CN1867760A

CN1867760A - 内燃机和缸套安装环

Info

Publication number: CN1867760A
Application number: CNA2004800301855A
Authority: CN
Inventors: 大挂和彦; 山田正树; 佐藤和希
Original assignee: Rikenoptech
Current assignee: Rikenoptech
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: WO2005045222A1; KR20070015109A; EP1679434A4; US20070107689A1; EP1679434A1; US7438037B2; JPWO2005045222A1; CN100497920C; TW200517579A; BRPI0415406A; RU2006116581A

Abstract

一种内燃机，包括：缸体，它有一个或者多个气缸；缸套，呈管状形状并且设置在气缸的内部中；活塞，在缸套内往复运动并且具有由位于活塞顶部和最上部环槽之间的活塞外边缘所形成的顶部环槽脊部分；及缸套安装环，在气缸内形成环形台阶部，环形台阶部伸向缸套的内边缘。缸套安装环以这样的方式设置在缸体或者缸套内，以致缸套安装环的底表面面对缸套的最上部。缸套安装环设置在根据当活塞到达上止点时顶部环槽脊部的上端位置合适的位置上。缸套安装环设定成以0.05mm或者更大到0.5mm或者更小的长度从缸套内边缘沿着向内方向伸出。

Description

内燃机和缸套安装环

技术领域

本发明涉及一种内燃机，内燃机具有用来在缸中形成环形突出部的缸套安装环，尤其地减少了机油消耗量并且可以防止缸套由于来自缸套安装环的压力而掉下。

背景技术

公知的是，活塞环和活塞之间的摩擦损失占整个内燃机的摩擦损失的大部分。近年来，强烈要求减少摩擦损失以提高内燃机的燃料效率。减少活塞环的张紧力是一种减少活塞环摩擦的方法。但是，活塞环的张紧力的减少量与内燃机的机油消耗量相冲突。因此，需要一些能够减少机油消耗量且同时减少活塞环的张紧力的方法。

公知的内燃机如柴油机包括连接到缸套最上部上的防磨环(也称为保护环或者引燃圈)。防磨环刮掉堆在活塞的顶部环槽脊部(位于活塞顶部和最上部环槽之间的外部边缘)上的燃烧产物(碳)。因此，可以防止由于碳和缸套之间的接触而产生的不对称的磨损(碳磨损)，并且可以防止机油上升进入到燃烧室中。因此，机油消耗量减小了(参见专利文献1)

为了减小机油消耗量，因此专利文献2公开一种防止机油扩散到燃烧室中的技术，在这种技术中，当活塞处于上止点上以使机油碰撞在环的底表面上时，环设置在活塞顶部上方。

另一方面，在许多情况下，防磨环主要施加到大排量的发动机如柴油机中。在柴油机中，防磨环被安装到形成在缸套内边缘的最上部的台阶部上。缸套通过锁止在上侧上而固定在缸体的气缸内。因此，如果从上部通过缸盖来挤压和夹紧防磨环，那么缸套不会向下掉落。

专利文献1：日本未审专利申请公开No.11-294255；

专利文献2：日本未审专利申请公开No.8-338301。

发明内容

公知的文献如专利文献1没有考虑防磨环从缸套内边缘伸出的突出量、减少机油消耗量的防磨环的形状等等。但是，当防磨环的突出量减小时，位于防磨环和活塞外边缘之间的间隙增大了。因此，上升进入到燃烧室中的机油量增大了，因此限制机油消耗量的效果不理想。另一方面，当防磨环的突出量太大时，产生了下面问题。

(1)为了提高防磨环的突出量，因此需要减小活塞的顶部环槽脊部的直径。在这种情况下，在活塞下降期间位于顶部环槽脊部的小直径部和缸套内边缘之间的容积(死区容积)变大了。因此，在活塞下降期间，压缩比在死区容积的这部分内改变较大。因此，产生了一些问题如由于燃烧压力的突然减小而导致输出减小、碳氢化合物增多等等。

(2)位于燃烧室侧上的进气门和排气门通常设计来开免防磨环。相应地，当防磨环的突出量增大时，气门的直径成反比减小，因此进气和排气效率变差了。

(3)当防磨环的突出量增大时，也需要增大防磨环的厚度。但是，在这种情况下，根据热膨胀的空间变形也增大了。因此，难以控制活塞间隙。

在专利文献2的结构中，由于环定位在活塞的上止点的上方，因此燃烧室容积增大了，因此压缩比的变化减小了输出。环槽定位在缸的顶端下方，因此在装配时难以插入活塞。此外，具有一些问题：机油和燃料趋于积聚在环的侧隙部分中，随着上止点附近的温度的增大而产生了碳，等等。因此具有实用性的问题。

还可以把具有与防磨环相同的功能的环应用到汽油机中。汽油机的缸套被连续敲打到缸中而没有锁止在缸的上侧上。相应地，在汽油机的情况下，如果具有与缸套外径相同的直径的环设置在上侧上并且通过缸盖夹紧在一起，那么具有这样的可能性：通过环来挤压缸套以从缸套中掉下。

