CN108590881B - 一种零间隙活塞环 - Google Patents

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Abstract

一种零间隙活塞环，为双层环状结构，包括内环及外环，如包括摩擦内环及位于摩擦内环外周的弹性外环，或者包括弹性内环及位于弹性内环外周的摩擦外环，摩擦内环及摩擦外环由耐磨材料制成，弹性外环及弹性内环由弹性材料制成，内环的外周面上与外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，外环的内周面上与内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中。如此能在较长的使用寿命内始终与活塞或气缸保持零间隙状态。

Description

一种零间隙活塞环
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，特别是一种零间隙活塞环。
背景技术
在活塞环作为内燃机的关键部件之一，其磨损对发动机整体燃油消耗有着非常重要的影响。活塞环与活塞或气缸相对摩擦运动，起到密封、刮油、布油或泵油的作用。现有的活塞环的主体采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛树脂(POM)或聚酰胺(PA)等耐磨材料，无论何种材料制成的活塞环在使用中不可避免地会发生磨损，磨损后使得活塞运动产生抖动，进而产生噪音、漏油等现象。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能在较长的使用寿命内始终与活塞或气缸保持零间隙状态的零间隙活塞环，以解决上述问题。
一种零间隙活塞环，为双层环状结构，包括摩擦内环及位于摩擦内环外周的弹性外环，所述摩擦内环由耐磨材料制成，所述弹性外环由弹性材料制成，所述弹性外环的外周面设有弹性齿，所述零间隙活塞环上设有一开口，所述摩擦内环的外周面上与弹性外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，所述弹性外环的内周面上与摩擦内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中。
进一步地，所述摩擦内环的外周面上间隔向外突出设置有若干长凸块，相邻的长凸块之间形成第一倒扣槽，第一倒扣槽的底部宽度大于开口宽度，所述弹性外环的内周面上对应长凸块设置有长凹槽，相邻的长凹槽之间由第一倒扣块隔开，所述第一倒扣块的形状与第一倒扣槽匹配，长凸块位于长凹槽中，第一倒扣块卡入第一倒扣槽中。
进一步地，所述摩擦内环的长凸块的高度小于所述弹性外环的高度，在所述弹性外环的长凹槽的上方及下方还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦内环的长凸块。
进一步地，所述摩擦内环的外周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台，环形凸台的外周面上间隔向外突出设置有若干第二倒扣块，第二倒扣块的底部宽度小于顶部宽度，所述弹性外环的内周面上对应第二倒扣块设置有第二倒扣槽，第二倒扣槽的形状与第二倒扣块匹配，所述第二倒扣块卡入第二倒扣槽中。
进一步地，所述摩擦内环的环形凸台的高度小于所述弹性外环的高度，在所述弹性外环位于环形凸台的上下两侧处还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦内环的环形凸台。
一种零间隙活塞环，为双层环状结构，包括弹性内环及位于弹性内环外周的摩擦外环，所述摩擦外环由耐磨材料制成，所述弹性内环由弹性材料制成，所述弹性内环的内周面设有弹性齿，所述零间隙活塞环上设有一开口，所述弹性内环的外周面上与摩擦外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，所述摩擦外环的内周面上与弹性内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中
进一步地，所述摩擦外环的内周面上间隔向外突出设置有若干长凸块，相邻的长凸块之间形成第三倒扣槽，第三倒扣槽的底部宽度大于开口宽度，所述弹性内环的外周面上对应长凸块设置有长凹槽，相邻的长凹槽之间由第三倒扣块隔开，所述第三倒扣块的形状与第三倒扣槽匹配，长凸块位于长凹槽中，第三倒扣块卡入第三倒扣槽中。
进一步地，所述摩擦外环的长凸块的高度小于所述弹性内环的高度，在所述弹性内环的长凹槽的上方及下方还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦外环的长凸块。
