CN103362683A - 多环岸复合式活塞环及组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于活塞式内燃机、空压机、活塞式泵领域，涉及动力装置和活塞压缩机械装置中使用的活塞环，具体涉及多环岸复合式活塞环及组件，组件包括：外环和内环，外环和内环上设有开口，外环和内环均是旋转环形实体并存在公共轴线，外环的外圆周面上开有至少一个槽沟，槽沟开口朝向气缸套的内壁面，至少一个内环部分或全部嵌入或安装在外环实体内的同一槽沟内，外环和内环配合为间隙配合。本发明有利于改善外环的上、下环岸的受力情况和降低热负荷，减少磨损，外环不易失效，同时也保护了内环，改善了密封性，提高发动机的性能指标。更进一步从设计上降低内燃机等机械的活塞压缩高度，从而降低整机高度，达到节材、节能的效果。

Description

多环岸复合式活塞环及组件

技术领域

本发明属于活塞式内燃机、空压机、活塞式泵领域，涉及运载车辆、船舶、工程、农林机械等动力装置和活塞压缩机械装置中使用的活塞环，具体涉及与活塞配合使用的多环岸复合式活塞环及组件。

背景技术

活塞往复式内燃机经过一百多年的发展，其燃油经济性、动力性、可靠性等已有大幅度提高，到目前为止内燃机热效率已达40％左右，但还有60％左右的热量损失。

目前，节能减排是当务之急，活塞环是影响内燃机的密封性能的关键零部件之一。

活塞、活塞环在气缸内工作过程中承受高温、高压、高速，其工作条件十分恶劣，提高活塞环的密封性能和减少运动副摩擦损失是重要的努力方向。其中，减少活塞环数量；改进活塞环开口结构形状；改变活塞环与气缸套、活塞接触面的结构型线；改进活塞、活塞环、气缸套的材质、工艺；减少活塞环压向气缸内壁面的压力等都是降低摩擦阻力和减少磨损的有效方法。

在现有活塞式内燃机和空压机中使用的活塞上，通常有二个或以上气环槽，目前在活塞每个气环槽内通常只装有一片活塞环，在活塞环上开有一个开口。这种单槽单环结构工作时，活塞环的开口处和气缸壁存在直通式的通道；虽然各活塞环在安装时将开口的方向互相错开，但是活塞密封性能仍然不佳，容易漏气和漏油，并造成内燃机的耗油量及耗气量增大，耗费了不少的能源，所排出的尾气对环境造成严重污染，也在一定程度上影响发动机的工作效率，尤其在使用一段时间后，磨损量不断增加，这种缺陷将更为明显。

【专利文献1】授权公告号CN201106677Y，二片组合式活塞环；

【专利文献2】ZL200920127254.4内燃机厚薄双片组合式活塞环；

【专利文献3】专利号ZL200820047749.1单环活塞发动机；

【专利文献4】授权公告号CN203009068U发动机活塞环组件等。

以上专利技术有一定的共性，在活塞上的单道环槽中放置二个或三个气环，活塞环的主体结构型式与现有环相同或相似，较传统活塞环技术比均不同程度有效地减少了漏气通道的大小或路径，使活塞环起到良好的密封作用，降低漏气量，起到节省油耗、增加动力、降低污染物排放等效果。

【专利文献5】授权公告号CN201661377U活塞环及活塞；

【专利文献6】授权公告号CN202690244U防漏气密封活塞环；

【专利文献7】申请号：201280002290.2活塞环；

【专利文献8】授权公告号CN201588703U内燃机用活塞和活塞环组件。

以上专利活塞环其主体结构型式与现有环相同或相似，区别在于活塞环接口处的结构有所不同，较传统活塞环技术比一定程度改善了密封性能，降低漏气量，起到节省油耗、增加动力、降低污染物排放等效果。

但是上述【专利文献1～8】多个专利技术存在：结构复杂、工艺性不佳、成本高、或轴向尺寸受限，可靠性下降等等缺陷。

因此，提供一种结构简单，工艺性好，密封性能好，节能环保，工作效率高，可靠性高的多环岸复合式活塞环及组件，具有较广阔的发展前景。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本发明提供一种多环岸复合式活塞环及组件，目的在于：提高活塞环的密封性、改善活塞环的受力情况、减少摩擦损失、节能环保、降低活塞压缩高度、节约材料、提高发动机性能和工作可靠性等。

