[发明专利]组合油环

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装于内燃机活塞的组合油环，更详细来说，本发明涉及一种内燃机用组合油环，其可以有效地防止因发动机润滑油的变性而产生的油泥的附着、堆积、以及其引起的部件间的粘固。 

背景技术

在内燃机中，随着发动机长时间的运转，润滑油受到加热并暴露于漏气(blow-by gas)中，因此润滑油成为了烃的未燃烧产物与油的添加剂的变性物在润滑油中混存的状态。通常将这样的未燃烧产物、油的添加剂的变性物总称为“油泥”。若油泥附着于发动机零件进而堆积，则会使零件磨损或堵塞润滑油的通道等，因而有时会给油环等发动机零件的功能带来故障。 

图1中表示钢制组合控油环(3片式油环)10的截面图。该3片式油环10由一对具有合口的圆环状侧轨11、支撑侧轨11的间隔外胀环(spacer expander)12构成。间隔外胀环12的内周侧形成有耳部13，外周侧形成有支撑侧轨11的突起部16。另外，在连接耳部13与突起部16的部分设置有平坦的基槽(base dent)14。组合间隔外胀环12和侧轨11时，在耳部13、突起部16、基槽14与侧轨11之间形成空间15。 

对于3片式油环10来说，侧轨11因间隔外胀环12的耳部13的角度而受到半径方向及轴方向的分力所推压，从而对汽缸壁面及环槽的上下面发挥密封功能。特别是窄幅化3片式油环，其轴向宽度(即h1尺寸)小，对汽缸壁面的跟随性良好，还具有侧封功能，因而可以降低摩擦损失，即使在低张力条件下也不会增加油耗。然而，对于3片式油环10来说，油泥容易堆积在相对于间隔外胀环12的耳部13为外周侧的基槽14与侧轨11之间的空间15。特别在进行了窄幅化的情况下，侧轨11有可能因堆积的油泥而粘固于间隔外胀环12。若发生粘固，则侧轨11对汽缸内周面的跟随性下降，因此油耗量容易增加。 

作为防止油泥对油环等的附着及堆积的方法，以往以来已研究了利用含氟皮膜等 进行疏液处理。这是通过在油环的表面形成疏油性皮膜来防止润滑油中的油泥的附着的。作为用于疏油处理的含氟皮膜的材料，可以举出聚四氟乙烯、氟代烷基硅烷等。例如专利文献1中提出了一种方法，其通过溶胶-凝胶法由金属醇盐、和利用氟代烷基取代了部分烷氧基(alkoxyl group)的氟代烷基取代金属醇盐形成疏液膜。已知含有氟代烷基的物质具有疏水疏油性。因此，通过设置该在表面上存在氟代烷基的被覆膜，对发动机零件赋予疏液性，试图防止油泥的附着及堆积。专利文献2中公开了一种使含氟皮膜厚膜化以提高防止油泥附着及堆积的效果的技术。为了进行厚膜化，在基材上涂布涂布溶液之前促进氟代烷基取代醇盐的聚合。 

另外，专利文献3中记载了如下技术：在内燃机用部件上被覆具有规定的表面自由能和被覆粗糙度的碳系膜，由此其对沉积物(deposit)(油泥)的排斥性变好，因此沉积物的堆积/粘固受到抑制，性能劣化少且实现了持续高效率的燃烧运转。其中，作为碳系膜，披露了聚丙烯树脂、全氟乙烯丙烯(FEP)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)和氟代烷基硅烷等。 

在专利文献4所述的组合油环中，在间隔外胀环的耳部的剪切面上形成有氮化层，在剪切面以外的间隔外胀环的表面上形成有Ni镀覆皮膜。另外，在间隔外胀环的与侧轨相对的面的最表面和/或侧轨的与间隔外胀环相对的面上，形成有仅由氟系有机物构成的薄膜。此处披露了如下技术：通过形成Ni镀覆皮膜，防止对耳部剪切面以外的面的氮化，因此降低了因氮化层的深度不均而导致的间隔外胀环的张力不均。另外记载有，通过被覆仅由氟系有机物构成的薄膜，可以得到防止油泥附着的效果。需要说明的是，作为具体的氟系有机薄膜的原料，举出了利用氟代烷基取代了部分烷氧基的氟代烷基取代金属醇盐和具有氟代烷基的金属卤化物等。 

作为如上所示的防止油泥的附着及堆积的方法，迄今研究了利用含氟皮膜被覆油环表面的方法。然而，对于以往的皮膜构成来说，难以说其防止油泥附着及堆积的效果是足够的，需求能在长期的运转中不发生粘固、并维持优异的控油性能的内燃机用组合油环。 

专利文献1：日本特开2000-27995号公报 

专利文献2：日本特开平10-157013号公报 

专利文献3：日本特开2006-291884号公报 

专利文献4：日本特开2006-300224号公报 

发明内容

发明要解决的问题 

因此，本发明的目的在于提供一种内燃机用的组合油环，即使在长期的发动机运转中也能够防止油泥的附着及堆积，维持优异的控油性能，并且部件间不会发生粘固。 

用于解决问题的手段