本发明的目的是解决与上述传统技术有关的这些问题。本发明的目的是进一步减小上升进入到具有缸套安装环的内燃机燃烧室中的机油量，该缸套安装环用来在气缸中形成环形突出部。

本发明的另一个目的是防止缸套在固定缸套安装环期间掉落。

第一发明的内燃机包括：缸体，具有一个或者多个气缸；管状缸套，设置在缸的内部中；活塞，在缸套内往复运动；及缸套安装环。位于活塞顶部和最上部环槽之间的活塞的外边缘形成了顶部环槽脊部。缸套安装环以这样的方式设置在缸体或者缸套内，从而可以在缸内形成环形台阶部，该台阶部向着缸套的内边缘伸出。缸套安装环的底表面面对缸套的最上部。缸套安装环设置在根据当活塞到达上止点上时顶部环槽脊部的顶端位置的合适位置上。缸套安装环从缸套内边缘沿着向内方向伸出的突出长度设定成0.05mm或者更大到0.5mm或者更小。

根据第一发明，由于缸套安装环的突出量设置成0.05mm或者更大，因此缸套安装环可以防止机油上升进入到燃烧室中。同时，当活塞到达上止点时，根据活塞顶部环槽脊部的顶端位置来设置缸套安装环，并且缸套安装环的突出量设定成0.5mm或者更小。因此可以把由于增大缸套安装环的突出量而导致的有害效果抑制到最小。

第二发明的特征在于，根据第一发明，环形突出部形成在位于内边缘端的缸套安装环的底表面上，槽部分形成在环形台阶部的下方，该台阶部分位于缸套内边缘和突出部之间。这种结构允许在活塞升高期间所升高的机油排出到上述槽部分中，因此可以进一步抑制机油上升进入到燃烧室中。

第三发明的特征在于，根据上述第二发明，突出部具有锥形形状，它从缸套安装环的底表面和缸套内边缘的交叉点向下倾斜到缸的内部，突出部的锥形表面与缸套内边缘之间所形成的角度为在45度到60度的范围。这可以进一步减小机油上升进入到燃烧室中。

第四发明的特征在于，在上述第一发明中，环形凹槽形成在缸体或者缸套与缸套安装环的接触表面的内径侧上，槽部分形成在环形台阶部的下方，该台阶部位于缸套安装环的底表面和凹槽之间。这种结构使在活塞上升期间所升高的机油排出到上述槽部分中，因此可以进一步减小机油上升进入到燃烧室中。

第五发明的特征在于，根据上述第四发明，凹槽形成锥形，它从与缸套安装环的接触表面向下地倾斜到内径侧，缸套安装环的底表面与凹槽的锥形表面之间所形成的角度为在45度到60度的范围。这可以进一步抑制机油上升进入到燃烧室中。

第六发明的特征在于，根据上述第一到第五发明中的任一个，缸套安装环的外径设置成大于缸套的最上部的外径，锁止台阶部形成在缸体的缸的上部中并且锁住缸套安装环以限制它的向下运动。这种结构可以限制缸套安装环的向下运动。

第七发明的特征在于，根据上述第六发明，当活塞到达上止点时，缸套的最上部定位在最上部环槽的上方，并且它以一个距离设置在锁止台阶部的下方。在这种结构中，缸套安装环不会挤压缸套。

第八发明的特征在于，根据上述第一到第七发明中的任一个，缸套安装环在沿着圆周方向的位置上具有开口部分，这些开口部分以预定距离相互面对，从而借助使相互分开的这些开口部分的张紧力把缸套安装环固定在缸体或者缸套上。

第九发明的特征在于，根据上述第一到第八发明中的任一个，环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在缸套安装环的内边缘上。通过这种结构，在活塞升高期间所升高的机油可以排出到环侧环形槽中，因此可以抑制机油上升进入到燃烧室中。

第十发明的特征在于，根据上述第一到第九本发明中的任何一个，活塞侧环形槽沿着活塞的圆周方向形成在活塞的顶部环槽脊部分上。根据这种结构，在活塞升高期间升高的机油排出到活塞侧环形槽中，因此可以抑制机油上升进入到燃烧室中。

第十一发明的特征在于，根据上述第一到第八发明中的任一个，环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在缸套安装环的内边缘上，并且活塞侧环形槽在这样的位置上沿着活塞的圆周方向形成在活塞的顶部环槽脊部分上，从而在活塞到达上止点时面对环侧环形槽。根据这种结构，机油排出到环侧环形槽和活塞侧环形槽中，因此可以抑制机油上升进入到燃烧室中。特别地，当活塞处于上止点附近时，环侧环形槽面对活塞侧环形槽，这提高了改变气体流从燃烧室到曲轴箱的目的地的捕获效果。

第十二发明的特征在于，根据上述第一到第十一发明中的任何一个，活塞侧环形槽也沿着活塞的圆周方向形成在第二环槽脊部分上。第二环槽脊部分定位在活塞的顶部环槽脊部分和最上部环槽的下方。根据这种结构，在活塞升高期间所升高的机油排出到活塞侧环形槽中，因此可以抑制机油上升进入到燃烧室中。

