CN104454226A - 一种发动机活塞总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机活塞总成，设置有活塞结构和与之相匹配的活塞环组与气缸本体的内壁一起将形成一个拥有至少一个或一个以上的环状突扩膨胀腔室且具有所述多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力和能量耗散效应，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞结构总成既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

Description

一种发动机活塞总成
技术领域
本发明涉及发动机配件的领域，尤其涉及一种发动机活塞总成。
背景技术
发动机的排放控制要求越来越严，活塞总成包括活塞本体与相应活塞环组，作为发动机的关键子组件之一，其总体结构设计及子件间之匹配设计对尾气排放中碳氢排放的大小具有决定性影响。首先，在发动机排气过程中，部分藏在活塞与活塞环和气缸壁间间隙中（主要是第一压缩环以上余隙及部分第一压缩环与第二压缩环间余隙）的碳氢化合物会随着燃烧废气一起逸出排气门外；其二，在发动机混合气压缩行程和点火燃烧膨胀下行过程中，部分高压混合气和高温高压燃气在巨大压差作用下通过活塞与活塞环及气缸体间间隙而进入发动机曲轴箱中，形成混合气和燃气的窜气泄漏，所述窜气泄漏通常还会导致曲轴箱中的机油油温油压升高而形成机油蒸汽，与燃气及燃油混合气窜气一起进入发动机呼吸器，部分机油蒸汽因而会进入燃烧室参与燃烧而形成未燃碳氢排放物随燃烧废气排出排气门外；再者，机油的持续燃烧会在活塞顶部与燃烧室表面形成积碳，积碳的形成会成为未燃烧碳氢化合物的温床，而藏在积碳中的碳氢化合物会在排气过程中随燃烧废气一起逸出排气门外。很显然，燃气燃油混合窜气泄漏量的大小对碳氢排放大小有不可忽视的直接影响。
现有发动机活塞总成大多采用等环岸直径和等槽深结构的活塞结构，相应地第一压缩活塞环与第二压缩活塞环通常也为等径向厚度结构，其与相应活塞环组和气缸壁形成的余隙通道由于不具有明显的多级突缩突扩特性而无法产生足够大的阻力和能量耗散效应，因而很难阻止高压燃油混合气和高温高压燃气的大量窜气泄漏，即便人们采用减小余隙的办法多数也作用有限。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种发动机活塞总成，设置有活塞结构和与之相匹配的活塞环组与气缸本体的内壁一起将形成一个拥有至少一个或一个以上的环状突扩膨胀腔室且具有所述多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力和能量耗散效应，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞结构总成既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述的第一压缩活塞环、第二压缩活塞环和油环组件分别与气缸本体的内壁相接触，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第二环岸与气缸本体的内壁间设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第二环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
在本发明一个较佳实施例中，在所述第三环岸与气缸本体的内壁间还设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第三环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供了一种发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述的第一压缩活塞环、第二压缩活塞环和油环组件分别与气缸本体的内壁相接触，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第三环岸与气缸本体的内壁间设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第三环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
在本发明一个较佳实施例中，在第二压缩活塞环与第二压缩环槽间之背隙区域设置有一个所述的环状突扩膨胀腔室。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，所述第二压缩活塞环径向厚度与第二压缩环槽槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，优选为0.8-0.9。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等轴向厚度或非等轴向厚度结构，第一压缩活塞环轴向厚度与第二压缩活塞环轴向厚度之比小于等于1.0，优选为0.6-1.0。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一压缩活塞环之闭合间隙大小与第二压缩活塞环之闭合间隙大小有差别，第一压缩活塞环之闭合间隙尺寸与第二压缩活塞环之闭合间隙尺寸之比小于1.0，优选为0.28-0.55。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供了一种发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，其特征在于，在所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽与气缸壁间区域则构成第一突扩膨胀腔室，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，在第二压缩环槽和第二压缩活塞环间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，在所述第三环岸的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽，所述第二环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸中间。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供了一种发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽与气缸壁间区域则构成第一突扩膨胀腔室，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，在第二压缩环槽和第二压缩活塞环间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，在所述第三环岸的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽，所述第二环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸中间，其特征在于，在油环槽与油环组件间之背隙区域还加设有第四突扩膨胀腔室，所述油环槽槽深大于油环组件径向厚度，油环组件径向厚度与油环槽槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