本发明通过以下技术方案来实现，包括：

1、多环岸复合式活塞环及组件，包括：外环和内环，外环和内环上均设有开口，多环岸复合式活塞环及组件安装在活塞上设置的任意环槽内，装入发动机缸套内时，外环和内环开口错开相应角度。外环和内环都是旋转环形实体并存在公共轴线，外环的外圆周面上开有至少一个槽沟(凹部)，即槽沟(凹部)落在沿活塞环ZC轴线方向的外圆周面上并向外环径向方向的实体内延伸，槽沟(凹部)开口朝向气缸套的内壁面，至少一个内环部分或全部嵌入或安装在外环实体内的同一槽沟(凹部)内，外环和内环各配合面为间隙配合。

2、上述多环岸复合式活塞环及组件，外环由第一环岸(上环岸)、第二环岸(下环岸)或多个环岸、一个或多个槽沟(凹部)、上侧面、下侧面及内圆周面构成，外环上相邻两个环岸之间形成槽沟(凹部)，通过外环轴线ZC的截面的外轮廓成矩形、梯形、单侧梯形、桶形，多环岸复合式活塞环及组件的外环安装在活塞上的任意环槽内，第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)的外圆周面与气缸套内壁面配合。

3、上述多环岸复合式活塞环及组件，第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)通过外环的内圆周面有一定厚度的环状内壁b相连成一体，相邻两环岸通过环状内壁b连接后实体成“开口”字型或C字型槽沟(凹部)，多槽沟时有二个以上的环岸，构成E字型或F字型槽沟(凹部)。上环岸、下环岸通过实体相连大大提高了环岸的机械力学性能，散热面积，改善了上环岸的工作环境，提高了工作可靠性。具体根据轴向几何尺寸和受力情况来确定槽沟(凹部)个数、上环岸、下环岸以及内环的尺寸。

4、上述多环岸复合式活塞环及组件，外环的槽沟(凹部)包括：槽沟(凹部)的上侧面、下侧面、槽底面、第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)的外圆周面延展面开口，上述四个要素构成的通过外环轴线ZC的截面是带开口的(C型状)矩形状、带开口的梯形状、带开口的单侧梯形状，同样，多槽沟时构成E字型或F字型，此处不重复叙述。

5、上述多环岸复合式活塞环及组件，外环的第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)通过外环轴线ZC的截面的型线由平行于外环轴线ZC的同一直线上的线段构成，第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)外圆周面的延伸面重叠且平行于活塞环轴线ZC。

6、上述多环岸复合式活塞环及组件，外环的第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)通过外环轴线ZC的截面的型线至少有一部分由平行于外环轴线ZC的同一直线上的线段构成，第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)外圆周面部分成矩形与锥面、桶面等的混合型，在轴线ZC适当高度范围内第一环岸(上环岸)和第二环岸(下环岸)的外圆周面的延伸面重叠且平行于活塞环轴线ZC，上环岸和下环岸在各自的高度方向至少有适当的范围内直径尺寸一致。混合型的环具有综合优特点，但成本相应也会升高。

7、上述多环岸复合式活塞环及组件，其内环为矩形环、梯形环、锥面环、桶面环、正扭曲内切环、反扭曲锥面环等，安装在外环的槽沟(凹部)内，槽沟(凹部)的内表面形状与上述相应的内环的形状相配合，内环的外圆周面与气缸套内壁面配合。各种型式的环各具特色，具体根据设计要求、工艺要求、成本控制等需要选择不同型式的内环来满足相应要求。

【本发明有益效果】

通常，接近活塞顶的第一道气环承受气体压力大，热负荷大，润滑条件差，容易失效，本发明多环岸复合式活塞环及组件通过上述结构的改进，有利于各环的受力情况改善，外环不易失效，也保护了内环，降低磨损，改善密封性，增加动力，提高性能指标，延长气缸套、活塞、活塞环摩擦副的工作寿命，降低运行成本；同时本发明可降低活塞的压缩高度，从而在设计上直接降低内燃机等机械的整机外形尺寸，达到节材、节能的效果。

附图说明

权利要求书不限于所说明的实例，但通过对各种实例的论述可以较好地了解到各个方面。参看附图，详细地示出了说明性实施例。尽管诸图呈现了实施例，但图未必是按比例绘制的，并且某些特征可以被夸大表示，如活塞环配合间隙、活塞环开口间隙等等，以便更好地说明和解释实施例的创新方面。