第十三发明的特征在于，根据上述第九到第十二发明中的任何一个，环侧环形槽和活塞侧环形槽中的至少一个的纵向剖面是V形，因此它的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，它的底表面以这样的方式倾斜，以致当它向下延伸时它远离槽的底部。根据这种结构，可以方便地使机油进入到上述环形槽中，从而提高了改变从燃烧室到曲轴箱的气体流的目的地的捕获效果，因此进一步抑制机油上升进入到燃烧室中。第十三发明的活塞侧环形槽包括形成在顶部环槽脊部分和活塞的第二环槽脊部分的活塞侧环形槽。

第十四发明涉及一种施加到内燃机中的缸套安装环，内燃机包括：缸体，具有一个或者多个气缸，气缸在上部具有锁止台阶部；及管状缸套，设置在气缸内侧。缸套安装环设置在锁止台阶部上，而它的底表面面对缸套的最上部。在设置缸套安装环时，环的内边缘端从缸套内边缘向内伸出到气缸中，以在气缸内侧形成环形台阶部。从当缸套安装环被设置时缸套内边缘的位置到所设置环的内边缘端的长度为在0.05mm到0.5mm的范围。

第十五发明的特征在于，根据上述第十四发明，环形突出部沿着环的内边缘端设置在底表面中，突出部形成锥形，因此在设置环时它从缸套内边缘的位置向着环的内边缘向下地倾斜，突出部的锥形表面与缸套内边缘之间所形成的角度为在45度到60度的范围。

第十六发明的特征在于，根据上述第十四或者第十五发明，缸套安装环在沿着环的圆周方向的合适位置上具有开口部分，这些开口部分以一预定距离相互面对。

第十七发明的特征在于，根据上述第十四或者第十五发明，缸套安装环在沿着环的圆周方向的内边缘上具有环侧环形槽。

第十八发明的特征在于，根据上述第十七发明，环侧环形槽的纵向剖面是V形，因此环侧环形槽的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，它的底表面以这样的方式倾斜，以致当它向下延伸时它远离槽的底部。

发明效果

根据本发明，缸套安装环可以抑制机油上升进入到燃烧室中。尤其地，在槽部分形成在由缸套安装环所形成的环形台阶部下方的情况下，或者在环侧环形槽面对活塞侧环形槽的情况下，抑制效果更加明显。

根据本发明，缸套安装环固定在锁止台阶部上并且没有挤压缸套。因此，如果缸盖与缸体一起来夹紧缸套安装环，那么缸套不会掉落。

附图说明

图1是第一实施例的内燃机的气缸部分的纵向剖视图；

图2是图1的局部放大视图；

图3是曲线图，它示出了缸套安装环的突出量和机油消耗量之间的关系的实验结果；

图4是曲线图，它示出了缸套安装环的底表面的槽部分的角度和机油消耗量的实验结果；

图5是示出了缸套安装环的开口部分的平面视图；

图6是第二实施例的内燃机的气缸部分的纵向剖视图；

图7是图6的局部放大视图；

图8是第三实施例的内燃机的气缸部分的纵向剖视图；

图9是第四实施例的内燃机的气缸部分的纵向剖视图；

图10是曲线图，它示出了第四实施例的内燃机的机油消耗量的实验结果；

图11是示出了第四实施例的改进例子的内燃机结构的视图；及

图12是示出了第四实施例的另一个改进例子的内燃机结构的视图。

具体实施方式

在下文中，参照附图来详细地描述本发明的实施例。

第一实施例的结构

图1和2是第一实施例的内燃机的气缸部分的纵向剖视图。简短地描述第一实施例的内燃机的整个结构，管状缸套1安装到形成在缸体1中的缸中。在缸套2内设置着活塞3，该活塞3沿着缸套2的轴向进行往复运动。活塞3通过连杆4连接到曲轴(未示出)上。活塞3的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。缸盖5通过柱螺栓(未示出)固定在缸体1的顶部上。由缸套2、活塞3和缸盖5所包围成的封闭空间构成了燃烧室6。

多个环槽形成在活塞3的外边缘上。通过每个环槽来垂直地隔开的、活塞3的外边缘被称为环槽脊。活塞环7(压缩环和油环)安装到这些环槽中。外边缘的上端部(顶部环槽脊部分8)设置在活塞顶部和最上部环形槽之间，及活塞顶部被处理成它的直径稍稍小于活塞3的下侧的直径。因此，顶部环槽脊部分8的上端部和活塞顶部不会与后面将描述的缸套安装环9的内径部分相干扰。

在第一实施例的内燃机中，缸体1中的缸的上端部与缸共心地被开槽，以形成锁止台阶部10。缸套安装环9设置在锁止台阶部10上。当活塞3到达上止点时，缸套安装环9设置于其中的位置与顶部环槽脊部8的上端位置相同。在第一实施例中，缸套2的最上部设置在锁止台阶部10的高度上。缸套安装环9的底表面相对地与缸套2的最上部相接触。

