100的形状)，以减小发动机10内的摩擦，如，顶环44与缸26的内壁28之间的摩擦。顶环44的不同轮廓和/或径向通道100的不同体积例如可实现控制横跨顶环44的压力梯度来阻止径向环溃缩和/或减小摩擦。例如，当密封点114与底面112之间的轴向距离158减小时，横跨顶环44的底部152的压差力也可减小。因此，顶环44可保持与缸26的内壁28的接触，同时顶环44与缸26的内壁28之间的摩擦还可通过调整顶环44的轮廓和/或几何形状来控制。在一些实施例中，在中间部分140构造成形成与缸26的内壁28的密封点114的情况下，中间部分140可关于顶面110定位在顶环44的高度118的大约60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%或更大处。此外，如上文所述，外面90的上部150可关于缸26的内壁28定位成任何适合的角，如，大约1、1.5、2、3、4、5度或更大。在一些实施例中，角115可在大约1到15度、1.25到10度或1.5到5度之间。
[0045]图6示出了具有形成在顶环44中的径向通道100和形成穿过活塞20的端环槽脊40的轴向通道160的活塞20的实施例。在某些实施例中，径向通道100可沿顶环44的顶面110形成，并且/或者轴向通道160可穿过活塞20的端环槽脊40提供。除了形成于活塞20的端环槽脊40中的径向通道100，例如，如图2-5中所示之外或作为其备选，可提供此类通道。
[0046]如所示，形成在顶环44中的径向通道100可从部分锥形的环形外面90沿径向向内(例如，沿径向方向36)延伸至顶环44的内面124。径向通道100可增大在顶环44的顶面110与顶槽42的上表面101之间沿与径向通道100重合的半径104的轴向距离102。因此，如由箭头162所示，径向通道100可便于燃烧气体从腔30流至内面124附近的空间130。如上文所述，气体传递至空间130可控制锥形环形外面90与顶环44的内面124之间的压差，并且因此使得具有锥形或部分锥形的环形外表面90的顶环44能够保持与缸26的内壁28接触。
[0047]此外，示出了轴向通道160，其沿轴向方向34从活塞20的顶部表面161延伸穿过端环槽脊40至空间130。因此，轴向通道160可便于燃烧气体从燃烧室12如箭头166所示流至内面124附近的空间130。如上文所述，气体传递至空间130可控制外面90与顶环44的内面124之间的压差，并且因此使得具有锥形或部分锥形的环形外表面90的顶环44能够保持与缸26的内壁28接触。
[0048]如上文阐述，径向通道100和/或轴向通道160可有助于平衡压力或产生顶环44的内面124与顶环44的外面90之间的压差，从而有助于相对于缸26沿径向向外偏置顶环44，例如以阻止径向环溃缩和/或渗漏。此外，顶环44、径向通道100和/或轴向通道160可构造成阻止径向环溃缩和渗漏，同时还限制发动机10的各种构件之间的摩擦。尽管在发动机10内的各种位置处示出了径向通道100和/或轴向通道160，但应当理解的是，径向通道100和/或轴向通道160可定位在任何适合的位置，以便于将燃烧气体传递至顶环44的内面124附近的空间130。此外，可提供任何适合数量的径向通道100和/或轴向通道160。例如，可提供1，2，3，4，5，6，7，8，9，10个或更多个径向通道100，并且/或者可提供1，2，3，4，5，6，7，8，9，10个或更多个轴向通道160。顶环44中的径向通道100、顶槽42的上表面101中的径向通道100和/或轴向通道160可在围绕活塞20的周边的离散位置处间隔开，并且在一些情况下，可以以一致的距离与彼此间隔开。此外，除本文中公开的径向通道100和/或轴向通道160之外，可使用各种低摩擦涂层。
[0049]公开的实施例的技术效果包括提供用于控制燃烧气体经由通道(如，径向通道100和/或轴向通道160)在发动机10内分配的系统。例如，燃烧气体可相对于活塞组件的顶环44的锥形或部分锥形的环形外表面90施加压力。形成在端环槽脊40中或顶环44中的径向通道100可将燃烧气体传递至顶环44的内表面124附近的空间130，因此控制锥形外面90与内面124之间的压力梯度，并且使得具有锥形或部分锥形的环形外面90的顶环44能够保持与缸26的内壁28接触。此类构造还可有利地减少油消耗、排放物、渗漏、径向环溃缩和/或发动机10内的摩擦。
[0050]该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于往复式发动机的动力缸系统，包括: 具有内壁且限定腔的缸； 活塞，其设置在所述缸内并且构造成以往复方式在所述缸内移动； 最顶端槽，其围绕所述活塞在所述活塞的端环槽脊下方沿周向延伸，其中所述最顶端槽由顶部表面、底部表面和在所述顶部表面与所述底部表面之间延伸的内表面限定； 设置在所述最顶端槽内的环，其中所述环包括设置成邻近所述最顶端槽的所述内表面的内面和与所述内面相对的外面，其中所述外面包括锥形轮廓，并且构造成在所述活塞在所述缸内移动时接触所述缸的所述内壁；以及 形成在所述端环槽脊或所述环的上面中的一个或更多个通道，其中所述一个或更多个通道构造成使得燃烧气体能够从所述腔流至所述最顶端槽的所述内表面与所述环的所述内面之间的空间。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或更多个通道中的至少一些在一个或更多个离散位置处延伸到所述最顶端槽的上表面中。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或更多个通道中的至少一些在所述最顶端槽的所述顶部表面中沿径向延伸至所述空间。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或更多个通道中的至少一些沿轴向延伸穿过所述活塞的所述端环槽脊至所述空间。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环的半径从所述环的顶面增大至底面，所述底面构造成接触所述最顶端槽的所述底部表面。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环的所述外面定位成关于所述缸的所述内壁成大于大约1.5度的角。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述顶环的所述外面接触所述缸的所述内壁的密封点定位在所述环的顶面与底面之间，并且其中所述环包括所述密封点与所述环的所述底面之间的缺口，所述底面构造成接触所述最顶端槽的所述底部表面。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述密封点定位成离所述环的所述顶面有第一轴向距离，并且所述第一轴向距离为所述环的高度的大约百分之75到百分之99。9.一种用于往复式发动机的动力缸系统，包括: 活塞，其具有围绕所述活塞沿周向延伸的最顶端槽，其中通向所述最顶端槽的一个或更多个通道围绕所述最顶端槽沿周向间隔开，并且从所述活塞的外周向内延伸；以及 定位在所述最顶端槽中的环，其中所述环包括顶面、底面、周向内面和周向外面，所述周向外面具有所述顶面与所述底面之间的锥形轮廓，其中空间限定在所述最顶端槽的一部分与所述环的所述周向内面之间，并且与所述一个或更多个通道流体连通。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述一个或更多个通道包括所述活塞或所述环或它们的组合中的一个或更多个径向通道。
【专利摘要】一种用于往复式发动机的动力缸系统包括具有围绕活塞沿周向延伸的最顶端槽的活塞。最顶端槽包括围绕最顶端槽沿周向间隔开且从活塞组件的外周向内延伸的一个或更多个通道。系统还包括定位在最顶端槽中的环，环包括前面、底面、周向内面和在顶面与底面之间渐缩的周向外面。空间限定在最顶端槽的一部分与环的周向内面之间，并且空间与一个或更多个径向通道流体连通。
【IPC分类】F02F3/00
【公开号】CN105275659
【申请号】CN201510307846
【发明人】R.J.唐纳赫
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年6月8日
【公告号】EP2952785A1, US20150354497