(shè)定如此膨脹件的壓力而使上述等式有效，就可以通過(guò)溫度的作用而導(dǎo)致膨脹部中的張力變化。
在本發(fā)明活塞環(huán)的一個(gè)實(shí)施例中，主膨脹件和副膨脹件都可以是線(xiàn)圈膨脹件，這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。
根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)，并還可得到下述益處。
當(dāng)安裝使用線(xiàn)圈膨脹件的活塞環(huán)時(shí)，必需首先安裝線(xiàn)圈膨脹件，然后再安裝活塞環(huán)主體。在從線(xiàn)圈膨脹件的安裝一直到活塞環(huán)主體的安裝的過(guò)程中，一個(gè)連接銷(xiāo)對(duì)于線(xiàn)圈膨脹部在活塞的活塞環(huán)槽中的就位是必不可少的。根據(jù)本發(fā)明，線(xiàn)圈膨脹件被以這樣的方式布置，從而主膨脹件和副膨脹件中的一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。該被容納在螺旋間隙中的線(xiàn)圈膨脹件起著傳統(tǒng)線(xiàn)圈膨脹部中的連接銷(xiāo)的作用。因此，不再需要使用一個(gè)連接銷(xiāo)，所以，避免了在將膨脹部安裝到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的活塞中時(shí)的費(fèi)事的工作。
在本發(fā)明的活塞環(huán)中，上述主膨脹件和副膨脹件都可以是板膨脹件，并可以布置在一個(gè)軸線(xiàn)上。
同樣，在這種情況下，如線(xiàn)圈膨脹件的情況一樣，副膨脹件可由形狀記憶合金制成，或者由張力隨溫度變化的雙金屬制成。
由于雙金屬的張力隨溫度變化，所以一種雙金屬也適于用作本發(fā)明的副膨脹件，從而表現(xiàn)出了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的活塞環(huán)中，主膨脹件可由形狀記憶合金制成，或者由張力隨溫度變化的雙金屬制成。
根據(jù)本發(fā)明，副膨脹件以及主膨脹件都可由形狀記憶合金和張力隨溫度變化的雙金屬制成。因此，可以導(dǎo)致一種對(duì)于響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的溫度變化的整體膨脹的平穩(wěn)的壓力變化。
例如，在主膨脹件和副膨脹件都由形狀記憶合金和張力隨溫度變化的雙金屬制成的情況下，根據(jù)對(duì)單獨(dú)的膨脹件所選擇的材料來(lái)比較由溫度所導(dǎo)致的形狀變化，以使用于主膨脹件的溫度低于用于副膨脹件的溫度，這將在下文說(shuō)明。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部處于低溫狀態(tài)(即內(nèi)燃機(jī)處于低速成和低負(fù)荷狀態(tài))時(shí)，用于整個(gè)膨脹部的壓力只依賴(lài)于主膨脹件的初始張力，因此，具有一個(gè)小的值。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于中間溫度(一個(gè)在低溫狀態(tài)和高溫狀態(tài)之間的溫度，在該溫度下在主膨脹件中導(dǎo)致形狀變化)狀態(tài)時(shí)，由主膨脹件中的相變導(dǎo)致一種向形狀記憶狀態(tài)的形狀變化，該主膨脹件已經(jīng)達(dá)到較長(zhǎng)的周向長(zhǎng)度。然而整個(gè)膨脹部的壓力仍只依賴(lài)于主膨脹件，由主膨脹件的周向長(zhǎng)度變長(zhǎng)的趨勢(shì)所產(chǎn)生的壓力便加到主膨脹件的初始張力上。因此，該值與低溫狀態(tài)中的壓力相比變大了。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)變成高溫(一個(gè)在副膨脹件中導(dǎo)致形狀變化的溫度)狀態(tài)時(shí)，如上所述，便在副膨脹件中出現(xiàn)形狀變化，導(dǎo)致副膨脹件的周向長(zhǎng)度變長(zhǎng)，并從內(nèi)側(cè)擠壓主膨脹件。在該時(shí)刻點(diǎn)，整個(gè)膨脹部的壓力在形狀變化后變得與主膨脹件的壓力和副膨脹件的壓力之和相等。該總的壓力值大于中間溫度狀態(tài)中的壓力值。
