CN100447396C - 活塞环斜插封口密封气环组合 - Google Patents

Abstract

本发明活塞环斜插封口密封气环组合，包括弹性的带有开口的两道气环环体、两个斜插连接的封口片，每道气环端开口处两侧有斜向切槽，这两个封口片分别与每道气环端开口处其中一端的切槽紧密连接，其凸出的斜向封口片能顺利的插入另一端的切槽内，在环端开口处，从开口侧立面看，两道环的对应斜向切槽是通槽且呈“八”字形，斜插封口片从环体表面通插到环底面的外圆边线，按照原来传统环的方式安装活塞环斜插封口密封气环组合既可密封活塞环端开口处存在的轴向漏气和径向漏气，同时还可挡住燃烧爆炸后活塞回退时燃烧的高温气体向下串入，降低活塞的温度，最终起到节省油耗、增加动力、提高压缩比、减少噪音、减少积碳和环境污染的功能。

Description

活塞环斜插封口密封气环组合

技术领域

本发明涉及一种燃烧发动机的活塞气环密封装置，具体地说，涉及一种燃烧发动机的活塞环斜插封口密封气环组合。

背景技术

目前，内燃机活塞的裙部上通常开有三道活塞环槽，用于安装密封缸体中高压燃气的活塞环，每道环槽中安装一个活塞环。一般从活塞顶部往下分别是一道气环、二道气环、组合油环，一道气环和二道气环组合安装起来形成迷宫式漏气通道用于密封活塞缸内的高压燃气。活塞环密封气环是有开口的弹力环，漏气通道主要是环端开口处的轴向漏气和径向漏气通道；至于环外圆端面和气缸壁间的缝隙漏气靠活塞环的弹力使环外圆端面和缸壁贴合紧密度的大小来决定，是任何形式的活塞环密封气环都不能完全避免的。

围绕减少主要漏气——活塞环密封气环端开口处的轴向漏气和径向漏气的问题，在这100多年来人们绞尽了脑汁想尽办法都没有太大的改变。目前的改进技术，大都集中在环体的材质和表面处理上使它热变形小及耐磨性能好方面，对气环端开口处的主要的轴向漏气和径向漏气的问题是靠改变气环端开口处的搭接形式或者在气环端开口处安装封口片的方式及组合起密封，经过实践检验，改变环端开口处的搭接形式由于受加工条件的限制造成重叠搭接长度不够或者制造难度大很难产业化推广，所以目前主要采用在气环端开口处切槽、安装封口片的方式来密封气环漏气通道问题。

在安装有封口片的活塞环气环结构中，现有技术中，如：专利ZL94230842.5所公开的技术，采用的是直封口片与活塞环气环组合的形式来密封活塞环结构上在遮挡垂直漏气上好于传统环，但侧向漏气通道加长了，比传统环效果要差；ZL03233795.7也是采用的是直封口片与活塞环气环组合的形式来密封活塞环，在遮挡侧向漏气方面比传统还好，但在遮挡垂直漏气通道方面不比传统好；从专利ZL200630010801.2，公开的图片中可以看出，活塞环采用的是斜插封口片，但由于环端开口的斜插封口片是采取的外高内低的漏斗状结构，在压缩过程中，高压混合燃气会顺着斜置的封口片加速从漏斗口进入，况且其斜插封口片在环内圆立面没有插到环的底面，从漏斗口进入的高压气体会从封口片下面漏掉进入下一个同样的循环之中，不能挡住燃烧爆炸后活塞回退时燃烧的高温气体向下串入，导致润滑油过早污染和失效，还是不能彻底有效的解决轴向和径向的密封问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既具有良好的密封性能，又能挡住燃烧爆炸后活塞回退时燃烧的高温气体向下串入曲轴箱，避免润滑油过早污染和失效的新型斜插封口活塞密封气环组合。

为了解决上述技术问题，本发明活塞环斜插封口密封气环组合包括弹性的带有开口的两道气环环体、两个斜插连接的封口片，每道气环端开口处两侧有斜向切槽，这两个封口片分别与每道气环端开口处其中一端的切槽紧密连接，其凸出的斜向封口片能顺利的插入另一端的切槽内，其中，活塞环密封气环的环端开口处，从开口侧立面看，两道环同侧的对应切槽是通槽，呈“八”字形，斜插封口片从环体表面通插到环底面的外圆边线。

