CN102168627A - 一种高耐磨性活塞环组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动力机械的发动机用活塞环组，特别涉及一种高耐磨性的汽车用发动机活塞环组。本发明的活塞环组包括第一道气环，第二道气环以及组合油环。其中，第一道气环采用成型钢丝氮化处理，第二道气环采用叠口、外锥、外切扭曲结构；组合油环包括衬环和刮片，其表面采用氮化处理以大幅提高表面硬度，进而提高耐磨性能。本发明的活塞环组的气环和油环采用成型钢丝氮化处理，表面硬度高，耐磨性能强，使用寿命相比现有的活塞环组提高约30％；另外第二道气环采用叠口、外锥以及外切扭曲结构，延长了使用寿命而且刮油效果好。
Description
技术领域
本发明涉及动力机械的发动机用活塞环组，特别涉及一种高耐磨性的汽车用发动机活塞环组。
背景技术
活塞环是燃油发动机内部的核心部件，它和汽缸，活塞，汽缸壁等一起完成燃油气体的密封。活塞环的作用包括密封、调节机油控油、导热、导向四个作用。密封是指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率；漏气不仅会使发动机的动力下降，而且会使机油变质，这是活塞环组里的气环的主要任务；调节机油是把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞及环的正常润滑，这是活塞环组里的油环的主要任务；在现代高速发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用；导热是通过活塞环将活塞的热量传导给缸套，即起冷却作用，据分析，活塞顶所受的的热量中有70～80％是通过活塞环传给缸壁而散掉的；支承是指活塞环将活塞保持在气缸中，防止活塞与气缸壁直接接触，保证活塞平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。一般汽油发动机的活塞采用两道气环，一道油环。
在传统的活塞环组中，第一道气环是铸铁镀铬来制成，这种材料和制作工艺环境污染严重，制作成本高且材料利用率低。第二道气环是采用铸铁环加工成外锥，其缺陷是使用寿命短；而组合油环是采用外圆镀铬，环境污染严重且制作成本高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提出一种高耐磨性的叠口外切的车用组合活塞环组。
为达到本发明的目的，本发明的活塞环组包括第一道气环，第二道气环以及组合油环。其中，第一道气环采用成型钢丝氮化处理；第二道气环采用叠口、外锥、外切扭曲结构，既保证了磨合期的快速磨合又延长了30％的使用寿命，而且外切扭曲结构提高了刮油效果，达到了降低油耗延长使用寿命的效果；组合油环包括衬环和刮片，其表面采用氮化处理以大幅提高表面硬度，进而提高耐磨性能。
优选的，所述外圆外锥的锥度为1.5～2°。
优选的，所述氮化处理后的氮化层的厚度为≥0.07mm。
优选的，所述第一道环在氮化处理的基础上对外圆表面再做PVD镀层处理。
再优选的，所述第二道气环的叠口处结构为带圆弧加强型，确保了叠口环在工作状态下不断裂。
再优选的，所述组合油环在氮化处理的基础上再对外圆表面做PVD镀层处理。
本发明的活塞环组的气环和油环采用成型钢丝氮化处理，表面硬度高，耐磨性能强，使用寿命相比现有的活塞环组提高约30％；另外第二道气环采用叠口、外锥以及外切扭曲结构，延长了使用寿命而且刮油效果好。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的活塞环组的第一道气环的结构示意图；
图2所示为图1的A-A面的截面放大示意图；
图3所示为本发明的活塞环组的第二道气环的结构示意图；
图4所示为图3中B-B面的截面放大示意图；
图5所示为图3中叠口处P的放大示意图(自由状态)；
图6所示为本发明的活塞环组的组合油环的结构示意图；
图7所示为图6中C-C面的截面放大示意图。
具体实施方式
如图1及图2所示的本发明的活塞环组的第一道气环的结构示意图，第一道气环采用成型钢丝材料6Cr13Mo，表面经过氮化处理；材料的利用率可以达到85％，相比原先的铸铁材料提高了约20％。表面硬度由镀铬的HV800-900提高到氮化处理的HV950-1200，有效地提高了表面硬度，达到了环保节能的目的。再优选的，对于外圆表面，在氮化处理的基础上可以再做PVD镀层处理，使表面硬度达到HV1800-2300，大大提高了活塞环表面的耐磨性能，跟普通镀铬环相比延长使用寿命30％。
如图3所示的本发明的活塞环组的第二道气环的结构示意图，所述第二道气环为叠口、外锥、外切扭曲结构，图4显示了气环外锥及外切结构，图5显示了气环的叠口处的结构。这种结构保证了活塞环安装后的工作磨合期的快速磨合，同时又延长了约30％的使用寿命；另外外切扭曲结构提高了刮油效果，达到了降低油耗延长使用寿命的效果。叠口处结构做成带圆弧加强型确保了叠口环在工作状态下不断裂。优选的，所述外圆外锥的锥度，即图4中R夹角的角度为1.5～2°。
如图6所示的本发明的活塞环组的组合油环的结构示意图，所述的组合油环包括衬环31和刮片33(如图7所示)，组合油环的表面采用氮化处理使表面硬度达到HV950-1200，有效地提高了表面硬度，延长了使用寿命且同时达到了环保节能的目的。对于刮片部分，在氮化处理的基础上对其表面又做了PVD镀层处理，使其表面硬度达到HV1800-2300，大大的提高了活塞环表面的耐磨性能，跟普通镀铬环相比延长使用寿命约30％。
优选的，上述实施例中所述氮化处理后的氮化层的厚度为≥0.07mm。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (8)
1.一种高耐磨性活塞环组，包括第一道气环，第二道气环以及组合油环，其特征在于，所述第一道气环为成型钢丝材料，表面通过氮化处理；所述第二道气环构造为叠口、外锥、外切扭曲结构；所述组合油环包括衬环和刮片，其表面采用氮化处理。
2.如权利要求1所述的活塞环组，其特征在于，所述第一道气环的表面经过氮化处理后再进行PVD镀层处理。
3.如权利要求1或2所述的活塞环组，其特征在于，所述第二道气环的叠口处构造为圆弧型。
4.如权利要求1所述的活塞环组，其特征在于，所述组合油环的刮片表面在氮化处理的基础上再进行PVD镀层处理。
5.如权利要求1所述的活塞环组，其特征在于，所述经过氮化处理后的表面硬度为HV950-1200。
6.如权利要求1所述的活塞环组，其特征在于，所述经过氮化处理后的表面氮化层的厚度为≥0.07mm。
7.如权利要求1所述的活塞环组，其特征在于，所述第二道气环外锥结构的锥度为1.5～2°。
8.如权利要求2或4所述的活塞环组，其特征在于，所述经过PVD镀层处理后的表面硬度为HV1800-2300。
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