CN1110771A - 封闭式活塞环 - Google Patents

Abstract

本发明是一种封闭式活塞环，用于往复式发动机 的密封领域，特别适合汽车、拖拉机、摩托车、以及一 切活塞式机器使用。由于本发明的活塞环接口为立、 平吻合面的抽插型结构，实现了包括热膨胀接口间隙 在内的接口全封闭，使活塞环的密封性能大为提高， 有效地保证了燃烧室的工作压力，从而使发动机的动 力持久不衰，不但节约了燃油及机油消耗，而且显著 地延长了发动机的大修期，据初步实验大修期可延长 3～4倍。

Description

发明涉及的是往复式发动机的活塞环，用于气缸的密封领域，特别适合汽车、拖拉机、摩托车以及一切活塞式机器使用。

发动机活塞环的主要功用是起密封作用，防止气缸内的气体，漏入曲轴箱，保证工作压力。活塞在气缸中作频繁往复运动，会造成活塞环及气缸的磨损。活塞环和气缸壁的润滑是靠相邻的下一道环的边隙和背隙，在活塞的上行下行的作用下泵油完成的，因此第一道活塞环运动区域内的磨损大于第二、三道活塞环运动区域，使气缸沿长度方向磨成锥形，而气缸的横断面成椭圆形（称失圆），此时活塞环容易对口，降低密封度，活塞环也在不断地受到磨损，由于活塞环自身的弹力作用，开口间隙随着磨损度增大，压缩空气泄漏，当活塞环开口间隙超过1毫米时，就会使发动机动力急剧下降，必须大修发动机。

为了解决活塞环开口间隙的漏气问题，通常采用调整其精度和交错开口间隙的方法。国家专利公告2076610提出，活塞环开口两端呈台阶形结合的方案（这种原理机械工业出版社出版的《机械技术手册》中）的14-59页已经作过详细论述。当活塞环开口间隙增大时，两端交错的开口间隙与背隙相通，压缩空气还是可以泄漏。

本发明的目的就是要提供一种活塞环，它能有效地封闭增大的活塞环开口间隙。

发明的封闭式活塞环为A、B两端呈台阶形接口的环状体，A端有：台阶面，垂直于台阶面的为挡气壁，在B端有与A端挡气壁相对应吻合的内缺以及向下的台阶面-台搭面，由挡气壁的向外面与内缺的向内面，台阶面与台搭面形成封闭式抽插接口的立、平的吻合面。

由于本发明的封闭式活塞环接口为立、平的吻合面抽插型结构，增大的活塞环开口间隙变成了立、平吻合面间的抽拉伸长，在吻合面端分离之前，活塞环接口一直处于密封闭合状态。由于封闭式活塞环的密封性能明显提高，有效地保证了燃烧室的工作压力，从而使发动机的动力性能经久不衰，不但节约了油耗，而且显著地延长了发动大修期。

发明的封闭式活塞环可以整体椭圆制造及机加工，制造工艺不难实现。

本发明的具体结构由以下事例及其附图给出。

图1是根据发明提出的封闭式活塞环的立体示意图。

图2是封闭式活塞环接口A、B端闭合时的俯视、主视图。

图3是封闭式活塞环开口间隙增大时的俯视、主视图。

图4是封闭式活塞环的挡气壁（2）凸起时接中A、B端的立体图。

图5是具有凸起挡气壁的封闭式活塞环接口闭合时的俯视、主视图。

图6是具有凸起挡气壁的封闭式活塞环接口间隙增大时的俯视、主视图。

图7是封闭式活塞环的挡气面（4）封隔成上下两部分时，接口A、B端的立体视图。

图8是具有封隔型挡气面（4）的封闭式活塞环接口闭合的俯视、主视图。

图9是具有封隔型挡气面（4）的封闭式活塞环接口间隙增大时的俯视、主视图。

下面结合图详细说明依据本发明提出的具体结构细节，工作情况及实施例。

实施例1：活塞环体（1）的开口两端A、B为台阶形，A端有台阶面（6），垂直于台阶面（6）的挡气壁（2），挡气壁（2）的向外面为挡气面（4）;B端有台搭面（7），与A端的挡气壁（2）相对应吻合的内缺（3），内缺（3）的向内面为对应面（5）;由挡气面（4）与对应面（5）、台阶面（6）与台搭面（7）形成了封闭式抽插接口的立、平吻合面。

挡气面（4）的长度应大于等于台阶面（6）的长度的2倍，以封闭活塞环两端的接口间隙与背隙。挡气壁（2）不宜太厚，以防止磨损后的内缺（3）较早地露出活塞环岸，降低封闭性能，但也要兼顾挡气壁自身的刚度而不能太窄（图1）。

将封闭式活塞环体（1）装入气缸，A、B结合，挡气壁（2）插入内缸（3），台阶之间也互相插搭，在两个台阶端面和挡气壁端面，形成活塞环的热膨胀接口间隙（图2）。

在气缸中，当封闭式活塞环及气缸严重磨损时，挡气面（4），台阶面（6）与对应面（5）、台搭面（7）抽拉伸长，各端面的接口间隙增大，增大的B的端面接口间隙有挡气面（4）与台阶面（6）封闭，增大的A的台阶端面接口间隙有挡气面（4）与台搭面（7）封闭，增大的挡气壁端面的接口间隙被活塞环槽的上下边密闭，当气缸沿长度方向磨成锥形，封闭式活塞环随活塞到达上止点位置时，A、B接口及对应吻合面抽出，而到达下止点位置，接口对应吻合面插入，封闭式活塞环仍能达到理想的密封闭合效果（图3）。