进一步，限定所述“八”字形切槽的形状，从开口侧立面看，两道环同侧的对应切槽是通槽为内“八”字形切槽。

进一步，限定所述“八”字形切槽的形状，从开口侧立面看，两道环同侧的对应切槽是通槽为外“八”字形切槽。

进一步，限定开口两侧的斜向切槽宽度，并限定封口片安装的具体槽，使所述的每道气环端开口两侧的斜向切槽宽度不同，斜插封口片连接在槽宽度小的槽内。

进一步，限定“八”字形切槽的起始具体位置和终止的具体位置，具体限定为从开口侧立面看，所述“八”字形切槽的一端在环的其中一个表面上，另一端在环外立面与环另一个表面的交线上。

更进一步限定限定“八”字形切槽的起始具体位置和终止的具体位置，从开口侧立面看，所述“八”字形切槽的一端在环的其中一个表面上的环内圆线向环外圆线方向、环宽度的1/2的范围内，另一端在环外立面与环另一个表面的交线上。

通过把第一道气环和第二道气环的环端开口处斜向切通槽和安装封口片，且两道环的同侧切槽方向呈“八”字形方式组合安装两道气环的结构，在只增加少量的成本的条件下既可解决活塞环的轴向漏气和径向漏气的大问题，又可挡住燃烧爆炸后活塞回退时燃烧的高温气体向下串入，降低了活塞的温度，最终起到节省油耗、增加动力、提高压缩比、减少噪音、减少积碳和环境污染的功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是第一道气环1和第二道气环2切槽后的立体示意图；

图2是第一道气环1安装封口片3后的平面示意图；

图3是图2中A1-A1旋转放大图；

图4是图2中B1-B1旋转放大图；

图5是第二道气环2安装封口片4后的平面示意图；

图6是图5中A2-A2旋转放大图；

图7是图5中B2-B2旋转放大图；

图8是两道组合活塞环的对应斜切槽及封口片为内“八”字形截面状态示意图；

图9是两道组合活塞环的对应斜切槽及封口片为外“八”字形截面状态示意图；

图10是在压缩过程中，两道组合活塞环的对应斜切槽及对应封口片为内“八”字形截面状态示意图；

图11是在燃烧爆炸后，活塞回退过程中，两道组合活塞环的对应斜切槽及对应封口片为内“八”字形截面状态示意图；

图12是在压缩过程中，两道组合活塞环的对应斜切槽及对应封口片为外“八”字形截面状态示意图；

图13是在燃烧爆炸后，活塞回退过程中，两道组合活塞环的对应斜切槽及对应封口片为外“八”字形截面状态示意图；

具体实施方式

本发明采用的优化的技术方案首先如图1所示，在原传统环的第一道气环1的环端开口两侧分别切出两条宽度不同的通斜切槽11、12，从开口侧立面看，通斜切槽11、12的方向是从环端开口内圆的上表面向环外立面下角切，通斜切槽的一端在环上表面、从内圆线向外圆线方向、环宽度的1/2的范围以内，另一端在环外立面与环下表面的交线上。在原传统环的第二道气环2环端开口两侧分别切出两条宽度不同的通斜槽21、22，从开口侧立面看，通斜切槽21、22的方向是从环端开口内圆的下表面向环外立面上角切，通斜切槽的一端在环下表面、从内圆线向外圆线方向、环宽度的1/2的范围以内，另一端在环外立面与环上表面的交线上。

再如图2、图3、图4所示，将封口片3的一端装入第一道气环端开口宽度小的通槽11内，进行紧密连接，连接方式可采用焊接、钻孔铆接、压接、粘接、榫接均可，使斜向封口片3凸出的部分能顺利插入另一端切槽12；同样，如图5、图6、图7所示将封口片4的一端装入第二道气环2开口处宽度小的槽22内，进行紧密连接，使斜向封口片4凸出的部分能顺利插入另一端切槽21，最后将这种斜插封口片的密封气环组合安装在相应的活塞环槽内，对高压燃气进行密封。这种斜插封口片的密封气环组合，安装后，如图8所示，从开口侧立面看，两道组合活塞环的对应斜切槽为内“八”字形，封口片3、4也对应成内“八”字形；也可以是如图9所示，从开口侧立面看，两道组合活塞环的对应斜切槽为外“八”字形，封口片3、4也对应成外“八”字形。

