CN213575495U - 基于等强度梁的插接式新型活塞环 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于等强度梁的插接式新型活塞环，包括有活塞环本体，在所述活塞环本体切口的一个端面上沿周向开有菱形插槽，在所述活塞环本体切口的另一个端面上设有与所述菱形插槽形状相合的菱形插头。本实用新型的活塞环通过将菱形插头插入到菱形插槽，形成了轴向密闭封面和径向封闭面，极大地提高了活塞环的密闭性。菱形插头插入到菱形插槽后在菱形插头的尖角边沿和通口处留有不影响活塞环气密性的间隙，防止了活塞环工作过程中因受热膨胀而爆缸。同时该间隙还能让机油流入菱形插槽内，在菱形插槽和菱形插头的上下两接触面的充当润滑油作用，减小摩擦损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械领域，具体地说是一种基于等强度梁的插接式新型活塞环。
背景技术
活塞环是一种用于崁入活塞槽沟内部的金属环，活塞环广泛地应用在各种动力机械上，如蒸汽机、柴油机、汽油机、压缩机、液压机等，其具有较大向外扩张变形的金属弹性，被装配到剖面与其相应的环形槽内。活塞环分为两种 ：气环和机油环。气环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体 ；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油，往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。传统的活塞环通过铸造或整体成型的圆环，其连接端为切口面。随着内燃机工作时间的延长，传统活塞环的切口会随着活塞环外径和汽缸内壁的磨损而逐步增大，使活塞环的气密性降低，导致内燃机或压缩机的动力下降，汽车发动机油耗不断增加，机器的使用成本不断增加，为降低油耗，需定期更换活塞环，但是更换活塞环工作繁琐、 费时费力。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种基于等强度梁的插接式新型活塞环，以解决现有活塞环使用寿命短和密封效果差的问题。
本实用新型是这样实现的：一种基于等强度梁的插接式新型活塞环，包括有活塞环本体，在所述活塞环本体切口的一个端面上沿周向开有菱形插槽，在所述活塞环本体切口的另一个端面上设有与所述菱形插槽形状相合的菱形插头。
进一步地，本实用新型可以按如下技术方案实现：
所述菱形插槽的两个尖角端与临近所述活塞环本体的环面上连通形成通口；所述菱形插头和所述菱形插槽的的菱形对角线与所述活塞环本体纵向切面的对角线重合，所述插头的菱形长对角线长度短于所述活塞环本体纵向切面的对角线长度。即菱形插头插入后在菱形插槽后，菱形插头的边沿于通口处留有不影响活塞环气密性的间隙，防止了活塞环工作过程中因受热膨胀而爆缸，使活塞环与气缸接触更紧密，提高气密性。
所述插头的菱形的尖角处和所述插头的径向边沿设置圆角，在所述活塞环本体设有所述菱形插槽的切口边沿设置有倒角。以防止菱形插头尖角刮伤气缸壁，同时还可以起到活塞环插接时的辅助导向作用，避免不必要的剐蹭。
所述活塞环本体从底面向上设有拔模斜度，使活塞环纵向切面形成一个梯形，在所述梯形尖角处设置有圆角。拔模斜度使活塞环在工作状态下仅有下边界处起到支撑作用，与气缸孔点式接触，不仅能够辅助活塞环对气体的密封，还能辅助刮油环刮除机油，控制油膜厚度。
所述菱形插头的菱形边长与所述活塞环本体厚度之比为2: 3-3:4。使菱形插头具有相当的厚度，能有效防止菱形插头在工作时折断。
所述菱形插槽的深度与所述插头的长度相同。
本实用新型的活塞环通过将菱形插头插入到菱形插槽，形成了轴向密闭封面和径向封闭面，极大地提高了活塞环的密闭性。菱形插头插入到菱形插槽后在菱形插头的尖角边沿和通口处留有不影响活塞环气密性的间隙，防止了活塞环工作过程中因受热膨胀而爆缸。同时该间隙还能让机油流入菱形插槽内，在菱形插槽和菱形插头的上下两接触面的充当润滑油作用，减小摩擦损耗。由于菱形插槽和菱形插头的接触面为一个斜面，且菱形中间厚两边薄相当于等强度体，在活塞环工作的过程中，菱形插头和菱形插槽之间的小空隙可以使气压作用在菱形插头的斜面上，使活塞环与气缸接触更紧密，提高气密性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是菱形插槽的结构示意图。
图3是菱形插头的结构示意图。
图4是菱形插头插入到菱形插槽内的结构示意图。
图中：1、活塞环本体，2、菱形插槽，3、菱形插头，4、通口，5、倒角。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作列举性说明。
