CN2358232Y - 双扭曲互补活塞环 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双扭曲互补活塞环,由两个分别具有外、内台阶的单片活塞环相嵌组合成为一道活塞环,两环开口相错开并设有防转定位钉。该环具有双重密封作用,密封性能好,能有效克服漏气、窜气、窜油现象,节省燃油,并减少环境污染,延长使用寿命。

Description

双扭曲互补活塞环

本实用新型涉及一种用于内燃机、空压机等需要采用活塞环进行密封的机器、装置上的活塞环，尤其是一种双扭曲互补活塞环。

传统活塞环在工作时，气体首先从燃烧室流进缸壁与活塞间的间隙内，经环的侧隙进入环的背隙，积聚在整个环背部的气体通过环的开口间隙进入下方的气缸壁和活塞间隙，因而环开口间隙成为泄漏的主要通道。此外，在工作时，由于活塞环的上下振动，油气还可经各处间隙形成的通路泄漏。对于一般的内燃机而言，经一道环后气压为原来的25％，经二道环后降为10％，经三道环后为5％(参看铁道出版社《活塞环》)。另随着缸套、活塞环的磨损，环开口间隙逐渐变大，漏气量增大，马力下降，直至不能使用。此外，各道环在安装时开口是错开的，以避免燃气直接从上一道环开口喷入下一道环的开口而增加漏气量，但是在工作过程中各道环因振动和气体的冲击而逐渐在气缸中旋转，终致在使用一段时间后出现上、下两道环开口对齐现象，且开口对齐后无法重新错开，这时窜油、窜气急剧增加，严重的不能使用。

本实用新型的目的是提供一种由两片环组成、开口错开且无法产生相对转动，能有效克服漏气、窜气、窜油现象，增加刮油能力，降低摩擦损耗，延长使用寿命的双扭曲互补活塞环，两环均为扭曲环。

本实用新型由两个分别具有外、内台阶的单片活塞环相坎组合成为一道活塞环，两环开口相错开并设有防转定位钉。

以下结合附图作详细说明。

图1为本实用新型主环结构示意图。

图2为图1的局部剖视图。

图3为本实用新型副环结构示意图。

图4为图3的剖视图。

图5为本实用新型工作状态图。

图6为本实用新型组合状态示意图。

图7为图6的A向旋转示意图。

本实用新型由两个分别具有外、内台阶的单片活塞环主环(1)、副环(2)相坎组合成为一道活塞环，两环开口相错开并设有防转定位钉(3)。两环的其中一环为外台阶，另一环为内台阶，两环装配时相错不重叠，并在上环离开口30°范围外焊上防转定位钉(3)，两环均为扭曲环。

双扭曲互补活塞环的密封原理及优点如下：

1.由于主、副环的开口错开，因而从上一室窜下的燃气不能从主环开口进入下一室(主环开口被副环封住下)，而是绕环与环槽的背隙经副环的开口进入下一室，一方面避免了高压气体直接从开口窜到下一室，只能绕弯路后再经副环开口进入下一室，起到迷宫式密封的作用，这点很关键，因为活塞在高速往复运动，爆炸压行程时间都非常短，气体走弯路之后还未来得及经副环开口流向下一室，上一室的气压已低于本室，气体产生逆流，因而经迷宫式密封后漏气量大大减少；另一方面，由于气体只能从副环开口向下窜，而副环高度只有传统环的一半，在开口间隙相同的情况下，传统环的排气间隙面积为双扭曲互补活塞环的2倍以上，其泄漏量也为2倍以上。由于这两点原因双扭曲互补活塞环工作开口间隙(指其实际间隙减去定位钉后的间隙)达到2mm后其漏气量仍很少，马力也只有少量下降，而传统环在开口间隙达到1.5-2mm之后窜气非常严重，不能再使用，因此双扭曲互补活塞环的使用寿命特别长，至少为传统环的2倍。我们可以通过一个实施例来说明，设环总高为3mm，副环高为1.5mm，主环台肩高1.5mm，主环总高2mm，副环闭口间隙3mm，定位钉大小为2mm，组合后副环漏气间隙为A与B的面积总和，即(3-2)×(3-2)＝1；而传统环在开口间隙为1mm时，漏气面积为3×1＝3。后者的漏气面积为前者的3倍，其漏气量亦为3倍，此时传统环窜气已较严重，，而互补环的漏气面积仍小于传统环新装时的漏气面积(一般新装的传统环间隙为0.5mm左右，漏气面积为3×0.5＝1.5)，这就是双扭曲互补活塞环在磨损到开口间隙较大后仍然保持平稳的马力和寿命长的原因。

2.双重密封作用：对于传统环而言，在工作时，由于气体冲击及振动，存在径向振动和上下振动，造成活塞环外圆局部位置与缸壁瞬间脱离以及活塞环悬空，上下端面与环槽脱离产生泄漏，高速内燃机尤为严重；而双扭曲互补活塞环由主、副环组合而成，由于径向振动的随机性，主、副环同时在一点产生振动的几率很小，因而即使其中一片产生了泄漏也无法窜过另一片，此外，由于双反扭作用，降低了活塞环的悬浮振动作用，切断油气通路，起到了很好的密封作用。

3.防止对口的作用：由于定位钉的存在，主、副环因冲击、振动而产生转动时，只能一体转动，两者开口的相对位置始终不变，永远不会产生对口现象，有效地消除了因对口产生的大量窜气、窜油现象，可大大延长使用寿命。

4.刮油特点：机油上升的通道有两条：一是沿气缸和环的滑动面；一是通过环与环槽的间隙，迂回的背面(参看铁道出版社《活塞环》)。对于双扭曲互补活塞环而言，主、副环在环槽内倾斜，其上、下端面接触环槽，阻止了机油迂回环的背面上升，因此，双扭曲互补活塞环能够减少机油上窜，可最大限度减少机油消耗，优于传统环。

综上所述，双扭曲互补活塞环具有密封性能好、使用寿命长等特点，相对传统环而言，无疑是发动机史上的一场革命。首先，良好的密封可使燃烧室的压缩比提高，使燃烧更充分，爆炸力更强，燃烧同样多的燃油，马力上升，即意味着节省了燃油，而且由于燃烧更充分，排放出的废气中有害气体大量减少，有利于环境保护；另外由于活塞环缸套磨损后，马力仍保持平稳，一方面使用寿命大大延长，另一方面也起到了节省燃油的效果，因为传统环随着开口间隙的变大马力下降越来越明显，在旧机中尤为严重，采用双扭曲互补活塞环后，一般可节省燃油5％-10％。

总的来说，采用双扭曲互补活塞环后，从宏观上讲有以下特点：①马力上升；②节省燃油机油；③爬坡能力强；④起动容易；⑤减少环境污染；⑥防止窜气窜机油现象；⑦延长使用寿命。

Claims (4)

1.一种双扭曲互补活塞环，其特征是由两个分别具有外、内台阶的单片活塞环(1)、(2)相坎组合成为一道活塞环，两环开口相错开并设有防转定位钉(3)。

2.如权利要求1所述的活塞环，其特征是其中一环为外台阶，另一环为内台阶。

3.如权利要求1所述的活塞环，其特征是两环装配时相错不重叠，并在上环离开口30°范围外焊上防转定位钉(3)。

4.如权利要求1所述的活塞环，其特征是上、下两环均为扭曲环。

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