CN215633376U - 一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，包括：活塞本体，活塞环组件和缸套；活塞环组件包括第一道环、第二道环以及第三道环，第一道环用于保持活塞本体与缸套之间的密封，第二道环和第三道环用于刮落附着于气缸壁上的机油；活塞本体内置于缸套中，第一道环、第二道环以及第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在活塞本体的活塞环槽内；第二道环为鼻型环结构；活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回油孔，轴向回油孔用于增加轴向回油面积；第二道环的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得第二道环的活塞环槽的断面呈平行四边形结构，活塞环槽呈蝶形结构。

Description

一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构

技术领域

本申请实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构。

背景技术

活塞环是燃油发动机内部的核心部件，它和气缸，活塞，气缸壁等一起完成燃油气体的密封。按照功能分类，活塞环分为两种：压缩环和机油环。压缩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。活塞环是一种具有较大的向外扩张变形的金属弹性环，被嵌入活塞槽沟内部，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槽面之间形成密封。

活塞运动过程中，作用在活塞环的力有气体压力、环自身弹力、环往复运动的惯性力、环与气缸及环槽的摩擦力等,由于这些力的作用，环将产生轴向运动、径向运动、回转运动等基本运动。此外，活塞环由于它的运动特点，伴随着不规则运动，不可避免地出现轴向不规则运动引起的浮悬和轴向振动、径向不规则运动和振动、扭曲运动等。

为了减少活塞环和缸套之间的摩擦，一般采取降低活塞环的轴向高度，由于活塞环在气缸内上下运动，活塞环截面的一端顶在缸套上，另一端由于没有支撑作用，会往下运行，其滑动面全靠活塞环来承担，这样会造成活塞环有一个向上翘的变形趋势，会使活塞环的变形加剧，导致活塞的密封性能降低。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，用于解决由于活塞环的轴向高度的降低导致活塞环的变形而使活塞的密封性能降低的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，包括：活塞本体，活塞环组件和缸套；

所述活塞环组件包括第一道环、第二道环以及第三道环，所述第一道环用于保持所述活塞本体与所述缸套之间的密封，所述第二道环和所述第三道环用于刮落附着于气缸壁上的机油；

所述活塞本体内置于缸套中，所述第一道环、所述第二道环以及所述第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在所述活塞本体的活塞环槽内；

所述第二道环为鼻型环结构；

所述活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回油孔，所述轴向回油孔用于增加轴向回油面积；

所述第二道环的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得所述活塞环槽的断面呈平行四边形结构。

可选的，所述预设角度为5～25′。

可选的，所述第一道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.08mm～0.14mm，所述第二道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.06mm～0.1mm，所述第三道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.04mm～0.08mm。

可选的，所述活塞本体的活塞环岸外端面与所述缸套之间的间隙距离为 0.3mm。

可选的，所述轴向回油孔数量为6～8个。

可选的，所述第一道环的开口为阶梯口形状。

可选的，所述活塞环组件的活塞环本体与所述缸套接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层，所述半镶嵌结构涂层用于增加活塞环的耐磨性能。

可选的，所述轴向回油孔为半圆结构，所述轴向回油孔的开口背对所述活塞本体的内侧面。

可选的，所述半镶嵌结构涂层为耐磨镀铬涂层。

可选的，所述轴向回油孔的开口直径为4mm～8mm。

在以上技术方案中，将活塞本体的矩形活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得活塞环槽的断面呈平行四边形结构，活塞环在气缸内上下运动，活塞环截面的一端顶在缸套上，而另一端往下运行时会顶在活塞环槽的内侧，这种结构的活塞环槽能够进一步适应活塞环的轴向变形，从而提升活塞组件的密封能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为为本申请实施例提供的一种活塞本体具有蝶形结构活塞环槽截面的一个结构示意图；

图2为本申请实施例提供的活塞本体和缸套组合的一个结构示意图；

图3为本申请实施例提供的活塞环组件的一个结构示意图；

图4为本申请实施例提供的活塞环本体具有镀铬涂层的一个结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第一道环截面的局部放大的一个结构示意图；

图6为本申请实施例提供的活塞的一个立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

本申请实施例提供了一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，用于解决由于活塞环的轴向高度的降低导致活塞环的变形而使活塞的密封性能降低的问题。

参阅图1至图6，一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，包括：活塞本体1，活塞环组件2和缸套3；活塞环组件2包括第一道环21、第二道环22以及第三道环23；活塞本体1内置于缸套3中，第一道环21、第二道环22以及第三道环23依次按照由上至下的顺序嵌入在活塞本体1的活塞环槽内；第一道环21主要用于保持活塞本体1与气缸壁之间的密封，控制漏气到最低限度，第二道环22和第三道环23用于刮落附着于气缸壁上的机油，使发动机保持正常的油耗量，防止供给的机油过多时被吸至燃烧室，使油耗量增大，同时防止机油燃烧产生不必要的积炭，对发动机的性能造成影响。

第二道环22的活塞环槽4的开口方向设置为向上偏预设角度A，使得该活塞环槽4的断面呈平行四边形结构，该预设角度A可设置为5～25′。将第二道环22的活塞环槽4的开口方向设置为向上偏预设角度A，使得第二道环 22的活塞环槽4的断面呈平行四边形结构，活塞环在气缸内上下运动，活塞环截面的一端顶在缸套上，而另一端往下运行时会顶在第二道环22的活塞环槽4的内侧，这种结构的活塞环槽能够进一步适应活塞环的轴向变形，从而提升活塞组件的密封能力。

