CN103180592A

CN103180592A - 储油活塞环

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Publication number: CN103180592A
Application number: CN2010800684805A
Authority: CN
Inventors: 杨增利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: WO2012022012A1; EA025890B1; EA201300247A1; US8827277B2; EP2607675B1; US20130147124A1; EP2607675A4; CN103180592B; EP2607675A1

Abstract

一种储油活塞环，包括相互接合的上楔形环(100a，200a)和下楔形环(100b，200b)，所述上楔形环(100a，200a)和下楔形环(100b，200b)均设置有开口，所述上楔形环(100a，200a)具有与气缸壁接触的第一工作面(101，201)，所述下楔形环(100b，200b)具有与气缸壁接触的第二工作面(102，202)，所述第一工作面(101，201)和第二工作面(102，202)的至少一个设置有至少一道储油槽(105，106，205，206)。还提供了一种用于设置所述储油活塞环的仅有一道活塞环槽的活塞(600)。本储油活塞环具有良好的润滑性和密封性强且可靠性高。

Description

储油活塞环技术领域

本发明涉及一种内燃机用活塞环，特别是一种储油活塞环。背景技术

传统活塞环大多为单片开口式结构，其开口处不可避免会发生泄漏。并且工作压力越高，泄漏量就越大，而且随着磨损的增加，泄漏就在不断加剧。因此，传统单片开口式活塞环一直都是在泄漏状态下工作的，因开口泄漏而损失掉许多功率，因而使效率降低。

为了解决传统开口式活塞环的泄漏问题，通常釆用多道活塞环，靠多道活塞环产生迷宫式密封效果以期减少泄漏。迷宫式密封可减缓泄漏，但不能避免泄漏。而且多道活塞环就需要加工多道环槽，因环槽数量的增多必然会使活塞的结构强度降低。

传统活塞大多具有两至三道活塞环和一道油环。在活塞的运行过程中，润滑油是靠曲轴的运动而溅射到气缸壁对活塞环进行润滑。但是随着活塞环道数的增加，磨擦损耗就不断增加。而每增加一道活塞环就使上一道环的润滑情况进一步恶化。最上道环所承受的压力最高，而润滑条件却最差，尤其在上止点附近已处于干摩擦状态，得不到充分润滑是造成工作面泄漏和磨损的主要原因。

针对传统的单片开口式活塞环的泄漏问题，相继出现了多种形式的双片组合活塞环，如中国专利 200410040819.7、 94221414.5和 200710078397.6分别公开了一种组合式活塞环，其技术方案均是在原活塞环槽内放置上、下两片活塞环，使两片活塞环的开口错开，以此达到相互密封地目的。但是，双片组合活塞环靠双片组合希望达到完全密封，而实际上并没有达到预期的效果。

通常，将活塞环的上平面与活塞环槽之间的间隙称为上侧隙，将活塞环的下平面与活塞环槽之间的间隙称为下侧隙，将活塞环槽与活塞环的工作面（与气缸壁接触的面）相反的一侧之间的间隙称背隙。传统单片开口式活塞环和双片组合式活塞环的泄漏主要通过 3个通道。第 1泄漏通道：传统单片开口式活塞环的开口直接连通高压区和低压区，形成显而易见的直接泄漏通道，该泄漏通道的泄漏量取决于开口的大小，泄漏量随磨损的增加而加剧。

第 2泄漏通道：双片组合活塞环在承受工作压力时，其中上片活塞环的开口、上片活塞环的上侧隙将高压区与双片活塞环的共有背隙连通，共有背隙又与下片活塞环的开口连通，而下片活塞环的开口又直接与低压区相连通，因此就形成了一个间接的泄漏通道，该泄漏通道的泄漏量取决于开口的大小，泄漏量随磨损的增加而加剧。

第 3泄漏通道：活塞环的工作面的泄漏，工作面是靠润滑油保持密封，多道环的最上道环润滑情况最差，因此，密封性最差。当工作压力超过工作面的封闭能力便开始泄漏，该泄漏通道的泄漏量取决于工作面的厚度及润滑情况，泄漏量随压力的增加而加剧。