本发明的有益效果是：本发明的发动机活塞总成，设置有活塞结构和与之相匹配的活塞环组与气缸本体的内壁一起将形成一个拥有至少一个或一个以上的环状突扩膨胀腔室且具有所述多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力和能量耗散效应，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该发动机活塞结构总成既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1 是本发明的发动机活塞总成的一较佳实施例的结构示意图；
图2 是图1中活塞本体的结构示意图；
图3是图1中第一压缩活塞环之闭合间隙的局部放大结构示意图；
图4是图1中第二压缩活塞环之闭合间隙的局部放大结构示意图；
图5 是本发明另一发动机活塞总成的一较佳实施例的结构示意图；
附图中的标记为：1-- 气缸本体、2-- 活塞本体、3-- 第一压缩活塞环、4-- 第二压缩活塞环、5-- 油环组件、201-- 第一环岸、202-- 第一压缩环槽、203-- 第二环岸、204—第二压缩环槽、205-- 第三环岸、206-- 油环槽、207-- 活塞裙部、208-- 第一环状突扩膨胀槽、209-- 第二环状突扩膨胀槽、301-- 第一压缩活塞环闭合间隙、401-- 第二压缩活塞环闭合间隙。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明实施例包括：
一种发动机活塞总成，包括气缸本体1、活塞本体2、第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4以及油环组件5，所述的第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4和油环组件5分别与气缸本体1的内壁相接触，所述活塞本体2的外圆周上从上到下依次设有第一环岸201、第一压缩环槽202、第二环岸203、第二压缩环槽204、第三环岸205、油环槽206和活塞裙部207，所述第一压缩环槽202与第二压缩环槽204为非等槽深结构，第一压缩环槽202的槽深与第二压缩环槽204的槽深之比小于1.0，在所述第二环岸203的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽208，所述第一环状突扩膨胀槽208与气缸本体1的内壁间构成第一突扩膨胀腔室，所述第一压缩活塞环3与第二压缩活塞环4为非等径向厚度结构，第一压缩活塞环3径向厚度与第二压缩活塞环4径向厚度之比小于1.0，所述第二压缩环槽204槽深大于第二压缩活塞环4径向厚度，在第二压缩环槽204和第二压缩活塞环4间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室。
上述中，所述第二环岸203表面分别与第一压缩环槽202和第二压缩环槽204相交形成的夹角有小倒角圆角。
其中，所述第一突扩膨胀腔室设置在第二环岸203与气缸本体1的内壁之间，且第一环状突扩膨胀槽208位于第二环岸203中间。所述第一环状突扩膨胀槽208表面与第二环岸203外周面相交形成的上部棱角和下部棱角均保持锐利，无倒角无圆角。
进一步的，所述第二压缩活塞环4径向厚度与第二压缩环槽204槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
再进一步的，所述第一压缩活塞环3与第二压缩活塞环4为非等径向厚度结构，第一压缩活塞环3径向厚度与第二压缩活塞环4径向厚度之比小于1.0，优选为0.8-0.9；所述第一压缩活塞环3与第二压缩活塞环4为等轴向厚度或非等轴向厚度结构，第一压缩活塞环3轴向厚度与第二压缩活塞环4轴向厚度之比小于等于1.0，优选为0.6-1.0。
如图3和图4所示，所述第一压缩活塞环3之闭合间隙301大小与第二压缩活塞环4之闭合间隙401大小有差别，第一压缩活塞环3之闭合间隙301尺寸与第二压缩活塞环4之闭合间隙401尺寸之比小于1.0，优选为0.28-0.55。
如图5所示，在发动机缸压较高情形下，本发明还提供了另一种发动机活塞总成，包括气缸本体1、活塞本体2、第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4以及油环组件5，所述的第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4和油环组件5分别与气缸本体1的内壁相接触，所述活塞本体2的外圆周上从上到下依次设有第一环岸201、第一压缩环槽202、第二环岸203、第二压缩环槽204、第三环岸205、油环槽206和活塞裙部207，所述第一压缩环槽202与第二压缩环槽204为非等槽深结构，第一压缩环槽202的槽深与第二压缩环槽204的槽深之比小于1.0，在所述第二环岸203的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽208，所述第一环状突扩膨胀槽208与气缸本体1的内壁间构成第一突扩膨胀腔室，所述第一压缩活塞环3与第二压缩活塞环4为非等径向厚度结构，第一压缩活塞环3径向厚度与第二压缩活塞环4径向厚度之比小于1.0，所述第二压缩环槽204槽深大于第二压缩活塞环4径向厚度，在第二压缩环槽204和第二压缩活塞环4间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，所述第三环岸205的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽209，所述第二环状突扩膨胀槽209与气缸本体1的内壁则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸205中间。
在发动机缸压较高情形下，本发明还提供了另一种发动机活塞总成，包括气缸本体1、活塞本体2、第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4以及油环组件5，所述的第一压缩活塞环3、第二压缩活塞环4和油环组件5分别与气缸本体1的内壁相接触，所述活塞本体2的外圆周上从上到下依次设有第一环岸201、第一压缩环槽202、第二环岸203、第二压缩环槽204、第三环岸205、油环槽206和活塞裙部207，所述第一压缩环槽202与第二压缩环槽204为非等槽深结构，第一压缩环槽202的槽深与第二压缩环槽204的槽深之比小于1.0，在所述第二环岸203的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽208，所述第一环状突扩膨胀槽208与气缸本体1的内壁间构成第一突扩膨胀腔室，所述第一压缩活塞环3与第二压缩活塞环4为非等径向厚度结构，第一压缩活塞环3径向厚度与第二压缩活塞环4径向厚度之比小于1.0，所述第二压缩环槽204槽深大于第二压缩活塞环4径向厚度，在第二压缩环槽204和第二压缩活塞环4间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，所述第三环岸205的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽209，所述第二环状突扩膨胀槽209与气缸本体1的内壁则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸205中间，在油环槽206与油环组件5间之背隙区域还加设有第四突扩膨胀腔室（图未视），所述油环槽206槽深大于油环组件5径向厚度，油环组件5径向厚度与油环槽206槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