在该技术方案中，第一道环21和活塞环槽的侧向间隙距离为 0.08mm～0.14mm，第二道环22和活塞环槽的侧向间隙距离为0.06mm～0.1mm，第三道环22和活塞环槽的侧向间隙距离为0.04mm～0.08mm。由于第一道环21 的上端面的倾斜角度和活塞环槽顶部的倾斜角度不一样的，下端面和活塞环槽的底部平面平行，当活塞往复运行时，下端面容易形成燃烧室积碳，这样会降低活塞环的密封性能，通过缩小活塞环和活塞环槽之间的侧向间隙，可减小机油窜如燃烧室的通道面积，同时在缸套的缸壁上更容易形成一层厚度均匀的油膜，提高了活塞环组件2上行过程中与缸套的润滑效果，降低了活塞环组件2和缸套3的摩擦和磨损，当活塞环组件2下行时，布油面减小，使得缸壁上的残余油膜更薄，可以减少机油消耗，弥补了第一道环21单面梯形环结构带来的密封能力方面的不足。

在该技术方案中，活塞本体1的活塞环岸外端面与缸套3之间的间隙距离为0.3mm。因为活塞本体1的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回油孔11，可以将缸套3和活塞环岸外端面之间的间隙进一步缩小到0.3mm，不再需要通过增加活塞环岸和缸套3的间隙来增大回油面积，提升活塞本体1 在缸套3运行的稳定性，也减少活塞本体1敲击缸套3的噪声。

参阅图6，在该技术方案中，轴向回油孔11数量为6～8个，沿着活塞环岸的外端面合理均匀的分布，增加轴向回油面积。

在该技术方案中，第一道环21的开口为阶梯口形状，由于气缸内的燃气漏入曲轴箱的主要通路是活塞环的开口，将第一道环21的开口设置为阶梯口形状，可将沉积在第一道环中的结焦挤出，避免环折断，有利于增加活塞环组件2的气密性。

参阅图5，在该技术方案中，活塞环组件2的活塞环本体与缸套3接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层24，半镶嵌结构涂层24用于增加活塞环组件2的耐磨性能。由于活塞环并非整个外部面都和缸套3内侧面接触，只在和缸套3接触的活塞环的外圆表面部分增加耐磨涂层，可以进一步降低活塞环的制造成本。

参阅图2，在该技术方案中，轴向回油孔11为弧形结构，轴向回油孔11 的开口背对活塞本体1的内侧面，弧形结构有利于增加了轴向回油面积。

在该技术方案中，半镶嵌结构涂层24为耐磨镀铬涂层，镀铬层结晶细致紧密光滑，硬度高，同时具有耐腐蚀性和抗氧化能力强的特点，可以提高活塞环的耐磨性能，延长活塞环的使用寿命。

在该技术方案中，轴向回油孔11的开口直径为4mm～8mm。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请中可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种提升密封性能的活塞及活塞环的组合结构，其特征在于，包括：活塞本体，活塞环组件和缸套；

所述活塞环组件包括第一道环、第二道环以及第三道环，所述第一道环用于保持所述活塞本体与所述缸套之间的密封，所述第二道环和所述第三道环用于刮落附着于气缸壁上的机油；

所述活塞本体内置于所述缸套中，所述第一道环、所述第二道环以及所述第三道环依次按照由上至下的顺序嵌入在所述活塞本体的活塞环槽内；

所述第二道环为鼻型环结构；

所述活塞本体的刮油环槽底部的活塞环岸的外端开设有轴向回油孔，所述轴向回油孔用于增加轴向回油面积；

所述第二道环的活塞环槽的开口方向设置为向上偏预设角度，使得所述活塞环槽的断面呈平行四边形结构。

2.根据权利要求1所述的组合结构，其特征在于，所述预设角度为5～25′。

3.根据权利要求1所述的组合结构，其特征在于，所述第一道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.08mm～0.14mm，所述第二道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.06mm～0.1mm，所述第三道环和活塞环槽的侧向间隙距离为0.04mm～0.08mm。

4.根据权利要求1所述的组合结构，其特征在于，所述活塞本体的活塞环岸外端面与所述缸套之间的间隙距离为0.3mm。

5.根据权利要求1所述的组合结构，其特征在于，所述轴向回油孔数量为6～8个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合结构，其特征在于，所述第一道环的开口为阶梯口形状。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的组合结构，其特征在于，所述活塞环组件的活塞环本体与所述缸套接触部分的外圆表面设置有半镶嵌结构涂层，所述半镶嵌结构涂层用于增加活塞环的耐磨性能。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的组合结构，其特征在于，所述轴向回油孔为半圆结构，所述轴向回油孔的开口背对所述活塞本体的内侧面。

9.根据权利要求7所述的组合结构，其特征在于，所述半镶嵌结构涂层为耐磨镀铬涂层。

10.根据权利要求8所述的组合结构，其特征在于，所述轴向回油孔的开口直径为4mm～8mm。

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