进一步地，所述摩擦外环的内周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台，环形凸台的外周面上间隔向外突出设置有若干第四倒扣块，第四倒扣块的底部宽度小于顶部宽度，所述弹性内环的外周面上对应第四倒扣块设置有第四倒扣槽，第四倒扣槽的形状与第四倒扣块匹配，所述第四倒扣块卡入第四倒扣槽中。
进一步地，所述摩擦外环的环形凸台的高度小于所述弹性内环的高度，在所述弹性内环位于环形凸台的上下两侧处还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦外环的环形凸台。
与现有技术相比，本发明的零间隙活塞环为双层环状结构，包括内环及外环，如包括摩擦内环及位于摩擦内环外周的弹性外环，或者包括弹性内环及位于弹性内环外周的摩擦外环，摩擦内环及摩擦外环由耐磨材料制成，弹性外环及弹性内环由弹性材料制成，内环的外周面上与外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，外环的内周面上与内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中。如此能在较长的使用寿命内始终与活塞或气缸保持零间隙状态。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明第一实施例及第二实施例提供的零间隙活塞环的立体示意图。
图2为本发明第一实施例提供的零间隙活塞环的爆炸示意图。
图3为图2中的摩擦内环的俯视示意图。
图4为图2中的弹性外环沿A-A线的剖视示意图。
图5为本发明第二实施例提供的零间隙活塞环的爆炸示意图。
图6为图5中的摩擦内环的俯视示意图。
图7为图5中的弹性外环沿B-B线的剖视示意图。
图8为本发明第三实施例及第四实施例提供的零间隙活塞环的立体示意图。
图9为本发明第三实施例提供的零间隙活塞环的爆炸示意图。
图10为图9中的弹性内环的俯视示意图。
图11为图9中的摩擦外环沿C-C线的剖视示意图。
图12为本发明第四实施例提供的零间隙活塞环的爆炸示意图。
图13为图12中的弹性内环的俯视示意图。
图14为图12中的摩擦外环沿D-D线的剖视示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1，其为本发明第一实施例及第二实施例提供的零间隙活塞环的立体示意图，所述零间隙活塞环为双层环状结构，包括摩擦内环10及位于摩擦内环10外周的弹性外环20。
所述摩擦内环10的内表面用于与活塞杆发生摩擦运动，其由聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛树脂(POM)或聚酰胺(PA)等耐磨材料制成。
所述弹性外环20由弹性材料制成，如热塑性弹性体TPE、聚烯烃弹性材料(TPO)、聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚丙乙烯(PPE)等。
所述弹性外环20的外周面还设有弹性齿21。
弹性齿21的设计提供给所述弹性外环20安装时一定的压缩变形空间。
本发明的零间隙活塞环装配完成后的初始状态时，所述弹性外环20处于压缩状态，当所述摩擦内环10的内表面与活塞发生磨损后，弹性外环20会自动舒张，补偿掉摩擦内环10因磨损而产生的间隙，确保零间隙活塞环始终处于与活塞之间的零间隙状态。
本发明的零间隙活塞环上设有一倾斜或竖直的开口30，便于其安装并调节内外径大小。倾斜的开口30便于安装或使用时零间隙活塞环两端的端面对齐，但对成型的工艺要求较高；竖直的开口30易于成型，但在安装或使用时不便于零间隙活塞环两端的端面对齐。
请参考图2至图4，本发明的第一实施例中，所述摩擦内环10的外周面上间隔向外突出设置有若干长凸块12，相邻的长凸块12之间形成第一倒扣槽14，第一倒扣槽14的底部宽度大于开口宽度。所述弹性外环20的内周面上对应长凸块12设置有长凹槽22，相邻的长凹槽22之间由第一倒扣块24隔开。所述第一倒扣块24的形状与第一倒扣槽14匹配。长凸块12位于长凹槽22中，第一倒扣块24卡入第一倒扣槽14中，实现摩擦内环10与弹性外环20的连接。
所述摩擦内环10的长凸块12的高度小于所述弹性外环20的高度，在所述弹性外环20位于长凸块12的上下两侧处，即所述弹性外环20的长凹槽22的上方及下方，还延伸设置有塑料包边23，用于从上下两侧包裹所述摩擦内环10的长凸块12，从而从圆周方向及轴向上对所述摩擦内环10进行限位。