综上可见，仅仅靠双片活塞环的组合并不能做到完全密封，双片组合活塞环只是解决了第 1泄漏通道的泄漏问题，但不能解决第 2泄漏通道和第 3泄漏通道的泄漏问题。

双片组合式活塞环是将两片活塞环安装在原活塞环槽内，因此，每片活塞环仅为原活塞环厚度的 1/2 , 必然使结构强度降低。活塞环工作在高温、高压、高速条件下，结构强度的降低将直接影响可靠性。如果增加双片活塞环的组合后的总厚度会使上片活塞环润滑情况进一步恶化，得不到充分润滑就不能保证密封效果，因此，充分润滑是保证密封效果的重要条件。

另外，活塞环在活塞环槽内会产生泵油现象。在活塞环随活塞往复运动时，上侧隙。在润滑油完成润滑和清洗任务后进入燃烧室，因润滑油不能完全燃烧而形成积碳。在这一过程中，润滑油的润滑作用和清洗作用是有益的，形成积碳是有害的。

此外，传统的活塞上在有限的空间加工多道活塞环槽，以便与多道活塞环配合，从而实现密封。这不仅使得传统活塞的加工程序复杂，而且会降低活塞的强度，另外还需要多个活塞环才能实现密封，这导致传统活塞和活塞环的加工复杂、可靠性降低、成本增加。发明内容

本发明的一个目的是提供一种储油活塞环，其能够在应用中获得充分的润滑，进而能够有效地防止工作面泄漏。

本发明的另一目的是提供一种储油活塞环，其能够在活塞环的开口处形成有效的密封。

本发明的再一目的是提供一种储油活塞环，其能够有效地防止润滑油进入燃烧室形成积碳。

本发明的又一目的是提供一种活塞，其只需要一道储油活塞环即可达到良好的密封效果。

为了达到上述目的，根据本发明的第一方案，提供了一种储油活塞环，其包括相互接合的上楔形环（离上止点近的环）和下楔形环，所述上楔形环和下楔形环均设置有开口，所述上楔形环具有与气缸壁接触的第一工作面，所述下楔形环具有与气缸壁接触的第二工作面，所述第一工作面和第二工作面中至少一个工作面设置有至少一道储油槽。

通过上述技术方案，能够有效解决活塞环的润滑问题和泄漏问题。

当活塞下行时（富油阶段），有部分润滑油被储存在储油槽内，当活塞上行时（贫油阶段），储油槽内的润滑油可用于工作面的润滑，因而增强了活塞环工作面的润滑效果，尤其改善了上止点附近的润滑状况。由此可见，储油槽为提高活塞环的润滑性和密封性起到了至关重要的作用。

进一步，根据本发明的另一方案，在第一方案的基础上，所述上楔形环的工作面设置有储油槽，并且所述上楔形环的上平面设置有与所述储油槽连通的集油槽。

通过集油槽收集将要泵入燃烧室的润滑油来用于工作面润滑，可减少润滑油消耗，以防止润滑油进入燃烧室而产生积碳。

优选地，所述储油槽的中心线与所述上楔形环的上平面平行。

优选地，在第一工作面的中部和第二工作面的中部上分别设置有一道储油槽，如果活塞环有足够的厚度，则可在第一工作面和第二工作面上各均匀布置有两道或三道储油槽。通过设置两道或三道储油槽，能够达到更好的润滑效果。优选地，所述储油槽的截面为大致梯形，所述梯形的底边为直线或圆弧，所述储油槽的深度优选为 0.5 mm至 2 mm, 所述储油槽的开口宽度优选为 0.4 mm至 1.8 mm, 所述储油槽的侧壁的斜度优选为 2°至 10°。

通过改变储油槽的宽度和深度可调节储油量的多少。如果增加储油槽宽度，则每个行程的初期润滑油消耗增大，到后期润滑油就可能消耗殆尽，最终失去润滑。如果增加储油槽深度、减小宽度，则润滑油消耗均匀，到贫油阶段也能得到充分润滑。但储油槽不能太深，否则润滑油中的污垢不易排出而产生沉积，因此，储油槽截面设计为梯形，以利于污垢排出。