如上所述，通過(guò)使主膨脹件和副膨脹件都由形狀記憶合金或雙金屬制成，用于整個(gè)膨脹件的應(yīng)力可在三個(gè)階段中改變。
在本發(fā)明中，線(xiàn)圈膨脹部和板膨脹部的形狀、尺寸(厚度、直徑等等)和材料自然是布置在活塞環(huán)的內(nèi)周表面上的形狀和尺寸，并應(yīng)滿(mǎn)足所需的張力要求。換言之，完全可以從已知的形狀記憶合金或雙金屬中選擇一種在高溫和低溫狀態(tài)中能夠表現(xiàn)出所需張力的材料，并可通過(guò)通用的方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和制造，具有適用活塞環(huán)的內(nèi)周表面的形狀和尺寸的膨脹部可以組合使用，在這方面沒(méi)有特別的限制。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的活塞環(huán)。[第一實(shí)施例]

圖1示出了本發(fā)明活塞環(huán)的一個(gè)第一實(shí)施例，或者更為具體地說(shuō)，是一個(gè)油環(huán)10的橫截面簡(jiǎn)圖，該油環(huán)使用一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件20而安裝到一個(gè)設(shè)置在一個(gè)汽缸1中的油環(huán)槽3中。圖1(a)示出了處于低速-低負(fù)荷狀態(tài)，即處于低溫狀態(tài)中的油環(huán)10；和圖1(b)示出了處于高速-高負(fù)荷狀態(tài)，即處于高溫狀態(tài)中的油環(huán)10。
如圖1所示，本發(fā)明的油環(huán)10包括一個(gè)油環(huán)主體11和一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件20，線(xiàn)圈膨脹件20包括一個(gè)主膨脹件21和一個(gè)由形狀記憶合金制成的副膨脹件22。
在低溫狀態(tài)中，如圖1(a)所示，從構(gòu)成線(xiàn)圈膨脹件20的主膨脹件21和副膨脹件22中，只有主膨脹件21向油環(huán)主體11施加壓力FM。因此，通過(guò)響應(yīng)于整個(gè)活塞環(huán)在低溫狀態(tài)(即FLT＝FM)下所必需具有的張力(FLT)來(lái)設(shè)定主膨脹件21的壓力FM，所產(chǎn)生的過(guò)度摩擦的問(wèn)題便永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。
在高溫狀態(tài)中，如圖1(b)所示，由形狀記憶合金制成的副膨脹件22變形，因此，副膨脹件22在由于周向長(zhǎng)度增加的趨勢(shì)而導(dǎo)致的張力的影響下從內(nèi)表面?zhèn)妊刂睆脚蛎浄较驍D壓主膨脹件21。因此，由膨脹件20施加給活塞環(huán)主體的壓力是主膨脹件的壓力FM和副膨脹件的壓力FS的合力(FM+MS)。通過(guò)按一個(gè)響應(yīng)于整個(gè)活塞環(huán)在高速和高負(fù)荷狀態(tài)(即FMT＝FM+FS)下所必需具有的張力(FMT)的壓力來(lái)設(shè)定該合力，活塞環(huán)在一個(gè)在高速和高負(fù)荷狀態(tài)中出現(xiàn)在汽缸內(nèi)周表面和活塞環(huán)外周的滑動(dòng)表面之間的油膜的壓力下浮起，從而可以防止機(jī)油消耗的急劇增加。
在圖1所示的本發(fā)明的活塞環(huán)10中，副膨脹件22被容納在主膨脹件21的螺旋間隙23中。然而，本發(fā)明并不局限于該構(gòu)形，而是主膨脹件21可以被容納在副膨脹件22的螺旋間隙23中。
不僅是副膨脹件22，而且主膨脹件21也可以由形狀記憶合金制成。在這種情況下，主膨脹件21和副膨脹件22都由形狀記憶合金制成。因此，這些構(gòu)件中的任何一個(gè)都根據(jù)溫度而沿直徑膨脹方向變形。理想的是以一個(gè)低于用于另一個(gè)構(gòu)件(例如，副膨脹件22)的溫度的溫度設(shè)置一個(gè)導(dǎo)致這些構(gòu)件中的任何一個(gè)(例如，主膨脹件21)變形的溫度。