请参考图5至图7，本发明的第二实施例中，所述摩擦内环10的外周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台15，环形凸台15的外周面上间隔向外突出设置有若干第二倒扣块16，第二倒扣块16的底部宽度小于顶部宽度。所述弹性外环20的内周面上对应第二倒扣块16设置有第二倒扣槽26，第二倒扣槽26的形状与第二倒扣块16匹配。所述第二倒扣块24卡入第二倒扣槽14中，实现摩擦内环10与弹性外环20的连接。
所述摩擦内环10的环形凸台15的高度小于所述弹性外环20的高度，在所述弹性外环20位于环形凸台15的上下两侧处，还延伸设置有塑料包边23，用于从上下两侧包裹所述摩擦内环10的环形凸台15，从而从圆周方向及轴向上对所述摩擦内环10进行限位。
请参考图8，其为本发明第三实施例及第四实施例提供的零间隙活塞环的立体示意图，所述零间隙活塞环为双层结构，包括弹性内环100及位于弹性内环100外周的摩擦外环200。
所述摩擦外环200的外表面用于与气缸的内侧壁发生摩擦运动，其由聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛树脂(POM)或聚酰胺(PA)等耐磨材料制成。
所述弹性内环100由弹性材料制成，如热塑性弹性体TPE、聚烯烃弹性材料(TPO)、聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚丙乙烯(PPE)等。
所述弹性内环100的内周面还设有弹性齿110。
弹性齿110的设计提供给所述弹性内环100安装时一定的压缩变形空间。
本发明的零间隙活塞环装配完成后的初始状态时，所述弹性内环100处于压缩状态，当所述摩擦外环200的外表面与气缸发生磨损后，弹性内环100会自动舒张，补偿掉摩擦外环200因磨损而产生的间隙，确保零间隙活塞环始终处于与气缸之间的零间隙状态。
本发明的零间隙活塞环上设有一倾斜的开口300，便于其安装并调节内外径大小。
请参考图9至图11，本发明的第三实施例中，所述摩擦外环200的内周面上间隔向外突出设置有若干长凸块220，相邻的长凸块220之间形成第三倒扣槽240，第三倒扣槽240的底部宽度大于开口宽度。所述弹性内环100的外周面上对应长凸块220设置有长凹槽120，相邻的长凹槽120之间由第三倒扣块140隔开。所述第三倒扣块140的形状与第三倒扣槽240匹配。长凸块220位于长凹槽120中，第三倒扣块140卡入第三倒扣槽240中，实现摩擦外环200与弹性内环100的连接。
所述摩擦外环200的长凸块220的高度小于所述弹性内环100的高度，在所述弹性内环100位于长凸块220的上下两侧处，即所述弹性内环100的长凹槽120的上方及下方，还延伸设置有塑料包边130，用于从上下两侧包裹所述摩擦外环200的长凸块220，从而从圆周方向及轴向上对所述摩擦外环200进行限位。
请参考图12至图14，本发明的第四实施例中，所述摩擦外环200的内周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台250，环形凸台250的外周面上间隔向外突出设置有若干第四倒扣块260，第四倒扣块260的底部宽度小于顶部宽度。所述弹性内环100的外周面上对应第四倒扣块260设置有第四倒扣槽160，第四倒扣槽160的形状与第四倒扣块260匹配。所述第四倒扣块260卡入第四倒扣槽160中，实现摩擦外环200与弹性内环100的连接。
所述摩擦外环200的环形凸台250的高度小于所述弹性内环100的高度，在所述弹性内环100位于环形凸台250的上下两侧处，还延伸设置有塑料包边130，用于从上下两侧包裹所述摩擦外环200的环形凸台250，从而从圆周方向及轴向上对所述摩擦外环200进行限位。
与现有技术相比，本发明的零间隙活塞环为双层环状结构，包括内环及外环，如包括摩擦内环及位于摩擦内环外周的弹性外环，或者包括弹性内环及位于弹性内环外周的摩擦外环，摩擦内环及摩擦外环由耐磨材料制成，弹性外环及弹性内环由弹性材料制成，内环的外周面上与外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，外环的内周面上与内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中。如此当所述摩擦内环的内表面与活塞发生磨损后，弹性外环会自动舒张，补偿掉摩擦内环因磨损而产生的间隙，确保零间隙活塞环始终处于与活塞之间的零间隙状态。如此能在较长的使用寿命内始终与活塞或气缸保持零间隙状态。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种零间隙活塞环，其特征在于：所述零间隙活塞环为双层环状结构，包括摩擦内环及位于摩擦内环外周的弹性外环，所述摩擦内环由耐磨材料制成，所述弹性外环由弹性材料制成，所述弹性外环的外周面设有弹性齿，所述零间隙活塞环上设有一开口，所述摩擦内环的外周面上与弹性外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，所述弹性外环的内周面上与摩擦内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中，在所述零间隙活塞环装配完成后的初始状态时，所述弹性外环处于压缩状态，当所述摩擦内环的内表面与活塞发生磨损后，弹性外环自动舒张补偿掉摩擦内环因磨损而产生的间隙，确保零间隙活塞环始终处于与活塞之间的零间隙状态。
