CN101029611A - 一种双向密闭式活塞环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向密闭式活塞环，包括环端开口处的上下搭接结构和左右搭接结构，上下搭接面长度小于左右搭接面的长度，上下搭接结构位于左右搭接结构的外面并包含环外缘边线，其中，左右搭接结构位于从环内缘边线起向环外缘边线方向环宽度的2/5范围内，本发明公开的技术方案能更稳定的阻挡活塞环断口处的轴向、径向漏气通道，有效的减少活塞环开口的漏气现象，起到增加动力而省油、燃烧充分减少积碳而环保的功能。

Description

一种双向密闭式活塞环

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，涉及内燃机一种双向密封式活塞环气环。

背景技术

目前，使用较多的传统内燃机活塞环为每道环槽内只安装一个单环，多道气环的开口相互错位安装，在压缩燃气的工作中，活塞环开口处始终存在轴向漏气的通道和垂直漏气的通道，而且随着发动机工作时间的持续，其漏气通道会逐渐增大，到一定极限后活塞环便不能使用；活塞环的漏气通道主要集中在环端口处的轴向漏气通道和径向漏气通道。

围绕减少活塞环端口处主要的轴向漏气和径向漏气的问题，目前采用技术主要是靠改变环端口处的搭接形式来实现的，如中国专利ZL94104144.1公开的技术方案，一种密闭式活塞环，环端开口处有上下搭接结构和左右搭接结构，左右搭接面的长度大于或等于上下搭接面长度，上下搭接结构位于左右搭接结构的外面并包含环外缘边线，两个搭接结构配合面共同形成封闭式抽插接口的立、平吻合面，有效的封闭了活塞环端开口的漏气通道，但由于该技术方案没有对左右搭接结构的具体位置、厚度、形状等进行限定，本领域技术人员通常会将左右搭接结构的位置设计在上下搭接的内面，并超过环体宽度的2/5，这样会造成上下搭接结构过于太窄而变形，无法密封活塞环轴向漏气，甚至由于环外缘的变形，使活塞环外圆失圆，造成更大的轴向漏气。随着活塞环外圆磨损环口增大后，其侧向漏气通道和将直接贯穿整个环断面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的轴向、径向双向密封式活塞环，主要目的是为了更稳定的阻挡活塞环断口处的轴向、径向漏气通道，更具体、方便的解决轴向漏气和径向漏气的问题。

为了解决上述技术问题，达到更具体、方便的在活塞环环端开口处最大限度地阻挡轴向和径向的漏气通道，本发明，一种双向密闭式活塞环，包括环端开口处的上下搭接结构和左右搭接结构，上下搭接面长度小于左右搭接面的长度，上下搭接结构位于左右搭接结构的外面并包含环外缘边线，其中，左右搭接结构位于从环内缘边线起向环外缘边线方向环宽度的2/5范围内；

进一步，限定左右搭接结构的具体位置，使左右搭接结构位于上下搭接结构的中间，将上下搭接结构隔成两部分，即上下搭接结构由位于所述的左右搭接结构的两侧的部分共同构成；这样，具体的限定了左右搭接结构的具体位置，也就限定了上下搭接结构的具体构成是由位于左右搭接结构两边的部分共同组成。

进一步，限定上下搭接面长度与左右搭接面长度的对比值，即上下搭接面长度小于左右搭接面的长度为2～3mm；设定一个具体的数值范围为2～3mm是经过试验测试过的，根据不同的环直径大小来确定，半径小的环，上下搭接面长度小于左右搭接面的长度为略大于2mm合适，半径大的环，上下搭接面长度小于左右搭接面的长度为略小于3mm合适，太长和太短都具有一定的副作用，左右搭接面的长度大于上下搭接面长度为3mm时，对切槽，封口片的制作都有影响，左右搭接面的长度小于上下搭接面长度为2mm时，在活塞环使用磨损后，很容易造成环端开口处的密封，都会影响搭接面的效果及密封的效果。

进一步，具体限定左右搭接结构的构成，左右搭接结构由环端开口两边的切槽和与其中一个切槽连接的封口片组成；左右搭接结构采用切槽并安装封口片的结构形式比较直接切成凸凹配合等形式的结构，工艺简单，方便操作，有利于制造和配合安装。

进一步，具体限定环端开口两边的切槽为矩形切槽，封口片为相应的矩形；矩形的切槽和封口片相对弧形的切槽和封口片，加工容易，安装方便。

进一步，限定环端开口两边的切槽宽度和封口片具体安装的槽，使环端开口两边的切槽宽度不同，封口片安装在宽度小的切槽内；这样使封口片一方面便于配合装配，另一方面也保证封口片的固定，对活塞环的本身性能的影响也相对减少。

进一步，还是限定环端开口对应配合的切槽形状和宽度，封口片插入与之配合的切槽形成密闭环，此切槽宽度大于封口片厚度，切槽开口处切为便于装配的喇叭口；这样的对应配合切槽更方便封口片的插入和连接。

进一步，限定在活塞环的宽度较小的情况时，如果只考虑加工工艺和成本还是将切槽限定为矩形，会造成切矩形槽后，活塞环切槽后剩下部分强度差，而将环端开口两边的切槽(L1、R1)为弧形切槽，弧形的弧度与活塞环的弧度相同，封口片(6)为相应的弧形。

进一步，具体限定封口片的厚度，封口片的厚度小于0.5mm，经过试验和对比，封口片的厚度不能做的太厚，一方面是活塞环自身环宽的影响，另一方面也是对切槽的宽度具体要求。

