[发明专利]用于优化一个活塞环组的功能的方法以及适用的活塞环组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化一个往复活塞式内燃机特别是一个二冲程大型柴油机的一个活塞的一个包括多个上下重叠设置的活塞环的活塞环组的功能的方法，该活塞环组在活塞的每个工作冲程中从上面遭受在由活塞限定的工作空间中产生的燃烧压力并且从下面遭受在活塞下面存在的压力，其中在活塞环组的区域内，从工作空间漏出的气体存在一种泄漏。

本发明还涉及一种活塞环组，它特别适用于实施所述方法。

背景技术

来自工作空间的气体在活塞环的区域内存在的泄漏还导致活塞环以气体压力的径向加载，这是符合要求的，以便使活塞环沿径向方向膨胀继而实现活塞的一种径向稳定。但另一方面，燃烧气体从工作空间的泄漏导致功率损失。实践中使用的活塞环可以分成两组，亦即分成开口的活塞环和所谓的气密的活塞环。在一种开口的活塞环中，其端部彼此隔开距离，从而产生一个开口，它形成一个从上向下延伸的用于泄漏气体的流动通路。该流动通路随着活塞环的渐增的磨损继而随着活塞环的渐增的扩张变得越来越大。气密的活塞环具有按照槽和榫方式相互嵌入的端部，从而产生一个封闭的环绕的圆周。为了在这里能够实现一种气体泄漏，可以为气密的活塞环配置连接其上面与下面的流动通路，例如以圆周侧的凹槽的形式。

在一种在EP 0 742 875 B1中说明的活塞环组中，只有最上面的活塞环构成为气密的活塞环，它为了得到从工作空间漏出的气体的一种受控的泄漏，该活塞环设有一些圆周侧的凹槽。其余的活塞环可以构成为开口的活塞环。在一种此类型的设置中，最上面的、气密的活塞环的泄漏可能性相对于处于下面的活塞环是最受限制的。与之相应地在该活塞环中，在其上面与在其下面上存在的压力之间的差值也是最大的。因此根据经验，该活塞环比其余的活塞环更快地磨损。另一方面，由于在开口的活塞环中通过环端部的距离分别形成的流动通路相对于气密的活塞环的泄漏凹槽是较大的，从而产生一种较快的压力平衡并且泄漏气体可以迅速地向下流走，这导致，下面的活塞环只以不大的时间上的间隔遭受其最大的压力负荷，这导致提供的总能量的一种不好的利用。加上开口的净宽度随着渐增的磨损而渐增，这还要加剧上述现象并且导致一种在活塞环组的使用时间期间渐增的功率损失。

在列举的EP 0 742 875 B1中还描述了一种具有多个气密的活塞环设置，活塞环具有圆周侧的泄漏凹槽。借此虽然可达到最上面的活塞环的一定的卸载。但接连的、气密的活塞环构成为相同的。因此在这些活塞环上发生的泄漏或多或少是相同的。因此为了优化整个活塞环组的功能，对在各个活塞环上产生的泄漏可能性的一种单独的影响在这里是不可能的。

这也适用于由JP 58 167 860 A显而易见的活塞环组。所列举的JP58 167 860 A示出一种具有一个活塞环组的活塞，活塞环组只由一些气密的活塞环构成，其中为了最上面的活塞环的卸载，上下重叠设置的活塞环凹槽经由活塞侧的孔相互连接。在上下重叠设置的活塞环凹槽之间的每一连接在此不管怎样都包括一些孔，从而这样形成的在涉及的活塞环上泄漏可能性同样基本上是相同的。在各个活塞环上可能的泄漏继而在各个活塞环上有效的压力降与各个活塞环的单独的负荷和磨损状况的一种单独的匹配和因此整个活塞环组的功能的一种优化在这里也是不可能的。除此之外，在活塞侧从活塞环凹槽通向活塞环凹槽的各孔从外面既不是可检查的又不是为了清洁可接近的。

发明内容

由此出发因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的方法，它能够实现活塞环组的功能的一种优化。另一目的在于，提供一种适用于此的活塞环组。

按照本发明，关于方法的目的这样达到，即在活塞环组的全部活塞环上允许从工作空间漏出的气体的一种受控的、与具有开口的活塞环的设置相比较少的泄漏，针对每个活塞环单独地安排所述泄漏，其中一种特别的实施形式可以在于，分别允许的泄漏从最邻近工作空间的活塞环开始一直到离工作空间最远的活塞环渐减。

按照本发明，另外的关于活塞环组的目的这样达到，即为活塞环组的全部活塞环配置分别单独安排的、连接在每个活塞环上面和下面的空间的气体泄漏通路，这些气体泄漏通路具有与活塞环开口相比较小的总横截面，其有效横截面在涉及的活塞环耗损的情况下保持恒定，其中一种特别的实施形式可以在于，通过分别为一个活塞环配置的气体泄漏通路构成的、自由的总流动横截面的大小从最上面的活塞环开始向下以单独匹配的等级渐减。