缸套安装环9的外径等于或者大于缸套2的最上部的外径。因此，当缸盖5与缸体一起夹紧缸套安装环9时，锁止台阶部10限制缸套安装环9的向下运动。因此，缸套安装环9不会挤压缸套2从而掉下来。

另一方面，缸套安装环9的内径设置成小于缸套2的最上部的内径。因此，缸套安装环9的内边缘从缸套2的内边缘伸向缸的内侧。伸出部分在缸内侧形成了环形台阶部。

缸套安装环9从缸套2的内边缘沿着向内方向伸出的突出部的长度(突出量)设定成0.05mm到0.5mm。缸套安装环9的突出量设定成0.05mm或者更大，因为当突出量小于0.05mm时，机油消耗量由于机油上升进入到燃烧室6中而突然增大了。突出量设定成0.5mm或者更小，因为0.5mm或者更大的突出量产生大量有害的影响，例如降低了进气和排气效率(因为增大死区容积改变了压缩比，并且减小了进气门和排气门的直径)，或者难以控制活塞顶间隙。在突出量为0.05mm到0.5mm的情况下，可以得到抑制机油升高的实际充分效果。更加优选的是，突出量为0.1mm到0.4mm。

图3示出了缸套安装环的突出量和机油消耗量之间的关系的实验结果。在这个实验中使用了水冷四缸1.8L的汽油机。在由铝所形成的缸体中加工锁止台阶部之后，铸铁缸套安装环通过过渡配合设置在锁止台阶部上，并且测量每小时的机油消耗量。对缸套安装环的五个不同突出量即0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm进行测量。在这个实验中，突出部不是形成在缸套安装环的底表面上。其它条件示出在表1中。

表1

样品发动机	水冷四缸1.8L发动机
样品发动机	水冷四缸1.8L发动机	机油粘度	5W-20，SJ级
机油温度	90℃	机油粘度	5W-20，SJ级
机油温度	90℃	转速	6000rpm

如图3所示，当缸套安装环的突出量为0.03mm时，每小时的机油消耗量为35g或者更大。另一方面，在0.05mm到0.5mm的范围内，机油消耗量被减小为从大约15g到25g或者更小。假定机油消耗量随着突出量的增大而进一步减小，但是死区容积等等的增大也产生了更大的影响。因此，突出量的实际上限为0.5mm或者更小。

环形突出部11沿着缸套安装环9的内边缘端形成在第一实施例的缸套安装环9的底表面上。突出部11沿着缸的向内方向从缸套2的内边缘的相应位置向下倾斜。当缸套安装环9设置在锁止台阶部10上时，设置在缸套2的内边缘和缸套安装环9的突出部11之间的槽部分通过缸套安装环9向下地形成在环形台阶部的下方。环形台阶部下方的槽部分形成横截面为三角形的形状。突出部11的锥形表面与缸套内边缘之间所形成的角度(槽部分的角度)设定在从45度到60的范围内。

图4示出了缸套安装环的底表面的槽部分的角度和机油消耗量之间的关系的实验结果。在缸套安装环的突出量上的上述实验设备中，在突出量为0.3mm的缸套安装环中改变突出部的角度。在这个实验中，在每个角度上测量每小时的机油消耗量。在槽部分的四个角度即45度、60度、90度(没有突出部的情况)和120度(缸套安装环的底表面形成向上倾斜的表面的情况)上进行测量。

如图4所示，当突出部形成在缸套安装环的底表面上并且设置60度或者更小的槽部分时，使机油消耗量(大约10g/h)理想地减小了没有突出部(大约20g/h)那种情况下的机油消耗量的一半。当环的底表面形成了向上倾斜的表面上时，机油消耗量增大了(大约30g/h)。

当槽部分的角度设置成小于45度时，机油的循环变差了，因为槽部分的容积减小了。具有这样的可能性即碳趋于积聚在槽部分中。因此，在这种情况下，假设影响随着时间而减小，因此优选的是，槽部分的角度设置成45度或者更大。

在第一实施例中，如图5所示，开口部分14可以沿着环的圆周方向形成在缸套安装环9的一个位置上。缸套安装环9的开口部分14以预定的距离相互面对。在这种情况下，如图5的虚线所示一样，缸套安装环9以这样的方式被固定，从而通过开口部分14的张紧力使相互分开而压靠在锁止台阶部10的外边缘上。因此，可以有利于装配工作和拆卸工作。

尽管它不是特别地受限制，但是优选的是，缸套安装环9由热膨胀系数大于缸体1(或者缸套2)的材料的热膨胀系数的材料形成。在这种情况下，缸套安装环9通过热膨胀紧紧地固定在锁止台阶部10上，因此可以防止由于缸套安装环9中的摆动而产生摩擦磨损。另一方面，在正常温度下，在缸套安装环9的外径和锁止台阶部10的内径之间形成相对较大的间隙，因此可以方便地进行装配工作和拆卸工作。更加具体地说，FC缸套和铝缸套安装环的结合体是优选的，因为环的热膨胀系数大约是缸的材料的两倍。自然，上述结合体只是一个例子，并且结合体不是限制性的。