2.如权利要求1所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦内环的外周面上间隔向外突出设置有若干长凸块，相邻的长凸块之间形成第一倒扣槽，第一倒扣槽的底部宽度大于开口宽度，所述弹性外环的内周面上对应长凸块设置有长凹槽，相邻的长凹槽之间由第一倒扣块隔开，所述第一倒扣块的形状与第一倒扣槽匹配，长凸块位于长凹槽中，第一倒扣块卡入第一倒扣槽中。
3.如权利要求2所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦内环的长凸块的高度小于所述弹性外环的高度，在所述弹性外环的长凹槽的上方及下方还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦内环的长凸块。
4.如权利要求1所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦内环的外周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台，环形凸台的外周面上间隔向外突出设置有若干第二倒扣块，第二倒扣块的底部宽度小于顶部宽度，所述弹性外环的内周面上对应第二倒扣块设置有第二倒扣槽，第二倒扣槽的形状与第二倒扣块匹配，所述第二倒扣块卡入第二倒扣槽中。
5.如权利要求4所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦内环的环形凸台的高度小于所述弹性外环的高度，在所述弹性外环位于环形凸台的上下两侧处还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦内环的环形凸台。
6.一种零间隙活塞环，其特征在于：所述零间隙活塞环为双层环状结构，包括弹性内环及位于弹性内环外周的摩擦外环，所述摩擦外环由耐磨材料制成，所述弹性内环由弹性材料制成，所述弹性内环的内周面设有弹性齿，所述零间隙活塞环上设有一开口，所述弹性内环的外周面上与摩擦外环的内周面上择一地间隔设有若干倒扣槽，所述摩擦外环的内周面上与弹性内环的外周面上择一地间隔设有若干倒扣块，所述倒扣块卡入倒扣槽中，在所述零间隙活塞环装配完成后的初始状态时，所述弹性内环处于压缩状态，当所述摩擦外环的外表面与气缸发生磨损后，弹性内环自动舒张补偿掉摩擦外环因磨损而产生的间隙以确保零间隙活塞环始终处于与气缸之间的零间隙状态。
7.如权利要求6所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦外环的内周面上间隔向外突出设置有若干长凸块，相邻的长凸块之间形成第三倒扣槽，第三倒扣槽的底部宽度大于开口宽度，所述弹性内环的外周面上对应长凸块设置有长凹槽，相邻的长凹槽之间由第三倒扣块隔开，所述第三倒扣块的形状与第三倒扣槽匹配，长凸块位于长凹槽中，第三倒扣块卡入第三倒扣槽中。
8.如权利要求7所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦外环的长凸块的高度小于所述弹性内环的高度，在所述弹性内环的长凹槽的上方及下方还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦外环的长凸块。
9.如权利要求6所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦外环的内周面上向外凸出设置有同轴的环形凸台，环形凸台的外周面上间隔向外突出设置有若干第四倒扣块，第四倒扣块的底部宽度小于顶部宽度，所述弹性内环的外周面上对应第四倒扣块设置有第四倒扣槽，第四倒扣槽的形状与第四倒扣块匹配，所述第四倒扣块卡入第四倒扣槽中。
10.如权利要求9所述的零间隙活塞环，其特征在于：所述摩擦外环的环形凸台的高度小于所述弹性内环的高度，在所述弹性内环位于环形凸台的上下两侧处还延伸设置有塑料包边，以从上下两侧包裹所述摩擦外环的环形凸台。
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