另外，本发明的储油活塞环须根据活塞行程来设计储油槽的宽度、深度和斜度，如用于较长行程须增加储油槽深度，以保证上止点附近得到充分润滑。

优选地，所述集油槽的底部具有与储油槽连通的 4至 16个连通孔，这些连通孔在集油槽内均匀分布，所述连通孔的直径优选为 0.5 mm至 1.5 mm。

优选地，所述集油槽的截面为 U形，所述集油槽的深度优选为 0.5 mm至 2 mm, 所述集油槽的宽度优选为 0.8 mm至 3 mm。

本发明的上楔形环的上平面具有集油槽，所述集油槽的作用是收集完成润滑和清洗任务的润滑油，目的是减少润滑油消耗防止泵入燃烧室生成积碳。所述的集油槽底部有连通孔与储油槽连通，集油槽收集的润滑油靠连通孔供给储油槽，用于工作面的润滑，从而进一步提高活塞环工作面的润滑效果。

优选地，所述上楔形环与所述下楔形环的组合后的总厚度为 2mm 至 50mm„

本发明的储油活塞环根据工作压力而设计双片活塞环组合后的总厚度，所述上楔形环与所述下楔形环组合后的总厚度比传统活塞环的厚度大，增加的厚度可提高活塞环工作面的密封性，同时增加结构强度。

进一步，根据本发明的再一方案，在第一方案的基础上，所述上楔形环和所述下楔形环的开口各自包括内搭接部和外搭接部，所述内搭接部包括内凸起、外四陷以及连接所述内凸起和外四陷的第一接合部；所述外搭接部包括外凸起、内 ffl陷和连接所述外凸起和内 ffl陷的第二接合部，所述第一接合部与所述第二接合部接合，在所述内搭接部的内凸起和所述外搭接部的内四陷之间具有第一间隙；在所述内搭接部的外四陷和所述外搭接部的外凸起之间具有第二间隙；所述第一间隙和第二间隙优选各自在膨胀状态时为 0.5 mm至 3 mm, 并且从俯视图看，所述内搭接部的内凸起和外四陷以及所述外搭接部的外凸起和内凹陷优选为圆弧形。

在所述内搭接部的内凸起和所述外搭接部的内四陷之间，以及在所述外搭接部的外凸起和所述内搭接部的外 ffl陷之间设置用于膨胀和收缩的间隙，使得在温度变化时仍能够实现密封。

所述内搭接部的内凸起和外 ffl陷以及所述外搭接部的外凸起和内 ffl陷优选为圆弧形，圆弧形可防止应力集中并且便于加工。

优选地，从俯视图看，所述第一接合部和所述第二接合部为与所述活塞环同心的圆弧,所述第一接合部和所述第二接合部的弧长优选为 5 mm至 50 mm。

所述内搭接部和所述外搭接部的接合面为紧密贴合的密封面，并且是活塞环的同心圆。当活塞环受热膨胀或产生磨损后可沿接合面（同心圆）自由膨胀和收缩，并始终保持紧密贴合密封状态，从而有效地解决活塞环开口的泄漏问题。如果仅仅是弧形搭接或阶梯形搭接则无法保证长期紧密贴合密封状态。

优选地，所述上楔形环的楔形面与所述下楔形环的楔形面接合，所述上楔形环的楔形面相对于所述上楔形环的上平面的斜度及所述下楔形环的楔形面相对于所述下楔形环的下平面的斜度均为 0.02°至 0.5°。

本发明的双片楔形环的楔形面的斜度不能太大。在活塞高速运动时两个楔形面的作用可产生很强的相对滑动趋势，滑动压力与楔形面的斜度、活塞速度成正比，斜度大、速度高则相对滑动压力就大，若楔形面的斜度太大（如大于 0.5° )就会在厚端所对应的气缸壁造成严重磨损，因此，楔形面斜度越小越好, 最小斜度为 0.02°。

本发明楔形面的斜度与内燃机转速密切相关，高速内燃机适用楔形面的斜度小的活塞环，低速内燃机适用楔形面的斜度稍大的活塞环，因此，楔形面的斜度 α须根据转速设计。

优选地，从活塞环的俯视图看，所述上楔形环的开口中心和活塞环中心的连线与所述上楔形环的最厚端和最薄端的连线之间的夹角为 10。至 30。，所述下楔形环的开口中心和活塞环中心的连线与所述下楔形环的最厚端和最薄端的连线之间的夹角为 10°至 30°。本发明的接合面是靠内搭接部的张力作用和外搭接部保持紧密贴合密封状态，活塞环的工作面在理论上应同步磨损，若一旦出现外搭接部磨损大于内搭接部，所述的紧密贴合面就会出现间隙而不能保证紧密贴合。为了让内搭接部和外搭接部始终保持紧密贴合密封状态，就希望内搭接部的磨损略大于外搭接部的磨损。