本文所述的实施例无意是详尽的，不限制于或约束于诸图中所示以及以下实施方式中所揭示的精确形式和配置。通过参看以下诸图来详细地描述本发明的示范性实施例：

图1是现有活塞环气环立体图；

图2是现有气环矩形环放大表示的A-A剖视图；

图3是现有气环梯形环放大表示的A-A剖视图；

图4是现有气环锥面环放大表示的A-A剖视图；

图5是现有气环桶面环放大表示的A-A剖视图；

图6是现有气环正扭曲内切环放大表示的A-A剖视图；

图7是现有气环反扭曲锥面环放大表示的A-A剖视图；

图8是本发明第一实施方式活塞环及组件立体图；

图9是本发明第二实施方式活塞环及组件立体图；

图10是本发明第三实施方式活塞环及组件立体图；

图11是本发明第四实施方式活塞环及组件立体图；

图12是本发明第一实施方式(内环安装在外环内)放大表示的B-B剖视图；

图13是本发明第二实施方式(内环安装在外环内)放大表示的C-C剖视图；

图14是本发明第三实施方式(内环安装在外环内)放大表示的D-D剖视图；

图15是本发明第四实施方式(内环安装在外环内)放大表示的E-E剖视图；

图16是本发明第一、二实施方式活塞环外环立体图；

图17是本发明第三实施方式活塞环外环立体图；

图18是本发明第四实施方式活塞环外环立体图；

图19是本发明第一、二实施方式外环C型矩形状放大表示的F-F剖视图；

图20是本发明第三实施方式外环E型矩形状放大表示的G-G剖视图；

图21是本发明第实四施方式外环F型矩形状放大表示的H-H剖视图；

图22是本发明第一实施方式外环C型矩形状放大表示的F-F剖视图；

图23是本发明第一实施方式外环C型梯形状放大表示的F-F剖视图；

图24是本发明第一实施方式外环C型单侧梯形状放大表示的F-F剖视图；

图25是本发明第一实施方式外环C型局部桶面状放大表示的F-F剖视图；

图26是本发明外环槽沟(凹部)C型矩形状放大表示的F-F局部剖视图；

图27是本发明外环槽沟(凹部)C型梯形状放大表示的F-F局部剖视图；

图28是本发明外环槽沟(凹部)C型单侧梯形状放大表示的F-F局部剖视图；

图29是现有发动机燃烧室附近局部剖视图；

图30是本发明发动机燃烧室附近局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明多环岸复合式活塞环及组件。

参照图1～8，说明现有活塞环相关技术，图1是现有技术活塞环气环立体图，图2是现有气环矩形环放大表示的A-A剖视图，图3是现有气环梯形环放大表示的A-A剖视图，图4是现有气环锥面环放大表示的A-A剖视图，图5是现有气环桶面环放大表示的A-A剖视图，图6是现有气环正扭曲内切环放大表示的A-A剖视图，图7是现有气环反扭曲锥面环放大表示的A-A剖视图，现有发动机(内燃机)1所常用的活塞环气环A6主要有至少有6种以上基本型气环，它们是矩形环、梯形环、锥面环、桶面环，正扭曲内切环、反扭曲锥面环。现有气环主体A6由上表面A61、下表面A63、外圆周面A62、内圆周面A64构成，气环主体A6上设有开口，间隙为g，气环A-A剖面A60由四边以上的多边形构成，上边A611、下边A631、外侧边A621、内侧边A641、辅助边A651和A661，上述多边形公共绕轴线ZC旋转360°分别形成气环A6的基本型：矩形环、梯形环、锥面环、桶面环，正扭曲内切环、反扭曲锥面环，此处不详细描述。单侧梯形环未画出。为减少漏气量通常安装2～3道气环：第一气环A6、第二气环7、第三环(未画出)，外加一道油环8。

本发明多环岸复合式活塞环及组件6，与传统的活塞环A6结构不同，安装在活塞9环槽位置上，在发动机内安装的位置可参看图29和图30，图29是现有发动机燃烧室附近局部剖视图，图30是本发明发动机燃烧室附近局部剖视图。本发明能更有效地防止气体经活塞、活塞环组泄漏到曲轴箱中，从而提高发动机性能。根据实际情况，可以在活塞上的自上之下的第一道环槽、第二道环槽、第三道环槽等分别安装多环岸复合式活塞环及组件6。