第一实施例的功能

第一实施例的内燃机如上述那样进行构造。在下文中描述内燃机的功能。

首先，在第一实施例的内燃机中，在工作期间，机油储存在由缸套2、活塞3的顶部环槽脊8和最上部活塞环7所限定出的空间中。储存机油的空间的位置随着活塞3的往复运动而上下运动。当活塞3到达上止点时，作用在机油上的向上惯性力变成最大。

在第一实施例中，缸套安装环9突出伸向缸套2的内边缘，而它以这样的方式来设置，从而在活塞上止点上与顶部环槽脊部8的上端位置相一致。因此，通过活塞环7向上升高的机油碰撞在缸套安装环9的环形台阶部的底表面上。因此，由于可以防止机油上升进入到燃烧室6中，因此可以防止机油扩散到燃烧室6中。

特别在第一实施例中，通过在环形台阶部的底表面上的突出部11向下地形成横截面为三角形形状的槽部分。因此，由于锥形突出部11可以阻止通过活塞环7升高的机油，因此机油可能积聚在槽部分中。相应地，上升进入到燃烧室6中的机油量减小了。顺便说一下，槽部分中的机油通过重力向下返回。

在第一实施例的内燃机中，使缸套安装环9的底表面与缸套2的最上部相接触。但是，通过锁止台阶部10来限制缸套安装环9的向下运动。相应地，当缸套安装环9通过缸盖5和缸体来夹紧时，缸套安装环9不会挤压缸套2从而掉下。

第二实施例的结构和功能

图6和7是第二实施例的内燃机的缸部分的纵向剖视图。在下面的实施例中，与第一实施例相同的标号表示与第一实施例相同的结构，并且它们的描述被省去了。只是描述与第一实施例不同的地方。

在第二实施例中，通过加工缸套2来形成槽部分，而不是通过在缸套安装环9中设置突出部来形成槽部分。在第二实施例中，缸套2的最上部的内径部分被切割成锥形，该锥形从缸套2的最上部(与缸套安装环9的接触表面)向着内径侧向下地倾斜以形成环形槽12。

在装配内燃机时，横截面为三角形形状的槽部分形成在槽12的锥形表面和缸套安装环9的底表面之间。优选的是，缸套安装环9的底表面与凹槽12的锥形表面所形成的角度(槽部分的角度)设置为在45度到60度的范围。

描述第二实施例的功能。由于通过活塞环7升高的机油碰撞在由缸套安装环9所形成的环形台阶部的底表面上，因此可以防止机油上升进入到燃烧室中。一部分机油积聚在槽部分中并且排出，因此上升进入到燃烧室中的机油量被减小了。顺便说一下，积聚在槽中的机油在凹槽12的锥形表面的引导下向下运动。因此，第二实施例的结构可以提供与第一实施例大约相同的效果。

第三实施例的结构和功能

图8是第三实施例的内燃机的缸部分的纵向剖视图。第三实施例具有这样的结构，以致缸套安装环9的底表面与缸套2的最上部相隔开。换句话说，缸套安装环9的底表面只与缸体1的锁止台阶部10相接触。缸套2的最上部向下地设置在缸体1的突出部13之外。缸体1的突出部13伸出到缸套2的内边缘的位置上。第三实施例的缸套2如此地设置，以致在上止点上，缸套2的最上部设置在活塞的最上部环槽的上方。

描述第三实施例的功能。当缸套安装环9通过缸盖5和缸体来夹紧时，缸套安装环9在突出部13与缸套2隔开。因此，缸套不会被挤压落下来。

第四实施例的结构和功能

图9是第四实施例的内燃机的缸部分的纵向剖视图。

在第四实施例中，环侧环形槽15沿着环的圆周方向形成在缸套安装环9的内边缘上。此外，活塞侧环形槽16沿着活塞的圆周方向形成在活塞3的顶部环槽脊部8。当活塞3到达上止点时，活塞侧环形槽16设置到与环形环形槽15相对的位置上。环侧环形槽15和活塞侧环形槽16在纵向剖视图中呈V形。环形槽的上表面从环的内边缘水平地或者向上地倾斜到槽的底部。环形槽的下表面向下倾斜，同时与槽的底部相分开并且从这些底部进行延伸。从进一步提高限制机油升高的效果和捕获效果(这些在后面将描述)的观点来看，优选的是，环侧环形槽15和活塞侧环形槽16的下表面相对于活塞轴线倾斜15度到45度。

在第四实施例中，在活塞升高期间被升高的机油排出到环侧环形槽15和活塞侧环形槽16中，因此可以防止机油上升进入到燃烧室中。环侧环形槽15和活塞侧环形槽16在剖视图中呈V形，并且当活塞3到达上止点时它们相互相对。相应地，当活塞3到达上止点附近时，捕获效果得到提高，其中通过这种捕获效果，向着燃烧室前进的向上气体流被改变成向着曲轴箱前进的向下气体流。因此，可以进一步防止机油上升进入到燃烧室中。排出并且积聚在槽中的机油通过环形槽的锥形表面的导向而向下返回。