楔形环的薄端部位的磨损大于楔形环的厚端部位的磨损。本发明根据"较薄部位磨损大的原理"，将楔形环开口中心与楔形面的最厚端与最薄端所在的平面（楔形环的对称中心）错开一定角度，将希望磨损大的部位（楔形环的与内搭接部的外 ffl陷相邻的部位）设置在楔形环的对称中心处，使内搭接部的磨损略大于外搭接部。当处于对称中心处的内搭接部的最薄端部位磨损后，内搭接部的第一接合部抵住外搭接部使之同步磨损，因此，可始终保持紧密贴合密封状态。本发明将楔形环开口中心与楔形环的对称中心错开一定角度，是本发明保证长期紧密贴合密封的重要措施。

另外，本发明根据楔形面的斜度来设计楔形环开口中心与楔形环的对称中心错开一定角度，如楔形面的斜度大则楔形环开口中心与楔形环的对称中心的错开的角度小。

另外，根据本发明的又一方案，提供了一种活塞，所述活塞上仅设置有一道活塞环槽，所述活塞环槽用于设置如上所述的储油活塞环。

釆用本发明的储油活塞环，可以在活塞上只加工一道活塞环槽。釆用一道储油活塞环即可达到好的密封效果。

本发明的储油活塞环可以应用于活塞式内燃机和压缩机。本发明的活塞和活塞环可直接取代传统活塞及单片多道活塞环，具有润滑性好、密封性强、可靠性高的优点。如用于工作压力超高的压缩机也可釆用两道储油活塞环。

可以看出，本发明提供了一种增加了双片活塞环的组合后的总厚度的储油活塞环，使得结构强度得到增强，并且因此在每片楔形环的工作面上设置一道至三道储油槽。而且上楔形环还设置有集油槽和连通孔，使活塞环的润滑性、密封性、可靠性大幅度提高。因此，本发明只须一道储油活塞环即可直接取代传统单片多道活塞环。

本发明的储油活塞环靠两个楔形面互补形成开口相背的密封状态。靠双片组合封闭第 1泄漏通道，靠楔形环内搭接部的张力作用形成紧密贴合密封状态封闭第 2泄漏通道，靠增加双片活塞环组合后的总厚度提高工作面密封性封闭第 3泄漏通道，靠储油槽保证工作面润滑效果和密封效果，靠集油槽收集将要泵入燃烧室的润滑油用于工作面的润滑，可以有效地防止积碳的产生。因此，本发明只须一道储油活塞环即可达到良好的密封效果，可直接取代传统单片多道活塞环。附图说明

图 1为根据本发明第一实施例的储油活塞环的主视图。

图 2为根据本发明第一实施例的储油活塞环的俯视图。

图 3为根据本发明第一实施例的储油活塞环装配到活塞上的示意图。

图 4为根据本发明第二实施例的储油活塞环的主视图。

图 5为根据本发明第二实施例的储油活塞环的俯视图。

图 6为根据本发明第二实施例的储油活塞环装配到活塞上的局部剖视图。其中，附图中使用的附图标记说明如下：

100: 储油活塞环； 100a: 上楔形环； 100b: 下楔形环； 101 : 第一工作面； 102: 第二工作面； 103 : 上平面； 104: 下平面； 105: 储油槽； 106储油槽； 107: 上楔形环的楔形面； 108: 下楔形环的楔形面； 110: 内搭接部； 110a: 内凸起； 110b: 第一接合部； 110c: 外凹陷； 111 : 第一间隙； 120: 外搭接部； 120a: 内凹陷； 120b: 第二接合部; 120c: 外凸起； 112: 第二间隙;

200: 储油活塞环； 200a: 上楔形环； 200b: 下楔形环； 201 : 第一工作面； 202: 第二工作面； 203 : 上平面； 204: 下平面； 205: 储油槽； 206储油槽； 207上楔形环的楔形面； 208: 下楔形环的楔形面；