在如图10所示的活塞6相对缸套5在吸气和压缩冲程中，从开口侧立面看，两道活塞组合气环1、2对应的斜切通槽为内“八”字形，封口片3、4也对应成内“八”字形的状态时，活塞气环1、2连同封口片3、4受到高压混合气的作用，紧贴活塞环槽的下边缘端，由于两道环的对应切槽是斜切通槽，斜插封口片通插到环的底面，能全面挡住高压混合气向下漏气；在如图11所示的活塞6相对缸套5做功及排气冲程中，从开口侧立面看，两道活塞组合气环1、2对应的斜切通槽为内“八”字形，封口片3、4也对应成内“八”字形的状态时，活塞气环1、2连同封口片3、4紧贴活塞环槽的上边缘端，由于两道环的对应切槽是斜切通槽，斜插封口片通插到环的底面，也能全面挡住高压燃气向下漏气；同样的道理，在如图12所示的活塞6相对缸套5在吸气和压缩冲程中，从开口侧立面看，两道活塞组合气环1、2对应的斜切通槽为外“八”字形，封口片3、4也对应成外“八”字形的状态时，活塞气环1、2连同封口片3、4受到高压混合气的作用，紧贴活塞环槽的下边缘端，由于两道环的对应切槽是斜切通槽，斜插封口片通插到环的底面，能全面挡住高压混合气向下漏气；在如图13所示的活塞6相对缸套5做功及排气冲程中，从开口侧立面看，两道活塞组合气环1、2对应的斜切通槽为外“八”字形，封口片3、4也对应成外“八”字形的状态时，活塞气环1、2连同封口片3、4紧贴活塞环槽的上边缘端，由于两道环的对应切槽是斜切通槽，斜插封口片通插到环的底面，能挡住高压燃气向下漏气。

用这样的斜插封口活塞密封气环组合，不仅有良好的密封性能，还能挡住燃烧爆炸后活塞回退时燃烧的高温气体向下串入，避免润滑油过早污染和失效，能降低了活塞的温度，最终起到节省油耗、增加动力、提高压缩比、减少噪音、减少积碳和环境污染的功能。

本发明特别适用环高不能分作两片的活塞环以及对大部分截面为特异形的活塞环。在激光技术和功能不断扩大的今天，该加工方式可行，适应范围极其广泛可应用任何截面形式的活塞环，成本较低效果好，从而，能稳定的保证活塞气环的双向密封性能及优化制造工艺，便于大批量生产。

同样道理，不论现有传统单片活塞环的截面是“矩形”、“梯形”、或“特异形”均可采用本原理制造。对有两道以上气环的活塞环，对中间气环的封口片形式可采用竖向封口、侧向封口或斜向封口等任何一种方式或不封口，但第一道和最后一道封口片的截面必须呈“八”字形。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1、活塞环斜插封口密封气环组合包括弹性的带有开口的两道气环环体、两个斜插连接的封口片，每道气环端开口处两侧有斜向切槽，这两个封口片分别与每道气环端开口处其中一端的切槽紧密连接，其凸出的斜向封口片能插入另一端的切槽内，其特征在于，活塞环密封气环的环端开口处，从开口侧立面看，两道环同侧的对应切槽是通槽，呈“八”字形，斜插封口片从环体表面通插到环底面的外圆边线。

2、根据权利要求1所述的活塞环斜插封口密封气环组合，其特征在于，所述“八”字形切槽为内“八”字形切槽。

3、根据权利要求1所述的活塞环斜插封口密封气环组合，其特征在于，所述“八”字形切槽为外“八”字形切槽。

4、根据权利要求1所述的活塞环斜插封口密封气环组合，其特征在于，所述的每道气环端开口两侧的斜向切槽宽度不同，斜插封口片连接在槽宽度小的槽内。

5、根据权利要求1所述的活塞环斜插封口密封气环组合，其特征在于，从开口侧立面看，所述“八”字形切槽的一端在环的其中一个表面上，另一端在环外立面与环另一个表面的交线上。

6、根据权利要求1或5所述的活塞环斜插封口密封气环组合，其特征在于，从开口侧立面看，所述“八”字形切槽的一端在环的其中一个表面上的环内圆线向环外圆线方向、环宽度的1/2的范围内，另一端在环外立面与环另一个表面的交线上。

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