CN104696096A - 一种活塞环 - Google Patents

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张新国
谭勇敢
徐贤伟
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Changzhou CRRC Diesel Engine Parts Co Ltd
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Changzhou CSR Diesel Engine Parts Co Ltd
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F5/00—Piston rings, e.g. associated with piston crown

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Abstract

本发明公开了一种活塞环，包括基体、以及设置于基体表面的自润滑涂层；所述基体呈带缺口的环状；所述自润滑涂层包括设置在基体表面的磷化膜、以及设置在磷化膜表面的固体润滑层。本发明的自润滑涂层能够阻止大气或燃气与活塞环基体金属接触，有效地防止活塞环产生锈蚀或燃气腐蚀，具有良好的防锈性能；同时自润滑涂层的磷化膜本身的减摩作用与固体润滑涂层的自润滑作用结合具有良好的减摩润滑性能，能够适应高温高载导致的摩擦面油膜缺失工况，在此工况下，固体润滑材料发生转移，分布于整个摩擦面，改善了摩擦面润滑性能，降低活塞环、缸套、活塞摩擦副的摩擦因数，从而减少了磨损，提高了摩擦副的使用寿命。

Description

一种活塞环
技术领域
本发明涉及一种活塞环。
背景技术
随着环境保护的进一步严苛，2013年对内燃机的废气排放标准已由欧Ⅲ提升到欧Ⅳ，对内燃机的零部件性能提出来更高的要求，特别是将燃油的化学能转化为机械能的活塞环、活塞、气缸套摩擦副零部件。
活塞环是内燃机的关键零件，具有密封、刮油、传热和支撑等作用，其基本形态为一种有缺口的环状，在工作的时候，嵌套安装在活塞的环槽内形成正圆形，靠着自身形变产生的弹力与气缸套壁紧密配合。
活塞环的表面处理一般有防锈处理与耐磨功能涂层处理，防锈处理主要采用磷化处理。活塞环表面的磷化膜为颗粒状紧密堆积，颗粒之间的缝隙可以吸附储存润滑油，一方面起到防锈左右，另一方面具有润滑左右，有效减小活塞环与缸套、活塞环槽之间的摩擦系数，使得活塞运动更平滑；磷化膜颗粒在摩擦面进行滚动摩擦，使活塞环与活塞、缸套材料摩擦因数小，在磨合运转时不易产生粘着磨损；磷化膜质地柔软、容易磨损，能使油环在运行时缩短磨合期，对提高气缸气密性也有很好的效果。
综上所述，磷化涂层能够提高活塞环的性能，从而提高了内燃机的燃油效率，减少尾气排放，达到绿色环保的效果。然而，由于内燃机功率的不断提高，使活塞环所承受的温度与载荷越来越高，很容易超出磷化膜性能极限，导致活塞环的磷化膜吸附储存的润滑油在高温下粘度减小，以及承受燃气冲刷，均容易产生润滑油流失，从而使磷化膜的润滑性能减弱，进而带来了活塞环长期润滑性不良、使用效果不佳、寿命变短等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨性能好、使用寿命长的活塞环，提高摩擦副的可靠性。
实现本发明目的的技术方案是：一种活塞环，包括基体、以及设置于基体表面的自润滑涂层；所述基体呈带缺口的环状；所述自润滑涂层包括设置在基体表面的磷化膜、以及设置在磷化膜表面的固体润滑层。
所述自润滑涂层的厚度为0.005～0.05mm。
所述自润滑涂层的固体润滑层的材料采用石墨或者二硫化钼或者氮化硼。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明的自润滑涂层能够阻止大气或燃气与活塞环基体金属接触，有效地防止活塞环产生锈蚀或燃气腐蚀，具有良好的防锈性能；磷化膜本身的减摩作用与固体润滑涂层的自润滑作用结合，能够适应高温高载导致的摩擦面油膜缺失工况，在此工况下，固体润滑材料发生转移，分布于整个摩擦面，改善了摩擦面润滑性能，降低活塞环、缸套、活塞摩擦副的摩擦因数，从而减少了磨损，提高了摩擦副的使用寿命。
（2）本发明的自润滑涂层的固体润滑层的材料采用石墨后，自润滑涂层的化学性能非常稳定，几乎不受所有有机溶剂和化学药品的浸蚀，耐高温，大气条件下可在550℃以下使用，热膨胀系数非常小，是热的良导体，价格便宜，具有优良的性价比。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的实施例1的截面图。
图3为本发明的实施例2的截面图。
具体实施方式
（实施例1）
见图1和图2，本实施例的活塞环为压缩环，包括基体1、以及设置于基体1表面的自润滑涂层2。
基体1呈带缺口的环状。自润滑涂层2的厚度为0.005～0.05mm。自润滑涂层2包括设置在基体1表面的磷化膜、以及设置在磷化膜表面的固体润滑层。自润滑涂层2的固体润滑层的材料采用石墨或者二硫化钼或者氮化硼。
自润滑涂层2涂覆于基体1的表面，用于改善活塞环的润滑性能。环状基体1的上下两个端面通过自润滑涂层2与活塞环槽接触进行摩擦，环状基体1的外圆面通过覆盖自润滑涂层2与缸套壁接触进行摩擦。活塞环的上下两个端面以及外圆面分别与活塞和缸套紧密接触形成密封的燃烧室，保证了燃气压缩做功，使内燃机产生动力。
自润滑涂层2的固体润滑层的材料采用石墨后，自润滑涂层2的化学性能非常稳定，几乎不受所有有机溶剂和化学药品的浸蚀，耐高温，大气条件下可在550℃以下使用，热膨胀系数非常小，是热的良导体，价格便宜，具有优良的性价比。
压缩环的外圆面可以是矩形、桶面、锥面等各种形状。
（实施例2）
见图3，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例的活塞环为刮油环。
刮油环的外圆面上设置有凸出的刮油刃，刮油刃包括上刮油刃和下刮油刃。刮油刃的截面可以为梯形、台形或其他合适的形状。
当然，活塞环还可以是其他各种类型的活塞环，其截面也可以为任意形状。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种活塞环，其特征在于：包括基体（1）、以及设置于基体（1）表面的自润滑涂层（2）；所述基体（1）呈带缺口的环状；所述自润滑涂层（2）包括设置在基体（1）表面的磷化膜、以及设置在磷化膜表面的固体润滑层。
2.根据权利要求1所述的一种活塞环，其特征在于：所述自润滑涂层（2）的厚度为0.005～0.05mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种活塞环，其特征在于：所述自润滑涂层（2）的固体润滑层的材料采用石墨或者二硫化钼或者氮化硼。
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CN107850216A (zh) * 2015-07-24 2018-03-27 美国圣戈班性能塑料公司 刮油环

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PB01 Publication
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Application publication date: 20150610

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