213: 下侧隙； 214: 背隙； 215上侧隙； 216: 集油槽； 217: 连通孔； 500: 油环； 600: 活塞； H: 上楔形环和下楔形环组合后的总厚度； D: 活塞环的宽度； α楔形面的斜度； β。：夹角； β_{1 :} 夹角； 0: 活塞环的中心， Ρ: 上楔形环 100a的最厚端； Q: 上楔形环 100a的最薄端； S: 上楔形环 100a的开口中心； N: 下楔形环 100a的开口中心。具体实施方式

下面结合附图对本发明进行示例性描述。

图 1至图 3为根据本发明第一实施例的示意图。图 1为根据本发明第一实施例的储油活塞环的主视图。如图 1所示，根据本发明储油活塞环 100包括相互接合的上楔形环 100a和下楔形环 100b。上楔形环 100a设置有开口，并且具有与气缸壁接触的第一工作面 101。下楔形环 100b设置有开口，并且具有与气缸壁接触的第二工作面 102。在第一工作面 101设置有一道储油槽 105 , 在第二工作面 102设置有一道储油槽 106。上楔形环 100a具有上平面 103 , 应用时与活塞环槽接触，并且下楔形环 100b具有下平面 104, 应用时与活塞环槽接触。上楔形环 100a还具有楔形面 107, 其与下楔形环 100b所具有的楔形面 108相互接合，而使上楔形环 100a和下楔形环 100b接合在一起。

在图 1所示的实施例中，储油槽 105的中心线与上楔形环 100a的上平面 103平行。储油槽 106的中心线与下楔形环 100b的下平面 104平行。并且，上楔形环 100a的上平面 103与下楔形环 100b的下平面 104平行。

图 2为根据本发明第一实施例的储油活塞环的俯视图。如图 2所示，上楔形环 100a的开口与下楔形环 100b的开口相互错开。

上楔形环 100a的开口包括内搭接部 110和外搭接部 120, 内搭接部 110 包括内凸起 110a、外凹陷 110c以及连接内凸起 110a和外凹陷 110c的第一接合部 110b。外搭接部 120包括内凹陷 120a, 外凸起 120c和连接内凹陷 120a 和外凸起 120c的第二接合部 120b。第一接合部 110b与第二接合部 120b接合而形成密封。

另外，如图 2所示，内搭接部 110的内凸起 110a和外 ffl陷 110c优选为圆弧形，并且外搭接部 120的外凸起 120c和内凹陷 120a优选为圆弧形。

另外，如图 2所示，第一接合部 110b和第二接合部 120b为与所述活塞环的中心 0 同心的圆弧。因各种活塞环的直径可能很大或很小，最小直径可为 40 mm, 最大直径可为 600 mm, 故第一接合部 110b和第二接合部 120b的弧长可以优选设置在 5 mm至 50 mm的范围内。

在内搭接部 110的内凸起 110a和外搭接部 120的内 IS陷 120a之间具有第一间隙 111。在内搭接部 110的外 IS陷 110c和外搭接部 120的外凸起 120c之间具有第二间隙 112。第一间隙 111和第二间隙 112为用于膨胀和收缩的间隙，所述间隙在最高温度时（膨胀状态）为 0.5 111111至3 111111。由于将第一接合部 110b和第二接合部 120b设计为与活塞环的中心 0同心的圆弧，并且在内凸起 110a和内凹陷 120a之间以及外凹陷 110c和外凸起 120c之间分别设置有间隙, 所以，当活塞环受热膨胀或产生磨损后可沿接合面自由膨胀和收缩，并始终保持紧密贴合的密封状态。

另外，因各种活塞的行程可能很长或很短，最长可达到 3000mm, 最短可为 50mm。在根据本发明第一实施例的活塞环，其中上楔形环 100a与下楔形环 100b的组合后的总厚度 H为 2mm至 50mm。上下楔形环组合后的总厚度 H 是根据工作压力而设计的，将上下楔形环组合后的总厚度 H设计为原传统单片开口式活塞环的 1.5至 4倍。

根据本实施例的储油活塞环，因为上下楔形环组合后的总厚度 H的增加使结构强度增加，所以如组合后的总厚度达到原活塞环的 2倍以上，由于弹力过大，则需要适当减小活塞环的宽度0。

在本实施例中，储油槽 105、 106的截面设计为大致梯形，储油槽 105、 106的深度设置为 0.5 mm至 2 mm,储油槽 105、 106的开口宽度设置为 0.4 mm 至 1.8 mm, 储油槽 105、 106的侧壁的斜度设置为 2°至 10°。所述梯形的底边可以为直线，也可以为圆弧。