参照图8，说明本发明第一实施方式的活塞环及组件，图8是本发明第一实施方式活塞环及组件立体图，图中多环岸复合式活塞环及组件6由外环61和内环A6组成，内环A6部分或全部嵌入在外环61实体上的槽沟(凹部)内，两者配合为间隙配合，间隙适当，满足使用要求，外环61实体内有一个槽沟(凹部)，安装一个内环A6组成组件，组件6安装到发动机1的缸套5内时，内环A6与外环61开口g错开一定角度，如180°等。

参照图9，说明本发明第二实施方式的活塞环及组件，图9是本发明第二实施方式活塞环及组件立体图，图中多环岸复合式活塞环及组件6由外环62(结构同61)和二个内环A6组成，内环A6型式与现有环型式相似。内环A6部分或全部嵌入在外环62实体上的槽沟(凹部)内，两者配合为间隙配合，间隙适当，满足使用要求，外环62实体内有一个槽沟(凹部)，平行安装二个内环A6组成组件。组件6安装到到发动机1的缸套5内时，内环A6与外环62开口g错开一定角度，如各120°等。

参照图10，说明本发明第三实施方式的活塞环及组件，图10是本发明第三实施方式活塞环及组件立体图，图中，多环岸复合式活塞环及组件6由外环63和二个内环A6组成，内环A6型式与现有环型式相似。内环A6部分或全部嵌入在外环63实体上的槽沟(凹部)内，两者配合为间隙配合，间隙适当，满足使用要求，外环63实体内有二个槽沟(凹部)，分别安装各一个内环A6组成组件。组件6安装到发动机1的缸套5内时，内环A6与外环63开口g错开一定角度，如各180°等。

参照图11，说明本发明第四实施方式的活塞环及组件，图11是本发明第四实施方式活塞环及组件立体图，图中，多环岸复合式活塞环及组件6由外环64和二个内环A6组成，内环A6型式与现有环型式相似。内环A6部分或全部嵌入在外环64实体上的槽沟(凹部)内，两者配合为间隙配合，间隙适当满足使用要求，外环63实体内有二个槽沟(凹部)，分别安装各一个内环A6组成组件。组件6安装到发动机1缸套5内时，内环A6与外环64开口g错开一定角度，如各180°等。

参照图12～15，图12是本发明第一实施方式(内环安装在外环内)放大表示的B-B剖视图；从图12可以看出，一个内环A6的截面A60包括在外环61截面610内，间隙适当，三侧的间隙为g2大于0；图13是本发明第二实施方式(内环安装在外环内)放大表示的C-C剖视图；从图13可以看出，二个内环A6的截面A60包括在外环62截面620内，间隙适当，三侧的间隙为g2大于0；图14是本发明第三实施方式(内环安装在外环内)放大表示的D-D剖视图，从图14可以看出，二个内环A6的截面A60包纳在外环63截面630内，间隙适当，三侧的间隙为g2大于0；图15是本发明第四实施方式(内环安装在外环内)放大表示的E-E剖视图；从图15可以看出，二个内环A6的截面A60包括在外环64截面640内，间隙适当，三侧的间隙为g2大于0。

参照图16、图19，图26～28，说明外环61的实体结构，图16是本发明第一、二实施方式活塞环外环立体图，外环61/62(外环62和外环61结构同，高度尺寸不同，不重复)主体由：上表面611、外圆周面第一环岸(上环岸)612表面、槽沟(凹部)613及其内表面、第二环岸(下环岸)614表面、下表面615、内圆周面616构成，外环61主体上设有开口g，间隙为g，外环61/62的F-F剖面610由多边形构成C型图案，见图19，多边形的边组成为：上边6111、第一环岸612截面6121的边6122、槽沟(凹部)613截面6131组成边(边6132、边6133、边6134，具体见图26～28示出)、第二环岸614截面6141的边6142、下边6151、内侧边6161，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61、外环62，第一环岸612和第二环岸614通过外环61的内圆周面616有一定厚度的环状内壁b相连成一体，内环A6安装在槽沟(凹部)613内，间隙配合。