采用本发明这样的技术方案的两个搭接结构共同形成封闭式抽插接口的立、平吻合面，由于左右搭接结构位于从环内缘边线起向环外缘边线方向环宽度的2/5范围内，既能彻底封住其侧向漏气，又保证了包含环外缘边线的上下搭接结构的宽度，确保了活塞环外圆不失圆，有效的封闭了活塞环端开口的漏气通道。同时也最大限度地利用了原来传统活塞环的制造工艺资源，保证活塞环功能的稳定性，比双片活塞环的制造成本低，而且适用范围极其广泛，制作的产品质量稳定，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是本发明双向密闭式活塞环实施例1端口立体示意图；

图2是图1对应的环端口俯视图；

图3是图1对应的环端口外立面图；

图4是本发明双向密闭式活塞环实施例2端口立体示意图；

图5是本发明双向密闭式活塞环实施例3端口立体示意图；

图6是本发明双向密闭式活塞环实施例4端口立体示意图。

具体实施方式

本发明采取的实施例1具体方案如图1、图2、图3所示，首先在活塞环开口的左边L处，从环内缘边线4起向环外缘边线3方向环宽度的2/5范围内上下方向切出左右搭接结构的左部分切矩形槽L1，切矩形槽的目的是方便切，工艺简单；然后在环端开口处左右方向切出上下搭接结构的下结构，下结构被切槽L1分成B2、C2两部分；接着在活塞环开口的右边R处，对应的从环内缘边线4起向环外缘边线3方向环宽度的2/5范围内上下方向切出左右搭接结构的右部分切矩形槽R1，然后在环端开口处左右方向切出上下搭接结构的上结构；上结构被切槽R1分成B1、C1两部分；封口片6连接在宽度小的切槽L1内，封口片6的厚度要小于0.5mm，为了保证封口片6能顺利的插入与之配合的切槽形成密闭环，将R1槽宽度切成大于封口片(6)厚度，并将切槽开口处切为喇叭口，为了保证在环使用一端时间后，环端口间隙变大，上下搭接结构和左右搭接结构还能很好的配合封住环端口漏气通道，通常使上下搭接面长度小于左右搭接面的长度为2～3mm。

其中，上下搭接结构由B1、B2、C1、C2共同构成，用于配合阻挡环端口的轴向漏气通道，切槽L1、R1和封口片6组成左右搭接结构，用于配合阻挡环端口的径向漏气通道，这两个搭接结构配合面共同形成封闭式抽插接口的立、平吻合面，有效的封闭了活塞环端开口的漏气通道。

为了最大限度地利用现有成熟技术和降低制造成本，可先用原环材质制做好的具有上下搭接结构的环基础上，这种基础环已经有了上下搭接结构，已经可以阻挡环端口的垂直漏气通道，直接在环端口两侧处，从环内缘边线起向环外缘边线方向环宽度的2/5范围内切出两个宽窄不同、截面为矩形的凹槽L1、R1，其矩形的长边与环端半径垂直，在窄槽中装入矩形封口片6与环体牢固连接，依制作工艺而定可进行焊接、铆接、压接、榫接等工艺，使封口片6与另一端凹槽形成无阻挡配合的左右搭接结构，该左右搭接结构将其上下搭接结构分成了内部分C1、C2和外部分B1、B2，这样形成的环就有阻挡环端口的垂直、侧向双漏气通道的性能。

采用同样的制作方法，本发明的实施例2，将切槽的方向对调，即切槽L1和切槽R1反向，制作的环如图4所示，同样也具有阻挡环端口的垂直、侧向双漏气通道的性能。

依上下搭接结构方式的不同，本发明的实施例3，如图5所示，将上下搭接的结构作成三层配合搭接形式，甚至可以是更多层，只要能保证活塞环被切后的刚度就形，针对不同高度的环可以采取不同层的配合，按照上述制作方法所形成的环也具有同样的性能。

本发明的实施例4是针对小排量车摩托车活塞环，如110排量以下的活塞环，缸径小，环体宽度小，在环体宽度方向切槽后，槽靠环内缘剩下的环体太窄强度不够时，可将其上下搭接结构的内部分C1、C2全部切掉，所形成的环如图6所示，也具有同样的性能。

随着加工新技术的出现和不断提高，很多原本看似复杂的结构也变的切实可行。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式。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 (9)

1、一种双向密闭式活塞环，包括环端开口处的上下搭接结构和左右搭接结构，上下搭接面长度小于左右搭接面的长度，上下搭接结构位于左右搭接结构的外面并包含环外缘边线，其特征在于，左右搭接结构位于从环内缘边线(4)起向环外缘边线(3)方向环宽度的2/5范围内。

2、根据权利要求1所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述上下搭接结构由位于所述的左右搭接结构的两侧的部分(B1、B2、C1、C2)共同构成。

3、根据权利要求1所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述的上下搭接面长度小于左右搭接面的长度为2～3mm。

4、根据权利要求1所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述的左右搭接结构由环端开口两边的切槽(L1、R1)和与其中一个切槽连接的封口片(6)组成。

5、根据权利要求4所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述环端开口两边的切槽(L1、R1)为矩形切槽，封口片(6)为相应的矩形。

6、根据权利要求4或5所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述环端开口两边的切槽(L1、R1)宽度不同，封口片(6)安装在宽度小的切槽内。

7、根据权利要求4或5所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述封口片(6)插入与之配合的切槽形成密闭环，此切槽宽度大于封口片(6)厚度，切槽开口处切为便于装配的喇叭口。

8、根据权利要求4或5所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述环端开口两边的切槽(L1、R1)为弧形切槽，弧形的弧度与活塞环的弧度相同，封口片(6)为相应的弧形。

9、根据权利要求4或5所述的双向密闭式活塞环，其特征在于，所述封口片(6)的厚度小于0.5mm。

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