如图9B所示一样，环侧环形槽15和活塞侧环形槽16可以形成为当活塞3到达上止点时相互相对，并且突出部11形成在缸套安装环9的底表面上。在这种情况下，环侧环形槽15和活塞侧环形槽16及位于缸套2的内边缘和缸套安装环9的突出部11之间的槽部分的协合作用明显地减小机油消耗量。因此，可以减小活塞环的张紧力或者可以减少一个压缩环。

图10示出了与第四实施例的内燃机的机油消耗量相关的实验结果。在实验中，在第一实施例的上述实验设备中，制备出活塞和本发明的缸套安装环的三种结合体。在5000rpm、5500rpm和6000rpm的情况下，测量每小时的机油消耗量。测量在缸套安装环没有连接的情况下的机油消耗量以作为比较例子，并且使该机油消耗量与本发明的测量结果进行相比。

在下面三种情况下进行实验。(1)在底表面上具有突出部的缸套安装环被连接起来，并且没有形成环侧环形槽15和活塞侧环形槽16(第一实施例)。(2)横截面呈V形的环形槽15和16各自形成在活塞和缸套安装环中(参见图9A)。(3)结合上述(1)和(2)(参见图9B)。缸套安装环的突出量在每种情况下为0.3mm。在(1)和(3)中，槽部分的角度(突出部11的锥形表面与缸套的内边缘之间所形成的角度)设置为50度。在(2)和(3)中，活塞侧和环侧环形槽15和16的上表面是水平的，并且下表面相对于活塞轴线倾斜30度。沿着径向从活塞表面开始的槽深度为1mm(最深部分)，并且槽的高度(沿着活塞的轴向的宽度)为1.5mm。

如图10所示，在情况(2)下的机油消耗量与情况(1)下的机油消耗量大约相同，相对于比较例子，该机油消耗量减少50％到90％。因此，通过横截面呈V形的环形槽15和16各自形成在活塞和缸套安装环中的结构，可以得到与上述第一实施例大约相同的效果。

当结合上述(1)和(2)时，如情况(3)一样，相对于比较例子，机油消耗量减少90％或者更多，相对于情况(1)和(2)中的每一个，进一步减少大约70％。因此，当横截面呈V形的环形槽15和16各自形成在活塞和缸套安装环中并且槽部分形成在缸套安装环的底表面中时，可以得到限制机油消耗量的极大效果。此外，在图10的比较例子中，机油消耗量随着转速的增大而明显增大。但是，在情况(1)到(3)中的每一个情况下，即使转速增大，但是机油消耗量几乎不变。相应地，它表明，在本发明的任何情况下，当转速较高时，限制机油消耗量的效果特别明显。

第四实施例的改进例子

图11和12示出第四实施例的改进例子的内燃机的结构。图11A示出了横截面呈V形的环侧环形槽15形成在缸套安装环9的内边缘上且在活塞3中没有形成环形槽的结构。图11B示出了横截面呈V形的活塞侧环形槽16形成在活塞3的顶部环槽脊部分8中并且在缸套安装环9中没有形成环形槽的结构。图12示出了横截面呈V形的环形槽15和16各自形成在活塞3的顶部环槽脊部8和缸套安装环9中的结构。此外，横截面呈V形的活塞侧环形槽16a形成在活塞3的第二环槽脊部中。优选的是，第二环槽脊部中的活塞侧环形槽16a的底表面相对于活塞轴线倾斜15度到45度，如在顶部环槽脊部中的情况下一样。在上述结构中的每一个中，当活塞升高时，机油排出到槽中，因此可以进一步限制机油上升进入到燃烧室中。

这些实施例的附加情况

在上面参照上述实施例来描述本发明，但是本发明的技术范围不局限于上述实施例。在第一和第二实施例中，例如这些槽可以具有矩形或者半圆形的横截面。此外，突出部或者凹槽的倾斜表面可以是弯曲的。

在第四实施例中，环侧环形槽和活塞侧环形槽的横截面不局限于V形，并且可以是半圆形、矩形、旋转U或者类似形状(在每种情况下省去了图示)。但是，优选的是，环侧环形槽和活塞侧环形槽可以是V形横截面，从而可以得到更优的捕获效果。

此外，在活塞处于上止点上时，第四实施例的活塞侧环形槽的位置不局限于与环侧环形槽相对的位置。例如，在活塞处于上止点时，活塞侧环形槽可以定位在缸套安装环的下方。

此外，还在第一到第三实施例中，活塞侧环形槽可以设置在活塞的第二环槽脊部中，从而可以进一步限制机油上升进入到燃烧室中。

工业实用性

本发明适合于减小由于机油扩散到具有缸套安装环的内燃机的燃烧室中而产生的机油消耗量。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种内燃机，包括：

缸体，具有一个或者多个气缸；

缸套，具有管状形状并且设置在所述气缸的内侧；

活塞，在所述缸套内侧往复运动并且具有由位于活塞顶部和最上部环槽之间的活塞外边缘所形成的顶部环槽脊部分；以及

缸套安装环，形成气缸内侧的环形台阶部，并且以这样的方式设置在所述缸体或者所述缸套内，从而缸套安装环的底表面面对所述缸套的最上部，环形台阶部向着所述缸套的内边缘伸出，其中：