本发明的发动机活塞总成从燃烧室到曲轴箱间设置有至少两级以上的可用于捕捉窜气泄漏的突缩节流结构与突扩膨胀结构，与气缸本体1的内壁一起将形成一个特别的具有多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力与能量耗散效应，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出。
综上所述，本发明提供的发动机活塞总成，设置有活塞结构和与之相匹配的活塞环组与气缸本体的内壁一起将形成一个拥有至少一个或一个以上的环状突扩膨胀腔室且具有所述多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力和能量耗散效应，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，该通用发动机活塞结构总成既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 一种发动机活塞总成，其特征在于，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述的第一压缩活塞环、第二压缩活塞环和油环组件分别与气缸本体的内壁相接触，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第二环岸与气缸本体的内壁间设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第二环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
2. 根据权利要求1 所述发动机活塞总成，其特征在于，在所述第三环岸与气缸本体的内壁间还设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第三环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
3. 一种发动机活塞总成，其特征在于，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述的第一压缩活塞环、第二压缩活塞环和油环组件分别与气缸本体的内壁相接触，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第三环岸与气缸本体的内壁间设置有一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室，所述一个或多于一个的环状突扩膨胀腔室由设在所述第三环岸的外圆周上的一个或多于一个的环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域构成。
4. 根据权利要求1-3之一 所述发动机活塞总成，其特征在于，在第二压缩活塞环与第二压缩环槽间之背隙区域设置有一个所述的环状突扩膨胀腔室。
5. 根据权利要求1-4 所述发动机活塞总成，其特征在于，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，所述第二压缩活塞环径向厚度与第二压缩环槽槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
6. 根据权利要求1-5之一 所述发动机活塞总成，其特征在于，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，优选为0.8-0.9。
7. 根据权利要求1-6之一 所述发动机活塞总成，其特征在于，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等轴向厚度或非等轴向厚度结构，第一压缩活塞环轴向厚度与第二压缩活塞环轴向厚度之比小于等于1.0，优选为0.6-1.0。
8. 根据权利要求1-7之一 所述发动机活塞总成，其特征在于，所述第一压缩活塞环之闭合间隙大小与第二压缩活塞环之闭合间隙大小有差别，第一压缩活塞环之闭合间隙尺寸与第二压缩活塞环之闭合间隙尺寸之比小于1.0，优选为0.28-0.55。
9. 根据权利要求1-8之一所述发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，其特征在于，在所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽与气缸壁间区域则构成第一突扩膨胀腔室，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，在第二压缩环槽和第二压缩活塞环间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，在所述第三环岸的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽，所述第二环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸中间。
10. 根据权利要求1-9之一所述发动机活塞总成，包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述活塞本体的外圆周上从上到下依次设有第一环岸、第一压缩环槽、第二环岸、第二压缩环槽、第三环岸和油环槽，所述第一压缩环槽与第二压缩环槽为等槽深或非等槽深结构，第一压缩环槽的槽深与第二压缩环槽的槽深之比小于等于1.0，所述第一压缩活塞环与第二压缩活塞环为等径向厚度或非等径向厚度结构，第一压缩活塞环径向厚度与第二压缩活塞环径向厚度之比小于等于1.0，在所述第二环岸的外圆周上设有第一环状突扩膨胀槽，所述第一环状突扩膨胀槽与气缸壁间区域则构成第一突扩膨胀腔室，所述第二压缩环槽槽深大于第二压缩活塞环径向厚度，在第二压缩环槽和第二压缩活塞环间之背隙区域构成第二突扩膨胀腔室，在所述第三环岸的外圆周上还加设有第二环状突扩膨胀槽，所述第二环状突扩膨胀槽与气缸本体的内壁间区域则构成第三突扩膨胀腔室，所述第三突扩膨胀腔室位于第三环岸中间，其特征在于，在油环槽与油环组件间之背隙区域还加设有第四突扩膨胀腔室，所述油环槽槽深大于油环组件径向厚度，油环组件径向厚度与油环槽槽深之比小于1.0，优选为0.66-0.69。
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