参照图17、图20，图26～28，说明外环63的实体结构，图17是本发明第三实施方式活塞环外环立体图，外环63主体由：上表面631、外圆周面第一环岸632表面、第一槽沟(凹部)633及其内表面、第二环岸634表面、第二槽沟(凹部)635及其内表面、第三环岸636表面、下表面637、内圆周面638构成，外环63主体上设有开口g，间隙为g，外环63的G-G剖面630由多边形构成E型图案，见图20，多边形的边组成为：上边6311、第一环岸632截面6321的边6322、第一槽沟(凹部)633截面6331组成边(边6132、边6133、边6134，具体见图26～28示出)、第二环岸634截面6341的边6342、第二槽沟(凹部)635截面6351组成边(边6132、边6133、边6134，具体见图26～28示出)、第三环岸636截面6361的边6362、下边6371、内侧边6381，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环E型外环63，第一环岸632、第二环岸634、第三环岸636通过外环63的内圆周面638有一定厚度的环状内壁b相连成一体，二个内环A6分别安装在第一槽沟(凹部)633和第二槽沟(凹部)635内，间隙配合。

参照图18、图21，图26～28，说明外环64的实体结构，图18是本发明第四实施方式活塞环外环立体图，外环64主体由：上表面641、外圆周面第一环岸642表面、第一槽沟(凹部)643及其内表面、第二环岸644表面、第二槽沟(凹部)645及其表面、下表面646、内圆周面647构成，外环64主体上设有开口g，间隙为g，外环64的H-H剖面640由多边形构成F型图案，见图21，多边形的边组成为：上边6411、第一环岸642截面6421的边6422、第一槽沟(凹部)643截面6431组成边(边6132、边6133、边6134，具体见图26～28示出)、第二环岸644截面6441的边6442、单侧第二槽沟(凹部)645截面6451组成边(边6132、边6134，具体见图26、图28示出)、下边6461、内侧边6471，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环F型外环64，第一环岸642、第二环岸644通过外环64的内圆周面647有一定厚度的环状内壁b相连成一体，二个内环A6分别安装在第一槽沟(凹部)643和半开式第二槽沟(凹部)645内，间隙配合。

参照图22～25，说明外环的外形轮廓的各种可能型式。图22是本发明第一实施方式外环C型矩形状放大表示的F-F剖视图，图23是本发明第一实施方式外环C型梯形状放大表示的F-F剖视图，图24是本发明第一实施方式外环C型单侧梯形状放大表示的F-F剖视图，图25是本发明第一实施方式外环C型局部桶面状放大表示的F-F剖视图；此处叙述第一实施方式外环61/62C型外轮廓通过外环61轴线ZC的截面型式，也是与之相配合的活塞环槽的型式。

图22是外轮廓为矩形的外环，上边6111、第一环岸612截面6121的边6122、槽沟(凹部)613截面6131组成边(边6132、边6133、边6134，具体见图26～28示出)、第二环岸614截面6141的边6142、下边6151、内侧边6161，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61、外环62，内环A6安装在槽沟(凹部)613内。

图23是外轮廓为梯形的外环，上边6111、第一环岸截面的边6122、槽沟(凹部)613截面组成边(同上，图23中未示出标号)、第二环岸截面的边6142、下边6151、内侧边6161，上边6111与下边6151成夹角α，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61、外环62，内环A6安装在槽沟(凹部)613内。

图24是外轮廓为单侧梯形的外环，上边6111、第一环岸截面的边6122、槽沟(凹部)613截面组成边(同上，图24中未示出)、第二环岸截面的边6142、下边6151、内侧边6161，上边6111与下边6151成夹角α，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61、外环62，内环A6安装在槽沟(凹部)613内。

图25是外轮廓为局部桶形的外环，上边6111、第一环岸截面的边6112和6122、槽沟(凹部)613截面组成边(同上，图25中未示出)、第二环岸截面的边6142和6132、下边6151、内侧边6161，其中边6112和边6132为桶形截面曲线，边6122和边6142是一条直线上的两段且平行于公共轴线ZC，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61、外环62，内环A6安装在槽沟(凹部)613内。以上列举了四种型式的轮廓，也可以是其它已知的型式，此处不一一列举。

同理，第二实施方式外环同第一实施方式外环，区别在于第一实施方式的一个槽沟(凹部)613内安装一个内环A6而第二实施方式的一个槽沟(凹部)613内安装两个内环A6，两者槽沟(凹部)的高度H1，H2不同。