因此，在低溫狀態(tài)中，該過(guò)程與在上述圖1(b)(壓力為FM)的情況相同。當(dāng)溫度達(dá)到中間溫度狀態(tài)(一個(gè)在低溫狀態(tài)和高溫狀態(tài)之間的溫度，在該溫度下主膨脹件變形)的水平時(shí)，主膨脹件21沿一個(gè)增加周向長(zhǎng)度的方向變形，并產(chǎn)生一個(gè)大于初始張力的壓力FM′。在高溫狀態(tài)中，變形沿一個(gè)導(dǎo)致副膨脹件22的周向長(zhǎng)度變大的方向進(jìn)行，并且用于整個(gè)膨脹部的壓力變?yōu)镕M′+FS。
因此，當(dāng)只有副膨脹件由形狀記憶合金制成時(shí)，該膨脹部的整體壓力是包括FM和FM+FS這兩種類(lèi)型中的任一種。相反的是，通過(guò)使主膨脹件也由形狀記憶合金制成，整個(gè)膨脹部的壓力是包括FM、FM′和FM+FS這三種類(lèi)型中的任一種，這允許平穩(wěn)地應(yīng)付溫度變化。
在圖1所示的本發(fā)明的活塞環(huán)10的膨脹部20中，如圖2所示，通過(guò)將主膨脹件21的鄰接部24與副膨脹件22的鄰接部25轉(zhuǎn)換180°，就可以把該組件當(dāng)成是單個(gè)的膨脹環(huán)處理。這免除了對(duì)傳統(tǒng)中使用的連接銷(xiāo)的需要，解決了安裝時(shí)的費(fèi)事操作，并使得可以自動(dòng)組裝該活塞環(huán)。
對(duì)于圖2所示的膨脹部20，如果只解決了安裝時(shí)的問(wèn)題，就不總需要主膨脹件21和副膨脹件22都由形狀記憶合金制成，而可以由傳統(tǒng)材料制成。[第二實(shí)施例]圖3示出了本發(fā)明活塞環(huán)的一個(gè)第二實(shí)施例，其是一個(gè)油環(huán)的橫截面簡(jiǎn)圖，該油環(huán)使用一個(gè)板膨脹件作為膨脹件圖3(a)示出了處于低負(fù)荷狀態(tài)，即處于低溫狀態(tài)中的油環(huán)30；和圖3(b)示出了處于高負(fù)荷狀態(tài)，即處于高溫狀態(tài)中的油環(huán)30。
如圖3所示，本發(fā)明的油環(huán)30包括一個(gè)油環(huán)主體31和板膨脹件40。板膨脹件40包括一個(gè)主膨脹件41和一個(gè)由一種形狀記憶合金制成的副膨脹件42。在本發(fā)明的活塞環(huán)中，如上所述，膨脹件并不局限于線(xiàn)圈膨脹件，而是如圖3所示，通過(guò)使用兩個(gè)重疊的板膨脹件，即使用這些板膨脹件中的一個(gè)作為主膨脹件41，使用另一個(gè)作為由一種形狀記憶合金制成的副膨脹件42，可以得到與圖1中所示的活塞環(huán)的相同的優(yōu)點(diǎn)。
即使在這種情況下，如在上述第一實(shí)施例中那樣，也可以使主膨脹件41由一種形狀記憶合金制成，從而得到與第一實(shí)施例相同的效果。
本發(fā)明的活塞環(huán)并不局限于上述第一和第二實(shí)施例中所述的油環(huán)，而是除了該油環(huán)之外，可以使用任何應(yīng)用了膨脹部的活塞環(huán)，一種氣環(huán)也是適用的。
在本發(fā)明的活塞環(huán)中的膨脹部包括一個(gè)主膨脹件和一個(gè)與該主膨脹件相接合的副膨脹件。
構(gòu)成本發(fā)明的膨脹部的主膨脹件不是特別限制的，一種傳統(tǒng)已知的膨脹件也是適用的。一種線(xiàn)圈膨脹件或一種板膨脹件都是適用的。然而，對(duì)于其中的壓力而言，如上所述需要與副膨脹件建立如下關(guān)系。對(duì)于副膨脹件而言，它可由材料(一種形狀記憶合金和一種雙金屬材料)中的任一種制成。
另一方面，由于副膨脹件布置成與上述主膨脹件相接合，所以需要使用一個(gè)在溫度變化時(shí)在直徑方向上表現(xiàn)出比主膨脹件的變化大的變化的構(gòu)件，即一種在高溫狀態(tài)中具有比在低溫狀態(tài)中增加的周向長(zhǎng)度的材料。
就材料而言，一種形狀記憶合金是優(yōu)選的。更為具體地說(shuō)，一種Ni-Ti合金或一種Ni-Ti-Cu合金是適用的。在這種情況下，當(dāng)理想地是在低溫狀態(tài)和高溫狀態(tài)之間沿直徑方向設(shè)定一個(gè)大的變化時(shí)，推薦使用一種Ni-Ti-Cu合金，并根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工況在一個(gè)70-100℃的范圍內(nèi)設(shè)定一個(gè)相變溫度。
