用于往复式发动机的活塞组件的制作方法_3

16或燃料-空气混合物82从燃烧室14泄漏，以及/或者有利于保持适当的压力，以使得膨胀的热燃烧气体能够使活塞20进行往复运动。此外，顶部环44大体有利于刮掉润滑剂(例如，油)，润滑剂涂覆在内部环形壁28上，并且控制例如发动机10内的热和/或摩擦。因而，保持顶部环44和内部环形壁28之间的接触是合乎需要的。但是，如下面更详细地论述的那样，来自燃烧室14的燃烧气体接触顶部环44的外部面90 (例如，外部周向面)，并且施加驱动顶部环44沿径向向内(例如，沿着径向轴线36)远离缸体26的内壁28的力。因此，可提供径向通道100 (例如，通路、沟槽、凹槽等)，以使顶部环44稳定，以及/或者使得顶部环44能够保持与缸体26的内部环形壁28接触，如下面更详细地论述的那样。
[0040]图3是活塞20的实施例的一部分的侧视图，其具有形成于活塞20的顶部槽脊40中的径向通道100。如显示的那样，径向通道100形成到朝轴向表面101 (例如，环形表面)中，或者沿着它形成，朝轴向表面101对应于顶部槽脊40的底表面和顶部凹槽42的上表面(例如，顶表面或顶部周边)两者。径向通道100可从活塞20的顶部槽脊40的外表面80沿径向向内(例如，沿径向方向36)延伸。如显示的那样，径向通道100朝顶部凹槽42开口，而且顶部环44和朝轴向表面101之间的轴向距离102可围绕顶部环44沿周向(例如，沿着周向轴线38)改变(例如，如由第一轴向距离102和第二轴向距离103显示的那样，第二轴向距离103大于第一轴向距离102，并且与径向通道100 —致)。理想的是，朝轴向表面101和顶部环44之间的第一轴向距离102可构造成使得顶部环44由于发动机10的运行期间的高温和高压而能够有一些程度的膨胀和收缩，同时阻止环过多地提升或摆动。因而，径向通道100有利于来自腔体30(在图2中显示)的燃烧气体沿着径向通道100传送，以降低顶部环44上的压力梯度(例如，基本使压力梯度平衡)，而且还可使得能够最大程度地减小第一轴向距离102，以限制环提升。
[0041]如上面提到的那样，在发动机10中使用的润滑油和某些燃料可产生碳沉积物。这样的碳沉积物可粘附到发动机10的各种部件上。但是，径向通道100可具有使得气体能够可靠地传送通过径向通道100 (例如，径向通道100未被碳沉积物阻塞)的形状和/或尺寸(例如，宽度、直径、横截面积和/或容积)。特别地，径向通道100可具有任何适当的横截面形状。如显示的那样，径向通道100具有弯曲横截面(例如，径向通道100是径向槽口，其具有弯曲壁104，诸如半圆形弯曲壁104)。在一些实施例中，这种弯曲和/或在弯曲壁104中缺少尖的角或拐角可最大程度地减少油粘附在径向通道100内，以及/或者有利于油从径向通道100中流出。
[0042]另外，径向通道100可具有任何适当的尺寸。如显示的那样，径向通道100具有宽度105 (例如，直径)。以示例的方式，径向通道100的宽度105可为大约1-10毫米(mm)、2_8mm或3-5 mm。在一些实施例中，径向通道100的宽度105可小于大约10 mm、8 mm、6 mm、4mm或2 mm。以另一个示例的方式，径向通道100的宽度105可为膛孔直径的大约2%(在图4中显示)。在某些实施例中，径向通道100的宽度105可为膛孔直径的大约0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10% 或更多(在图 4 中显示)。
[0043]在某些实施例中，径向通道100的宽度105可为膛孔直径的0.5-5%, 1-4%或
2-3%(在图4中显示)。在某些实施例中，径向通道100的宽度105可为活塞直径106的大约2%。在某些实施例中，径向通道100的宽度105可为活塞直径106的大约0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或更多。在某些实施例中，径向通道100的宽度105可为活塞直径106的0.5-5%、1-4%或2-3%。这样的尺寸可最大程度地减小径向通道100和润滑油之间的粘附，从而使得油能够从径向通道100中流出，以及/或者阻止碳沉积物在径向通道100内形成。另外或备选地，这样的尺寸可使得燃烧气体能够在存在一些量的碳沉积物的情况下可靠地传送。另外，发动机10内的高温和高压状况可有利于未完全燃烧的燃料和/或油碳化。因而，径向通道100可定位在发动机10的较低温的区域中，以限制碳沉积物在径向通道100内形成，如下面更详细地论述的那样。
