CN202001134U - 一种组合式活塞气环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环和上环，在下环上设有一定位件，在上环上设有与该定位件配合的定位槽口；在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是：在下环和上环的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层，陶瓷薄膜层与下环或上环的金属本体之间有扩散层。具有以下优点：它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。排除废气中的HC在200－550ppm的范围内、CO在1－2.2％的范围内。

Description

一种组合式活塞气环

技术领域

本实用新型涉及发动机零件，具体涉及一种用于往复活塞式发动机的组合式活塞气环。

背景技术

活塞环是往复活塞式发动机的关键零件，包括气环和油环。活塞上安装气环和油环与气缸配合，活塞的顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此压力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转。气环的主要作用保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传递到气缸壁，再由空气或冷却水带走；密封是导热的前提，如果气环密封不好，高压燃气将直接气环的外圆表面漏入曲轴箱，这样不但由于气环和气缸壁贴合不严而不能很好地散热，相反地气环的外圆表面还要接收附加的热量，导致能耗上升、排除废气中的有害物质增多，最后，必将导致活塞和气环烧坏。气缸内的高压燃气漏入曲轴箱的主要通路是活塞气环的切口，而普通的活塞气环为开有直切口的单片环，装在活塞上与气缸壁配合后，切口两端虽然接触，但仍然存在间隙；为了加强对气缸体的密封，通常在活塞上装有2－3这种单片气环，并使各气环的切口相互错开，形成“迷宫”式的密封结构；实践证明这种“迷宫”式的密封结构还存在环间窜气的缺陷，特别是在使用过程中，会出现各环切口相互靠近甚至对齐，造成短路漏气的情况发生，密封效果显著变差。为了改善活塞气环的密封性，人们提出了多种改进活塞气环结构和切口形状的技术方案：如将单片环的直切口改为斜切口或者阶梯切口，在单片环的切口处设置封口片，将单片环改为两片切口错开的双片组合环，等等。为了延长活塞气环的使用寿命，人们对活塞气环的材料进行了研究，将合金铸铁改为不锈钢。这些技术方案虽然都有一定加强密封和延长使用寿命的效果，但有的效果不理想，有的工艺复杂且可靠性差，有的密封效果较好而使用寿命短，都没有很好地解决现有活塞气环存在的漏气和使用寿命问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种组合式活塞气环，它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。

本实用新型所述的一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环和上环，在下环上设有一定位件，在上环上设有与该定位件配合的定位槽口；在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是：在下环和上环的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层，陶瓷薄膜层与下环或上环的金属本体之间有扩散层。

进一步，所述定位件呈“L”形，设在靠近下环切口的端部，所述定位槽口设在上环切口的两端或一端。

进一步，所述陶瓷薄膜层5厚度为5－10μm，扩散层的深度为30－60μm。

进一步，所述下环1和上环2的厚度相等。

本实用新型和现有技术相比具有以下优点：它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。排除废气中的HC在200－550ppm的范围内（标准值＜1200ppm）、CO在1－2.2％的范围内（标准值＜4.5％）。

附图说明

图1是本实用新型的使用状态示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的A部剖视图；

图4是本实用新型的上环自由状态示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本实用新型的下环自由状态示意图；

图7是图6的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参见图1至图7所示的一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作且厚度相等的下环1和上环2，在下环1上设有一定位件3，在上环2上设有与该定位件3配合的定位槽口4；在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是：在下环1和上环2的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层5，陶瓷薄膜层与下环1或上环2的金属本体之间有扩散层6；陶瓷薄膜层5厚度为5－10μm，扩散层6的深度为30－60μm。

所述定位件3呈“L”形，设在靠近下环1切口的端部，所述定位槽口4设在上环2切口的两端。

本实用新型采用渗浸陶瓷的方法使下环1和上环2外圆周表面附着的陶瓷薄膜层，其步骤如下：

第一步，清洗干燥，用120＃溶剂清洗下环1和上环2，去除油污和杂物颗粒，然后，用热风吹干；

第二步，装炉预热，将吹干后的下环1和上环2重叠装在圆筒夹具上，放置在热处理真空炉中，并使圆筒夹具之间保持一定间隔，以保证加热均匀；然后，通电预热1－2小时，温度升至250℃±5℃；

第三步，抽真空，开启真空泵，使热处理真空炉的真空控制在50Pa－55Pa的范围内；

第四步，通入氮气、硅烷、硼烷，按80－85％的氮气、5－10％的硅烷、10－15％的硼烷通入热处理真空炉内，并控制流量，保持炉内的真空度；

第五步，保温渗陶，将热处理真空炉的炉温控制在250℃±5℃的范围内，保温8.5小时－10小时；

第六步，冷却出炉。

Claims (4)

1.一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环（1）和上环（2），在下环（1）上设有一定位件（3），在上环（2）上设有与该定位件（3）配合的定位槽口（4）；在组装状态下，所述上环的定位槽口与下环的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是：在下环（1）和上环（2）的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层（5），陶瓷薄膜层与下环（1）或上环（2）的金属本体之间有扩散层（6）。

2.根据权利要求1所述的一种组合式活塞气环，其特征是：所述定位件（3）呈“L”形，设在靠近下环（1）切口的端部，所述定位槽口（4）设在上环（2）切口的一端或两端。

3.根据权利要求1或2所述的一种组合式活塞气环，其特征是：所述陶瓷薄膜层（5）厚度为5－10微米，扩散层（6）的深度为30－60微米。

4.根据权利要求1或2所述的一种组合式活塞气环，其特征是：所述下环（1）和上环（2）的厚度相等。

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