也可以使用一個(gè)構(gòu)成為線(xiàn)圈形或波浪形的副膨脹件，從而通過(guò)疊置兩個(gè)具有不同熱膨脹系統(tǒng)的材料而制成的雙金屬連接表面與活塞環(huán)的徑向一致。[優(yōu)點(diǎn)]根據(jù)本發(fā)明的活塞環(huán)，如上所述，通過(guò)用兩種不同類(lèi)型的膨脹件構(gòu)成該膨脹部，可以使得這些膨脹件中的一個(gè)(主膨脹件)的作用是發(fā)揮與傳統(tǒng)膨脹部相同的效果，并通過(guò)將另一個(gè)構(gòu)件用作為一個(gè)隨溫度在直徑方向上導(dǎo)致變化的構(gòu)件而使得該另一個(gè)構(gòu)件(副膨脹件)具有改變起著與傳統(tǒng)膨脹部相同作用的主膨脹件的壓力的功能。因此，可以對(duì)油環(huán)整體施加一個(gè)響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)的最適合的油環(huán)張力。
通過(guò)使該膨脹部由兩種類(lèi)型的線(xiàn)圈膨脹件構(gòu)成，這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)可以起一個(gè)傳統(tǒng)連接銷(xiāo)的作用。因此，該傳統(tǒng)通用的連接銷(xiāo)變得不必要了，并且可以免除在安裝中的費(fèi)事操作和可將該活塞環(huán)自動(dòng)組裝到活塞環(huán)槽中。
權(quán)利要求
1.一種活塞環(huán)，包括一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)布置在該活塞環(huán)主體內(nèi)周上的線(xiàn)圈膨脹部，所述線(xiàn)圈膨脹部包括兩個(gè)線(xiàn)圈膨脹件，這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。
2.一種活塞環(huán)，其包括一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)布置在該活塞環(huán)主體的內(nèi)周上的膨脹部；所述膨脹部包括一個(gè)主膨脹件和一個(gè)通過(guò)與該主膨脹件接合而布置的副膨脹件；一個(gè)活塞環(huán)被如此構(gòu)成，從而壓力通過(guò)主膨脹件和副膨脹件沿直徑膨脹方向施加到作為一個(gè)整體的膨脹部的活塞環(huán)上，該壓力在高溫狀態(tài)中比在低溫狀態(tài)中大。
3.如權(quán)利要求2所述的活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件都是線(xiàn)圈膨脹件，它們的布置是這樣的，從而這些線(xiàn)圈膨脹件中的一個(gè)被容納在另一個(gè)線(xiàn)圈膨脹件的螺旋間隙中。
4.如權(quán)利要求2所述的活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件都是布置在一條軸線(xiàn)上的板膨脹件。
5.如權(quán)利要求2所述的活塞環(huán)，其中，該主膨脹件和副膨脹件的至少一個(gè)由一種形狀記憶合金或一種張力隨溫度變化的雙金屬制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種活塞環(huán)，其包括一個(gè)活塞環(huán)主體和一個(gè)布置在該活塞環(huán)主體的內(nèi)周上的膨脹環(huán)；該膨脹環(huán)包括兩個(gè)油膨脹環(huán)，其中的一個(gè)油膨脹環(huán)被容納在另一個(gè)油膨脹環(huán)的螺旋間隙中。該膨脹環(huán)如此構(gòu)成，從而沿直徑膨脹方向的壓力在高溫狀態(tài)中比在低溫狀態(tài)中大。該膨脹部包括兩種不同類(lèi)型的膨脹件。這些膨脹件中的一個(gè)具有和那些傳統(tǒng)膨脹部相同的功能，另一個(gè)是一個(gè)其中隨溫度在直徑方向上發(fā)生張力變化的構(gòu)件。因此，具有與那些傳統(tǒng)膨脹部的效果相同的效果的主膨脹件的壓力是可變的。
文檔編號(hào)F16J9/00GK1448627SQ03108639
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者增山哲男, 松嶋伸行 申請(qǐng)人:日本活塞環(huán)株式會(huì)社