实施例2：封闭式活塞环的开口两端A、B为台阶形，A端有台阶面（6），垂直于台阶面（6）的挡气壁（2），挡气壁（2）向内凸起，挡气壁（2）的向外面为挡气面（4），B端有台搭面（7），由于挡气壁（2）向内凸起，B端的内缺（3）消失，B端活塞环的内圆面成为对应面（5），由挡气面（4）与对应面（5），台阶面（6）与台搭面（7），形成了封闭式抽插接口的立、平吻合面。

挡气面（4）的长度应大于等于台阶面（6）长度的2倍，以封闭活塞环两端的接口间隙与背隙。挡气壁（2）向内凸起，形成

凸，可装入专用活塞的环槽底部的锁凸仓，使活塞环定位，磨损均匀，用于二冲程发动机特别有效（图4）。

把封闭式活塞环装入气缸，A、B结合，两台阶互相插搭，在两个台阶的端面形成封闭式活塞环的热膨胀接口间隙（图5）。

在气缸中当封闭式活塞环及气缸严重磨损时，挡气面（4）与对应面（5）、台阶面（6）与台搭面（7）抽拉伸长-接口间隙增大，增大的B端接口间隙有挡气面（4）和台阶面（6）封闭，增大的A端接口间隙，有挡气面（4）和台搭面（7）封闭。当气缸磨损不均匀失圆时，挡气壁（2）凸起形成的锁凸，装入专用活塞的环槽底部的锁凸仓内，使活塞环定位（图6）。

实施例3：封闭式活塞环的开口两端A、B为台阶形，A端有上下台阶面（6），与台阶面（6）垂直的挡气壁（2），挡气壁（2）的向外面有封隔成上下的挡气面（4）、B端有上下台搭面（7）、内缺（3）的向内面为分开的上下对应面（5）、由挡气面（4）和对应面（5）、台阶面（6）和台搭面（7），形成封闭式抽插接口的立、平吻合面。

挡气面（4）应大于等于台阶面（6）长度，以封闭形成的上下层接口间隙与背隙。挡气壁（2）不宜太厚，以防止磨损后的内缺（3）较早地露出活塞环岸，降低封闭性能，但也要兼顾挡气壁本身的刚度，而不能太窄（图7）。

把封闭式活塞环装入气缸，封隔的两个挡气面（4）与分开的两个对应面（5）吻合，上下台阶面（6）与上下台搭面7吻合，在B端面形成上下封隔的两个热膨胀接口间隙，A端面也形成一个热膨胀接口间隙（图8）。

在气缸中，封闭式活塞环及气缸不断受到磨损，挡气面（4）和台阶面（6）随之抽拉伸长，在B端面的接口间隙增大，但被挡气面（4）与台阶面（6）封闭。A端面的接口间隙增大，形成了一个以气缸壁为密闭底的槽。当气缸沿长度方向磨成锥形，封闭式活塞环随活塞到达上止点位置时，A、B接口的对应吻合面抽出，而到达下止点位置，接口的对应吻合面插入，此时封闭式活塞环仍能达到理想的封闭效果（图9）。

在三个实施例中，封闭式活塞环是通过立、平吻合面的抽插结构有效地封闭接口间隙的。假定实施例中的台阶面（6）的长度为3～4毫米，那么当活塞环的开口间隙增大到3～4毫米以前，（传统活塞环达不到的）封闭式活塞环仍能有效地密封燃烧室，保证工作压力。再则由于实施例中的封式活塞环实现了包括热膨胀接口间隙在内的接口的全封闭，所以较传统活塞环其密封性能明显提高，因此可以在使用传统活塞环时，环数量的基数上减少一道活塞环，便能达到气密的目的，进而减少了发动机的内部磨擦力，改善了润滑条件，使磨损减轻而且均匀。

Claims (7)

1、一种封闭式活塞环的开口A、B两端为台阶形，A端有台阶面(6)，B端有台搭面(7)，其特征是A端有垂直于台阶面(6)的挡气壁(2)，挡气壁(2)的向外面为挡气面(4)，B端有内缺(3)，内缺(3)的向内面为对应面(5)，由挡气面(4)与对应面(5)，台阶面(6)与台搭面(7)形成了封闭式抽插接口的立，平吻合面。

2、根据权利要求1所述的封闭式的活塞环，其特征是挡气壁（2）可以向内凸起形成锁凸，置于专用活塞的环槽底部的锁凸仓内，使活塞环定位，与挡气壁（2）相对应吻合的内缺（3）随之而变窄以至消失。

3、根据权利要求1所述的封闭式活塞环，其特征是当A端台阶面（6）为上下面时，挡气壁（2）的向外面封隔形成上下挡气面（4），B端为上下台搭面（7），内缺（3）的向内面成上下对应面（5）。

4、根据权利要求1或2所述的封闭式活塞环，其特征是挡气面（4）的长度应大于等于台阶面（6）长度的2倍，以封闭活塞环两端的接口间隙与背隙。

5、根据权利要求1或3所述的封闭式活塞环，其特征是挡气壁（2）不宜太厚，以防止磨损后的内缺（3）较早地露出活塞环岸，降低密封性能，但也要兼顾挡气壁自身的刚度而不能太窄。

6、根据权利要求3所述的封闭式活塞环，其特征是挡气面（4）的长度应大于等于台阶面（6）的长度。

7、根据权利要求1、2或3所述的封闭式活塞环，其特征是密封性能明显提高，因此，可以在使用传统活塞环时的环数量的基数上减少一道活塞环，便能达到气密的目的，从而减小了发动机内部的磨擦力，改善了润滑条件，使磨损减轻而且均匀。

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