在本实施例中，上楔形环 100a的楔形面 107相对于上楔形环 100a的上平面 103的斜度 α设置在 0.02°至 0.5°的范围内。下楔形环 100b的楔形面 108相对于下楔形环 100b的下平面 104的斜度 α也设置在 0.02°至 0.5°的范围内。

在本实施例中，如图 2所示，上楔形环 100a的开口中心 S和活塞环 100 的中心 0的连线与上楔形环 100a的最厚端 P和最薄端 Q的连线之间的夹角 β₀ 设置在 10°至 30°的范围内。并且，下楔形环 100b的开口中心 N和活塞环的中心 0的连线与所述下楔形环 100b的最厚端 Q和最薄端 P的连线之间的夹角设置在 10°至 30°的范围内。

图 3为根据本发明第一实施例的储油活塞环装配到活塞上的示意图。如图 3所示，根据本发明第一实施例的活塞环 100设置在活塞 600上。在活塞 600 还设置有油环 500。活塞环 100位于油环 500的上方。从图 3中可以看出，根据本发明第一实施例，只釆用一道活塞环就可以达到良好的密封效果。

下面，结合图 4至 6描述根据本发明第二实施例。本发明第二实施例是对第一实施例的改进，故与第一实施例相似的特征釆用相似的附图标记，并且省略相应的描述。

如在背景技术中所描述的，活塞环在活塞环槽内会产生泵油现象。为了解决润滑油因泵油现象而进入燃烧室，最终形成积碳的问题，而设计了本发明第二实施例。

图 4为根据本发明第二实施例的储油活塞环的主视图。如图 4所示，根据本发明第二实施例的储油活塞环 200包括相互接合的上楔形环 200a和下楔形环 200b。上楔形环 200a设置有开口，并且具有与气缸壁接触的第一工作面 201。下楔形环 200b设置有开口，并且具有与气缸壁接触的第二工作面 202。在第一工作面 201 设置有两道储油槽 205 , 在第二工作面 202设置有两道储油槽

206。上楔形环 200a具有上平面 203 , 应用时与活塞环槽接触，并且下楔形环 200b具有下平面 204, 应用时与活塞环槽接触。上楔形环 200a还具有楔形面

207, 其与下楔形环 200b所具有的楔形面 208相互接合，而使上楔形环 200a 和下楔形环 200b接合在一起。

图 5为根据本发明第二实施例的储油活塞环的俯视图。如图 5所示，上楔形环 200a的上平面 203设置的集油槽 216呈圆形，并在集油槽 216的底部均匀布置有 8个连通孔 217。

下面参考图 6, 图 6为根据本发明第二实施例的储油活塞环装配到活塞上的局部剖视图。如图 6所示，在上楔形环 200a设置有两道储油槽 205 , 并且上楔形环 200a的上平面 203设置有集油槽 216。连通孔 217将集油槽 216与设置在上楔形环 200a的上侧的储油槽 205连通。另外，如图 6所示，在活塞往复运动时，上侧隙 215和下侧隙 213交替闭合，因此，润滑油从下侧隙 213 沿箭头方向泵入背隙 214, 再从背隙 214泵入上侧隙 215中。当上侧隙 215闭合时，润滑油被集油槽 216收集，并经过连通孔 217导入上侧的储油槽 205 中。集油槽 216收集已完成润滑和清洗任务的润滑油，用于对活塞环的工作面进行润滑，防止润滑油进入燃烧室而形成积碳。根据本发明第二实施例具有 8个连通孔，连通孔的数量也可以是 4至 16 个，这些连通孔 217在集油槽 216内均匀分布，将润滑油从集油槽 216导入储油槽 205。这些连通孔 217的直径优选为 0.5 mm至 1.5 mm。

如图 6所示，集油槽 216的截面为大致的 U形，集油槽 216的深度可以为 0.5 mm至 2 mm, 集油槽 216的宽度可以为 0.8 mm至 3 mm。

以上对本发明进行了示例性描述，下面描述的是本发明与传统技术的对比实验例，通过这些实验例可以清楚地看出本发明的有益效果。表 1为针对活塞在上止点时压强为 1.5 Mpa的汽油机，最高转速为