第三实施方式和第四实施方式外环的外轮廓参照第一实施方式，此处不重复叙述。

参照图26～28，说明外环61实体上槽沟(凹部)613等的型式。图26是本发明外环槽沟(凹部)C型矩形状放大表示的F-F局部剖视图；图27是本发明外环槽沟(凹部)C型梯形状放大表示的F-F局部剖视图；图28是本发明外环槽沟(凹部)C型单侧梯形状放大表示的F-F局部剖视图。

外环61截面610局部剖视图图26中槽沟(凹部)截面6131的上边6132、下边6133，内侧边6134，外侧边6122和边6142。其中上边6132、下边6133平行，外侧边6122和边6142是同一直线上的两段，且平行于公共轴线ZC，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61的槽沟(凹部)613，形成矩形槽沟(凹部)，用于安装内环A6。

外环61截面610局部剖视图图27中槽沟(凹部)截面6131的上边6132、下边6133，内侧边6134，外侧边6122和边6142。其中上边6132、下边6133成夹角α，外侧边6122和边6142是同一直线上的两段，且平行于公共轴线ZC，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61的槽沟(凹部)613，形成梯形槽沟(凹部)，用于安装内环A6。

外环61截面610局部剖视图图28中槽沟(凹部)截面6131的上边6132、下边6133，内侧边6134，外侧边6122和边6142。其中上边6132、下边6133成夹角α，下边下边6133垂直公共轴线ZC，外侧边6122和边6142是同一直线上的两段，且平行于公共轴线ZC，上述几何面绕公共轴线ZC旋转360°形成气环C型外环61的槽沟(凹部)613，成单侧梯形槽沟(凹部)，用于安装内环A6。内环A6是现有技术活塞环，此处不赘述。

第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式等型式的外环61实体上的槽沟(凹部)结构型式相同，此处不重复。

参照图29和图30，说明本发明与现有技术的差别，图29是现有发动机燃烧室附近局部剖视图；图30是本发明发动机燃烧室附近局部剖视图。区别在与活塞9上的现有技术的活塞环A6被本发明多环岸复合式活塞环及组件6代替，其活塞9上的槽宽适当增高，在图29中，在活塞9上，在沿着高度方向形成的多个(在本实施方式中为三个)自上至下中依次嵌插有第一气环A6、第二气环7、油环8。在图30中，在活塞9上，在沿着高度方向形成的多个(在本实施方式中为三个)自上至下中依次嵌插有第一气环6、第二气环7、油环8。在图29和图30中，活塞9侧面、活塞环第一气环A6或6的外圆周面A621、第二气环7的外圆周面A621、油环8的外圆周面81与气缸套5的内壁面51进行配合并进行往复运动。气门2、气缸盖3、气缸垫4将装入机体10气缸套5的上平面覆盖，与气缸套5内壁及活塞9一起形成燃烧室空间12。在活塞9的上部形成有发动机1的燃烧室12开式的环侧面间隙g1，在该环侧面间隙g1中充满有来自燃烧室12的燃烧或可燃气体，图29和图30安装的气环型式不同。在发动机1燃烧室12的顶部设有气阀2，工作过程中实施进、排换气过程，发动机1燃烧做功从活塞经活塞销13传递到连杆11经曲轴(未图示)输出。

本发明多环岸复合式活塞环及组件6，与传统的活塞环A6结构不同，改变了第一道气环外环61的结构型式，至少设第一环岸(上环岸)612、第二环岸(下环岸)614，第一环岸612的工作条件最恶劣，第一环岸612和第二环岸614通过外环61的内圆周面616有一定厚度的环状内壁b相连成一体，第二环岸(下环岸)614工作环境条件比上环岸的条件要好得多，其机械力学性能和散热条件可以传递到第一环岸(上环岸)612，从而使第一环岸(上环岸)的运行条件改善，不容易因为热力因素使之失效，危及内环A6，第一环岸612上环岸的运行条件得以明显改善，同时保护了内环A6，因此内环A6工作更可靠，寿命更长，这样，多环岸复合式活塞环及组件6提高了密封性能，能更有效地防止气体经活塞、活塞环组泄漏到曲轴箱中，从而提高发动机性能。