如图1所示，本实用新型的活塞环包括有活塞环本体1，在活塞环本体1切口的一个端面上沿周向开有菱形插槽2，如图2所示，在活塞环本体1切口的另一个端面上设有与菱形插槽2形状相合的菱形插头3，如图3所示，即菱形插头3的纵向切面为菱形，菱形插槽2的深度与菱形插头3的长度相同。活塞环闭合时，菱形插头3插入到菱形插槽2后，形成了轴向密闭封面和径向封闭面，极大地提高了活塞环的密闭性。
菱形插槽2的两个尖角端与临近活塞环本体1的环面上连通形成通口4。菱形插头3和菱形插槽2的的菱形对角线与活塞环本体1纵向切面的对角线重合，菱形插头3的菱形长对角线长度短于活塞环本体1纵向切面的对角线长度，即菱形插头3插入后在菱形插槽2后，如图4所示，菱形插头3的尖角边沿和通口4处留有不影响活塞环气密性的间隙，防止了活塞环工作过程中因受热膨胀而爆缸。该间隙的产生只会在活塞环上方形成通路，并不会让气体下降，同时该间隙还能让机油流入菱形插槽2内，在菱形插槽2和菱形插头3的上下两接触面的充当润滑油作用，减小摩擦损耗。由于菱形插槽2和菱形插头3的接触面为一个斜面，在活塞环工作的过程中，菱形插头3和菱形插槽2之间的小空隙可以使气压作用在菱形插头3的斜面上，使活塞环与气缸接触更紧密，提高气密性。
菱形插头3的菱形边长与活塞环本体1厚度之比为2: 3-3:4，使菱形插头3具有相当的厚度，能有效防止菱形插头3在工作时折断，随着活塞环的磨损，活塞环本体1刚性伸展。此时菱形插头3与菱形插槽2的周向连接长度更长，使得活塞环的使用寿命更长。
菱形插头3的菱形尖角处和菱形插头3的径向边沿设置圆角，在活塞环本体1设有菱形插槽2的切口边沿设置有倒角5，以防止菱形插头3尖角刮伤气缸壁，同时还可以起到活塞环插接时的辅助导向作用，避免不必要的剐蹭。菱形插头3设置圆角和菱形插槽2设置倒角5，在活塞环安装时可起到导向辅助搭叠作用，避免两棱边相互交错卡住，同时圆角可减少活塞运动过程中对活塞环的磨损，延长活塞环的使用寿命。
活塞环本体1从底面向上设有拔模斜度，使活塞环纵向切面形成一个梯形，在梯形尖角处设置有圆角。拔模斜度使活塞环在工作状态下仅有下边界处起到支撑作用，与气缸孔点式接触，不仅能够辅助活塞环对气体的密封，还能辅助刮油环刮除机油，控制油膜厚度。由于活塞环与气缸壁孔点式接触，因此在下边界会产生较高的表面压力并产生预期的材料侵蚀，经过工作磨合，会在接触处形成完美的圆面从而达到更良好的密封效果，即使经过发动机运行几十万公里的磨合，原先的锥形面也会逐渐变为类似矩形面，同样可以起到很好的气体密封效果。由于气压可以进入活塞环与气缸壁密封面上方的空隙处，能使活塞环所受压力降低，因此磨合过程也会更加平缓，磨损较小。由于活塞环侧面是梯形面，当活塞环从下止点向上止点的上升过程中滑过油膜，由于流体力学原理会形成油楔，在反向运动过程中活塞环的边缘会进入油膜较深处，并将机油送回到曲轴箱。在梯形尖角处设置有圆角，以防止活塞环上尖端磨伤气缸壁。
本实用新型中的菱形插头3插入到菱形插槽2后，菱形插头3和菱形插槽2的横截面中心点是重合的，在用活塞环拆装钳进行拆装工作时不会产生多余力矩，从而减少拆装难度，更便于实际运用，同时也便于加工。
Claims (6)
1.一种基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，包括有活塞环本体，在所述活塞环本体切口的一个端面上沿周向开有菱形插槽，在所述活塞环本体切口的另一个端面上设有与所述菱形插槽形状相合的菱形插头。
2.根据权利要求1所述的基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，所述菱形插槽的两个尖角端与临近所述活塞环本体的环面上连通形成通口；所述菱形插头和所述菱形插槽的菱形对角线与所述活塞环本体纵向切面的对角线重合，所述插头的菱形长对角线长度短于所述活塞环本体纵向切面的对角线长度。
3.根据权利要求1所述的基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，所述插头的菱形的尖角处和所述插头的径向边沿设置圆角，在所述活塞环本体设有所述菱形插槽的切口边沿设置有倒角。
4.根据权利要求1所述的基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，所述活塞环本体从底面向上设有拔模斜度，使活塞环纵向切面形成一个梯形，在所述梯形尖角处设置有圆角。
5.根据权利要求1所述的基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，所述菱形插头的菱形边长与所述活塞环本体厚度之比为2: 3-3:4。
6.根据权利要求1所述的基于等强度梁的插接式新型活塞环，其特征是，所述菱形插槽的深度与所述插头的长度相同。
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