8000r/min。

1

上，气缸压力表指示压力增加 0.1

Mpa

表 2为针对活塞在上止点时压强为 3 Mpa的柴油机，最高转速为

3600r/min_c

表 2

表 3为针对活塞在上止点时压强为 3.5 Mpa的柴油机，最高转速为 2500r/min。本发明传统设计活塞环类型包括上下楔形环的储油活塞环单片开口式活塞环活塞环的数量 1 3

油环数 1 1

活塞环的直径 300 mm 300 mm 活塞环的厚度 16 mm 4 mm 活塞环的宽度 6.2 mm 7 mm 储油槽数量、位置、形四道；上楔形环和下楔形环各设置两无

状及大小道；梯形；深度为 1.5 mm, 开口宽度

为 1.2 mm, 侧壁的斜度为 10°

集油槽数量、形状及大一个；俯视图为圆形，截面为 U形，无

小深度为 1.5 mm宽度为 2 mm

连通孔数量、大小及布 12个；直径为 1.4 mm; 在集油槽内无

置方式均布

其它参数 α=0.5°

βο=βι =10°

第一、第二接合部的弧长均为 30mm

膨胀后的第一、第二间隙均为 1.5 mm

效果活塞环的使用寿命可延长 1倍以上，

气缸压力表指示压力增加 0.2 Mpa 表 4为针对活塞在上止点时压强为 2.4 Mpa的汽油机，最高转速为 4000r/min。

表 4

本发明传统设计活塞环类型包括上下楔形环的储油活塞环单片开口式活塞环活塞环的数量 1 3

油环数 1 1

活塞环的直径 86 mm 86 mm 活塞环的厚度 8.4 mm 2.8 mm 活塞环的宽度 4.2 mm 5 mm

储油槽数量、位置、形三道；上楔形环设置两道，下楔形环无

状及大小设置一道；梯形；深度为 0.8 mm, 开

口宽度为 1.2 mm, 侧壁的斜度为 5°

小深度为 0.8 mm宽度为 1.2 mm

连通孔数量、大小及布 10个；直径为 1.2 mm; 在集油槽内无

置方式均布

其它参数 α=0.3°

βο=βι =25°

第一、第二接合部的弧长均为 15mm

膨胀后的第一、第二间隙均为 0.5 mm

效果活塞环的使用寿命可延长 1倍以上，

气缸压力表指示压力增加 0.15 Mpa 以上仅仅是对本发明的示意性示例进行了介绍，应该了解，在不脱离本发明的构思内可以对本发明进行各种变化。

例如，本发明要求两片楔形环的楔形面的斜度 α—致，但不要求两片楔形环的开口必须保持 180°,允许两片环的开口有相对偏差，容许大于或小于 180°; 目的是放宽加工自由度，减少废品率。

再比如，本发明必须保证两片楔形环的设计组合后的总厚度 Η, 但不要求两片环的厚度完全一致，允许其中一片稍薄另一片稍厚，容许各片有厚度偏差,

Claims

权利要求

1、一种储油活塞环，包括相互接合的上楔形环（100a, 200a) 和下楔形环 ( 100b, 200b), 所述上楔形环（100a, 200a) 和下楔形环 ( 100b, 200b) 均设置有开口，所述上楔形环（100a, 200a)具有与气缸壁接触的第一工作面

( 101, 201 ), 所述下楔形环（100b, 200b)具有与气缸壁接触的第二工作面 ( 102, 202), 其特征是：所述第一工作面（101, 201 )和第二工作面（102, 202) 中至少一个工作面设置有至少一道储油槽（ 105, 106, 205, 206)。

2、根据权利要求 1所述的储油活塞环，其特征是：所述上楔形环（200a) 设置有储油槽（205 ), 并且所述上楔形环（200a) 的上平面（203 )设置有与所述储油槽（205 )连通的集油槽（216)。

3、根据权利要求 1或 2所述的储油活塞环，其特征是：所述储油槽（ 105, 106, 205, 206)的中心线与所述上楔形环（ 100a, 200a)的上平面（ 103, 203 ) 平行。