所述缸套安装环设置在根据当所述活塞到达上止点时所述顶部环槽脊部的顶端位置的位置上；

环形突出部，呈锥形形状，从所述缸套连接环的底表面和所述缸套内边缘的交叉点向下地倾斜到气缸的内侧，环形突出部沿着其内边缘端形成在所述缸套安装环的底表面上；

所述突出部的锥形表面和所述缸套内边缘之间所形成的角度为在45度到60度的范围；以及

所述缸套安装环设定成以0.05mm或者更大到0.5mm或者更小的长度从所述缸套内边缘沿着向内方向伸出。

2.一种内燃机，包括：

缸体，具有一个或者多个气缸；

缸套，具有管状形状并且设置在所述气缸的内侧中；

所述缸套安装环设定成以0.05mm或者更大到0.5mm或者更小的长度从所述缸套内边缘沿着向内方向伸出；

环形凹槽形成在所述缸体或者所述缸套与所述缸套安装环的接触表面的内径侧上，及

槽部分形成在所述环形台阶部的下方，从而位于所述缸套安装环的底表面和所述凹槽之间。

3.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述凹槽形成锥形，从而从与所述缸套安装环的接触表面向下地倾斜到内径侧，及

所述缸套安装环的底表面与所述凹槽的锥形表面之间所形成的角度为在45度到60度的范围。

4.如权利要求1-3任一所述的内燃机，其特征在于，环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在所述缸套安装环的内边缘上。

5.一种内燃机，包括：

缸体，具有一个或者多个气缸；

缸套，具有管状形状并且设置在所述气缸的内侧中；

活塞，在所述缸套内侧往复运动并且具有由位于活塞顶部和最上部环槽之间的活塞外边缘所形成的顶部环槽脊部分；及

所述缸套安装环设定成以0.05mm或者更大到0.5mm或者更小的长度从所述缸套内边缘沿着向内方向伸出；以及

环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在所述缸套安装环的内边缘。

6.如权利要求1-5任一所述的内燃机，其特征在于，活塞侧环形槽沿着活塞的圆周方向形成在所述活塞的顶部环槽脊部分上。

7.如权利要求4或者5所述的内燃机，其特征在于，活塞侧环形槽在这样的位置上沿着活塞的圆周方向形成在所述活塞的顶部环槽脊部分上，从而在所述活塞到达上止点时面对所述环侧环形槽。

8.如权利要求1-7任一所述的内燃机，其特征在于，活塞侧环形槽也沿着活塞的圆周方向形成在第二环槽脊部分上，第二环槽脊部分定位在所述活塞的顶部环槽脊部分和最上部环槽的下方。

9.如权利要求4-10任一所述的内燃机，其特征在于，所述环侧环形槽和所述活塞侧环形槽中的至少一个的纵向截面是V形，因此它的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，及它的底表面以这样的方式倾斜，以致当它向下延伸时它远离槽的底部。

10.如权利要求1-9任一所述的内燃机，其特征在于，所述缸套安装环的外径设置成大于所述缸套的最上部的外径，及

锁止台阶部形成在所述缸体的所述气缸的上部中并且锁住所述缸套安装环以限制它的向下运动。

11.如权利要求10所述的内燃机，其特征在于，当所述活塞到达上止点时，所述缸套的最上部定位在最上部环槽的上方，以及

所述缸套的最上部以一个距离设置在所述锁止台阶部的下方。

12.如权利要求1-11任一所述的内燃机，其特征在于，所述缸套安装环沿着圆周方向具有开口部分，这些开口部分以预定距离相互面对，从而通过使相互分开的这些开口部分的张紧力把所述缸套安装环固定在所述缸体或者所述缸套上。

13.一种施加到内燃机中的缸套安装环，内燃机包括：缸体，具有一个或者多个气缸，气缸在上部具有锁止台阶部；和管状缸套，设置在所述气缸内侧，缸套安装环设置在所述锁止台阶部上，而它的底表面面对所述缸套的最上部，在设置缸套安装环时，环的内边缘端从所述缸套内边缘向内伸出到所述气缸中，以在所述气缸内侧形成环形台阶部，其中，

环形突出部沿着环的内边缘端设置在底表面中；

所述突出部形成锥形，因此在设置该环时，它从缸套内边缘的位置向下地倾斜到环的内边缘中；

从当所述缸套安装环被设置时缸套内边缘的位置到所设置环的内边缘端的长度设置为在0.05mm到0.5mm的范围。

14.一种施加到内燃机中的缸套安装环，内燃机包括：缸体，具有一个或者多个气缸，气缸在其上部具有锁止台阶部；和管状缸套，设置在所述气缸内侧，缸套安装环设置在所述锁止台阶部上，而它的底表面面对所述缸套的最上部，在设置缸套安装环时，环的内边缘端从所述缸套内边缘向内伸出到所述气缸中，以在所述气缸内侧形成环形台阶部，其中，