根据实际情况，可以在活塞上的自上之下的第一道环槽、第二道环槽、第三道环槽等分别安装多环岸复合式活塞环及组件6，效果更佳。

另外，本发明并未限定为上述的实施方式，适当根据需要可以将上述的实施方式组合实施，或者适当根据需要可以将上述的实施方式进行变形或变更实施。

此外，本发明的活塞环除了被使用作为顶环以外，也可以在第二级以后的活塞环(第二环以后的活塞环)中使用。

另外，在上述的实施方式中，列举出沿着高度方向形成有二个气环槽的活塞9作为一具体例，但本发明的活塞并未限定于此，也可以适用沿着高度方向形成有一个、两个、三个以上的环槽的活塞。

Claims (10)

1.多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：包括外环(61)和内环(A6)，外环(61)和内环(A6)上设有开口g，所述多环岸复合式活塞环及组件(6)安装在活塞(9)上设置的任意环槽内，装入发动机(1)的缸套(5)内时，外环(61)和内环(A6)开口错开相应角度，外环(61)和内环(A6)都是旋转环形实体并存在公共轴线，外环(61)的外圆周面上开有至少一个槽沟(凹部)(613)，槽沟(凹部)(613)落在外环(61)的外圆周面上并向外环(61)径向方向的实体内延伸，槽沟(凹部)(613)开口朝向气缸套(5)的内壁面(51)，至少一个内环(A6)部分或全部嵌入或安装在外环(61)实体内的同一槽沟(凹部)(613)内，外环(61)和内环(A6)的各配合面为间隙配合。

2.根据权利要求1所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：所述的外环(61)由第一环岸(上环岸)(612)、第二环岸(下环岸)(614)或多个环岸、一个或多个槽沟(凹部)(613)、上侧面(611)、下侧面(615)及内圆周面(616)构成，外环(61)上相邻两个环岸之间形成槽沟(凹部)(613)，通过外环(61)轴线ZC的截面(610)的外轮廓可以是矩形、梯形、单侧梯形、桶形。多环岸复合式活塞环及组件(6)的外环(61)安装在活塞(9)上的任意槽内，第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)的外圆周面与气缸套(5)的内壁面(51)配合。

3.根据权利要求2所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)通过外环(61)的内圆周面(616)有一定厚度的环状内壁b相连成一体，相邻两环岸通过环状内壁b连接后实体成“开口”字型或C字型槽沟(凹部)(613)，同样，多槽沟时有二个以上的环岸，构成E字型或F字型槽沟(凹部)(613)。

4.根据权利要求1或2所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：所述的外环(61)的槽沟(凹部)(613)包括：槽沟(凹部)(613)的上侧面、下侧面、槽底面、第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)的外圆周面延展面开口，上述四个要素构成的通过外环(61)轴线ZC的截面可以是带开口的(C型状)矩形状、带开口的梯形状、带开口的单侧梯形状。同样，多槽沟时构成E字型或F字型。

5.根据权利要求1或2所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：所述的外环(61)的第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)通过外环(61)轴线ZC的截面的外圆周面的型线由平行于外环(61)轴线ZC的同一直线上的线段构成，第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)外圆周面的延伸面重叠且平行于活塞环轴线ZC。

6.根据权利要求1或2所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：所述的外环(61)的第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)通过外环(61)轴线ZC的截面的外圆周面的型线至少有一部分由平行于外环(61)轴线ZC的同一直线上的线段构成，第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)外圆周面部分可以是矩形与锥面、桶面的混合型，在轴线ZC适当高度范围内第一环岸(上环岸)(612)和第二环岸(下环岸)(614)外圆周面的延伸面重叠且平行于活塞环轴线ZC，即上环岸(612)和下环岸(614)在各自的高度方向至少有适当的范围内直径尺寸一致。

7.根据权利要求1所述多环岸复合式活塞环及组件(6)，其特征在于：所述内环(A6)可以是矩形环、梯形环、锥面环、桶面环、正扭曲内切环、反扭曲锥面环，安装在外环(61)的槽沟(凹部)(613)内，槽沟(凹部)(613)的内表面形状与上述相应的环的形状相配合，内环(A6)的外圆周面与气缸套(5)内壁面(51)配合。

8.一种活塞环组，仅具备权利要求1～7中任一项所述的活塞环。

9.一种活塞，将权利要求1～7中任一项所述的活塞环嵌入环槽。

10.一种内燃机，具备权利要求7或8所述的活塞环组或权利要求9所述的活塞。

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