4、根据权利要求 1至 3中任一项所述的储油活塞环，其特征是：在所述第一工作面（101, 201 )的中部和所述第二工作面（ 102, 202) 的中部上分别设置有一道储油槽（ 105, 106, 205, 206), 或者所述第一工作面（101, 201 ) 和所述第二工作面（ 102, 202)各均匀布置有两道或三道储油槽（ 105, 106, 205, 206)。

5、根据权利要求 1至 4中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述储油槽（ 105, 106, 205, 206) 的截面为大致梯形，所述梯形的底边为直线或圆弧，所述储油槽的深度为 0.5 mm至 2 mm, 所述储油槽的开口宽度为 0.4 mm 至 1.8mm, 所述储油槽的侧壁的斜度为 2°至 10°。

6、根据权利要求 2至 5中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述集油槽（216)的底部具有与所述储油槽（205 )连通的 4至 16个连通孔（217), 这些连通孔（217)在集油槽（216) 内均匀分布，所述连通孔（217) 的直径为 0.5 mm至 1.5 mm。 7、根据权利要求 2至 6中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述集油槽（216) 的截面为 U形，所述集油槽（216) 的深度为 0.5 mm至 2 mm, 所述集油槽（216) 的宽度为 0.8111111至3111111。

8、根据权利要求 1至 6中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述上楔形环（100a, 200a) 与所述下楔形环 ( 100b, 200b) 组合后的总厚度 (H)为 2mm至 50mm。

9、根据权利要求 1至 8中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述上楔形环（100a, 200a)和所述下楔形环（100b, 200b) 的开口各包括内搭接部

( 110) 和外搭接部（ 120), 所述内搭接部（ 110)包括内凸起（ 110a)、外凹陷（ 110c)以及连接所述内凸起（ 110a)和外凹陷（ 110c)的第一接合部（ 110b ); 所述外搭接部（120)包括外凸起（120c)、内凹陷（120a)和连接所述外凸起

( 120c) 和内凹陷（120a) 的第二接合部（120b); 所述第一接合部（110b) 与所述第二接合部（120b)接合，在所述内搭接部（110) 的内凸起（110a) 和所述外搭接部（120) 的内凹陷（120a)之间具有第一间隙（111 ); 在所述内搭接部（110) 的外凹陷（110c)和所述外搭接部（120) 的外凸起（120c) 之间具有第二间隙（112)。
10、根据权利要求 9所述的储油活塞环，其特征是：从俯视图看，所述内搭接部（110) 的内凸起（110a) 和外凹陷（110c) 以及所述外搭接部（120) 的外凸起（120c) 和内凹陷（120a)均为圆弧形。
11、根据权利要求 9或 10所述的储油活塞环，其特征是：从俯视图看，所述第一接合部（110b)和所述第二接合部（120b)为与所述活塞环同心的圆弧。

12、根据权利要求 11 所述的储油活塞环，其特征是：所述第一接合部 ( 110b)和所述第二接合部（ 120b ) 的弧长为 5 mm至 50 mm, 所述第一间隙

( 111 )和第二间隙（112)各自在膨胀状态时为 0.5111111至3 111111。

13、根据权利要求 1至 12中任一项所述的储油活塞环，其特征是：所述上楔形环（ 100a, 200a)的楔形面（ 107, 207)与所述下楔形环（ 100b, 200b) 的楔形面（ 108, 208 )接合；所述上楔形环（100a, 200a) 的楔形面（107, 207)相对于所述上楔形环（100a, 200a) 的上平面（ 103, 203 ) 的斜度（α) 及所述下楔形环（ 100b, 200b)的楔形面（ 108, 208)相对于所述下楔形环（ 100b, 200b) 的下平面 ( 104, 204) 的斜度 (α)均为 0.02。至 0.5。。

14、根据权利要求 1至 13中任一项所述的储油活塞环，其特征是：从活塞环的俯视图看，所述上楔形环（100a, 200a)的开口中心和活塞环中心的连线与所述上楔形环（100a, 200a) 的最厚端和最薄端的连线之间的夹角（ β₀ ) 为 10°至 30°; 所述下楔形环（100b, 200b) 的开口中心和活塞环中心的连线与所述下楔形环（100b, 200b) 的最厚端和最薄端的连线之间的夹角（β 为 10。至 30。。
15、一种活塞，其特征是：所述活塞仅设置有一道活塞环槽，所述活塞环槽用于设置如权利要求 1至 14中任一项所述的储油活塞环。