从当所述缸套安装环被设置时缸套内边缘的位置到所设置环的内边缘端的长度设置为在0.05mm到0.5mm的范围；及

缸套安装环沿着环的圆周方向在内边缘上具有环侧环形槽。

15.如权利要求14所述的缸套安装环，其特征在于，所述环侧环形槽的纵向截面是V形，从而环侧环形槽的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，它的底表面以这样的方式倾斜，从而当它向下延伸时它远离槽的底部。

16.如权利要求13-15任一所述的缸套安装环，其特征在于，缸套安装环在沿着环的圆周方向的合适位置上具有开口部分，这些开口部分以一预定距离相互面对。

Claims

1.一种内燃机，包括：

缸体，具有一个或者多个气缸；

缸套，具有管状形状并且设置在所述气缸的内侧；

缸套安装环，形成在气缸内侧的环形台阶部，并且以这样的方式设置在所述缸体或者所述缸套内，从而缸套安装环的底表面面对所述缸套的最上部，环形台阶部向着所述缸套的内边缘伸出，其中：

所述缸套安装环设置在根据当所述活塞到达上止点时所述顶部环槽脊部的顶端位置的位置上；以及

2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，环形突出部形成在沿着其内边缘端的所述缸套安装环的底表面上，及

槽部分形成在所述环形台阶部的下方，从而位于所述缸套的内边缘和所述突出部之间。

3.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述突出部形成锥形形状，从而从所述缸套安装环的底表面和所述缸套内边缘的交叉点向下倾斜到气缸的内侧，及

所述突出部的锥形表面与所述缸套内边缘之间所形成的角度为在45度到60度的范围。

4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，环形凹槽形成在所述缸体或者缸套与所述缸套安装环的接触表面的内径侧上，及

5.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于，所述凹槽形成锥形，从与所述缸套安装环的接触表面向下地倾斜到内径侧，以及

6.如权利要求1-5任一所述的内燃机，其特征在于，所述缸套安装环的外径设置成大于所述缸套的最上部的外径，及

7.如权利要求6所述的内燃机，其特征在于，当所述活塞到达上止点时，所述缸套的最上部定位在最上部环槽的上方，及

8.如权利要求1-7任一所述的内燃机，其特征在于，所述缸套安装环沿着圆周方向具有开口部分，这些开口部分以预定距离相互面对，从而通过使相互分开的这些开口部分的张紧力把所述缸套安装环固定在所述缸体或者所述缸套上。

9.如权利要求1-8任一所述的内燃机，其特征在于，环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在所述缸套安装环的内边缘上。

10.如权利要求1-9任一所述的内燃机，其特征在于，活塞侧环形槽沿着活塞的圆周方向形成在所述活塞的顶部环槽脊部分上。

11.如权利要求1-8任一所述的内燃机，其特征在于，环侧环形槽沿着环的圆周方向形成在所述缸套安装环的内边缘上，以及

活塞侧环形槽在这样的位置上沿着活塞的圆周方向形成在所述活塞的顶部环槽脊部分上，从而在所述活塞到达上止点时面对所述环侧环形槽。

12.如权利要求1-11任一所述的内燃机，其特征在于，活塞侧环形槽也沿着活塞的圆周方向形成在第二环槽脊部分中，第二环槽脊部分定位在所述活塞的顶部环槽脊部分和最上部环槽的下方。

13.如权利要求9-12任一所述的内燃机，其特征在于，所述环侧环形槽和所述活塞侧环形槽中的至少一个的纵向截面是V形，从而它的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，及它的底表面以这样的方式倾斜，以致当它向下延伸时它远离槽的底部。

14.一种施加到内燃机中的缸套安装环，内燃机包括：缸体，具有一个或者多个气缸，气缸在上部具有锁止台阶部；和管状缸套，设置在所述气缸内，缸套安装环设置在所述锁止台阶部上，而它的底表面面对所述缸套的最上部，在设置缸套安装环时，环的内边缘端从所述缸套内边缘向内伸出到所述气缸中，以在所述气缸内形成环形台阶部，其中，

从当所述缸套安装被环设置时缸套内边缘的位置到所设置环的内边缘端的长度设置为在0.05mm到0.5mm的范围。

15.如权利要求14所述的缸套安装环，其特征在于，环形突出部沿着环的内边缘端设置在底表面中；

所述突出部形成锥形，因此在设置环时它从缸套内边缘的位置向着环的内边缘向下地倾斜，及

16.如权利要求14或者15所述的缸套安装环，其特征在于，缸套安装环在沿着环的圆周方向的合适位置上具有开口部分，这些开口部分以一预定距离相互面对。

17.如权利要求14-16任一所述的缸套安装环，其特征在于，缸套安装环在沿着环的圆周方向的内边缘上具有环侧环形槽。

18.如权利要求17所述的缸套安装环，其特征在于，所述环侧环形槽的纵向截面是V形，因此环侧环形槽的顶部表面水平地或者向上地倾斜到槽的底部，它的底表面以这样的方式倾斜，以致当它向下延伸时它远离槽的底部。