[0044]考虑到前述内容，图4是活塞组件25的实施例的一部分的侧视横截面图，其有定位在活塞20的顶部凹槽42内的顶部环44。顶部环44在向下冲程期间沿着缸体26的内部环形壁28刮掉油。外表面90构造成接触内壁28，以形成密封点114 (例如，环形密封件)。燃烧气体流向顶部环44的外部面90，如箭头116显示的那样，并且因而，产生沿径向向内(例如，沿径向方向36)驱动顶部环44的径向向内力118。在顶部环44的顶面110和顶部凹槽42的朝轴向表面101之间提供的环形间隙120可使得顶部环44在顶部凹槽42内能够有一些膨胀(例如，热膨胀)。但是，间隙120无法使得燃烧气体能够高效地传送到顶部环44的径向内部面124 (例如，内部周向面)，因为大体合乎需要的是最大程度地减小顶部环44的顶面110和朝轴向表面101之间的第一轴向距离102 (例如，环形间隙)，例如为了控制环摆动和/或环提升，以及保持环稳定性。
[0045]如上面论述的那样，公开的实施例包括一个径向通道100，径向通道100构造成有利于燃烧气体传送到顶部环44的内部面124附近的空间130。空间130可定位在顶部环44的内部面124和顶部凹槽42的内表面131 (例如，内部环形壁)附近，或者由它们限定。在这样的情况下，朝轴向表面101和顶部环44围绕顶部环44的周边的大部分分开第一距离102，因而控制环摆动和/或环提升，同时容许燃烧气体从腔体30中流出，以及沿着径向通道100流到空间130中，如箭头132显示的那样。因而，顶部环44上的压力梯度可减小(例如，环形外部面90和内部面124之间的压力梯度)，并且燃烧气体可施加径向向外力134，径向向外力134沿径向向外(例如，沿着径向轴线36)驱动顶部环44，以对抗对顶部环44的外部面90施加的径向向内力118。
[0046]虽然可围绕顶部环44的周边在离散位置处提供多个径向通道100，以将燃烧气体传送到空间130，但这种构造可增加缝隙容积136 (例如，顶部环44和顶部槽脊40之间的空间的总容积)，而且使得增加的未燃烧的燃料流能够通过缝隙容积136。增加的未燃烧的燃料流通过缝隙容积136又可降低发动机10的效率和/或增加排放。另外，随着径向通道100的宽度105减小，径向通道100被碳沉积物阻塞的可能性大体提高，以及/或者径向通道100将燃烧气体传送到空间130的可靠性大体降低。以示例的方式，宽度105小的一个或多个径向通道100不可提供耐久可靠的燃烧气体传送。以额外的示例的方式，用于可靠地传送燃烧气体的宽度105较大的多个径向通道100可增加缝隙容积136，并且降低发动机效率。因此，目前的实施例包括具有使得能够可靠地传送燃烧气体，以稳定顶部环44和/或限制流过缝隙容积136的未燃烧的燃料的尺寸的一个径向通道100。如上面提到的那样，在示例性实施例中，径向通道100的宽度105为膛孔直径138的大约2%或活塞直径106的大约2%。在某些实施例中，直径105可为膛孔直径138或活塞直径106的大约0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或更多。在某些实施例中，直径105可为膛孔直径138或活塞直径106的0.5-5%、1-4%或2-3%。如上面提到的那样，在某些实施例中，可提供不止一个径向通道100，它们各自具有最小阈值宽度(例如，径向通道100的宽度105可为大约1-10毫米(mm)、2_8 mm或3_5 mm)，以最大程度地减少碳沉积物在各个径向通道100内形成，并且可限制径向通道100的数量和尺寸，以使得总缝隙容积136 (例如低于)在预定阈值之内，例如为了限制发动机效率的改变。
[0047]图5是活塞组件25的实施例的一部分的侧视横截面图，其具有形成于顶部环44中的径向通道100。如显示的那样，径向通道100形成于顶部环44的顶面110中。形成于顶部环44中的径向通道100可沿径向向内(例如，沿径向方向36)从外部面90延伸到顶部环44的内部面124。顶部环44和朝轴向表面101之间的轴向距离102可围绕顶部环44沿周向(例如，沿着周向轴线38)改变(例如，如第一轴向距离102和第二轴向距离103显示的那样，第二轴向距离103大于第一轴向距离102，并且与径向通道100 —致)