一種內(nèi)燃機(jī)用l型組合式活塞環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)用活塞環(huán)，特別是涉及了一種內(nèi)燃機(jī)用截面為L(zhǎng)型的組合式活塞環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞環(huán)是內(nèi)燃機(jī)中活塞與氣缸套之間進(jìn)行密封和配油的關(guān)鍵零件，內(nèi)燃機(jī)發(fā)展至今近200年來(lái)，始終采用環(huán)形開口、矩形截面的整體式活塞環(huán)(圖4)，密封時(shí)利用其制造過(guò)程中熱處理定型及裝配變型產(chǎn)生的徑向壓力進(jìn)行密封，它在氣缸工作過(guò)程中是個(gè)不變的常數(shù)，即常壓密封。為了工作可靠，此徑向壓力必須按內(nèi)燃機(jī)工作中進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣4個(gè)循環(huán)中最苛刻的條件，即燃燒膨脹過(guò)程中產(chǎn)生最大爆發(fā)壓力時(shí)的要求進(jìn)行決定。但以四沖程內(nèi)燃機(jī)為例，上述四個(gè)循環(huán)過(guò)程，曲軸將旋轉(zhuǎn)720°，而其中燃燒膨脹過(guò)程時(shí)間不到20°，顯然自始至終處于最大徑向壓力作用下，活塞環(huán)與氣缸壁間的磨擦損耗很大，將嚴(yán)重的增加了內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失，減少了內(nèi)燃機(jī)的輸出功率。(內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)與氣缸壁間的磨擦損失已占內(nèi)燃機(jī)總機(jī)械損失的70% )。
[0003]為防止活塞環(huán)頭部拉缸，傳統(tǒng)第一道活塞環(huán)距活塞頂部有一 0.12-0.22D (氣缸直徑)mm的距離，此距離內(nèi)活塞與氣缸壁間有0.25-0.4mm的間隙，形成為有害空間，對(duì)燃燒不利，增加了內(nèi)燃機(jī)的排放污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種截面為L(zhǎng)型的組合式活塞環(huán)，它與氣缸壁之間的密封正壓力，可隨氣缸內(nèi)的壓力變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而顯著地減少了內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案:
[0006]一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于活塞環(huán)由主環(huán)、螺旋彈簧和環(huán)墊組成。所述的主環(huán)截面為L(zhǎng)型，有長(zhǎng)臂和短臂，長(zhǎng)臂與短臂互成90°，短臂與環(huán)墊偶合后，裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，此時(shí)其長(zhǎng)臂頂端與活塞頂部齊平。所述主環(huán)為分體式結(jié)構(gòu)，在周向可等分為4等分或6等分或8等分，由位于短臂外側(cè)圓槽內(nèi)的螺旋彈簧鎖緊成一圓環(huán)。所述長(zhǎng)臂的內(nèi)側(cè)與活塞間存有間隙，氣缸內(nèi)的壓力可作用到長(zhǎng)臂的內(nèi)側(cè)面上，長(zhǎng)臂受力后，各等分將以螺旋彈簧為中心偏轉(zhuǎn)，長(zhǎng)臂的外側(cè)面將壓向氣缸壁，形成密封正壓力，此正壓力的大小隨氣缸內(nèi)的壓力變化而變化。所述組合式活塞環(huán)長(zhǎng)臂的外側(cè)面，距頂端長(zhǎng)臂長(zhǎng)度2/3處設(shè)有一凸起環(huán)，環(huán)寬度為1.5-3mm，凸面度6_10 μ，凸面上具有10 μ以下深度的PVD鍍層，所述長(zhǎng)臂受力后，各等分偏轉(zhuǎn)時(shí)，凸起環(huán)與氣缸壁形成第一密封刃，短臂上端與活塞環(huán)槽上緣形成第二密封刃，環(huán)墊下端與活塞環(huán)槽下緣形成第三密封刃。所述長(zhǎng)臂內(nèi)側(cè)面頂部齊平處設(shè)有一厚度為0.4mm，高度為3mm的圓環(huán)，該圓環(huán)與主環(huán)為一體。所述的環(huán)墊上平面為7°的凸錐面，與主環(huán)短臂底面以此7°錐面偶合。
[0007]所述主環(huán)各等分均由鐵基粉末冶金燒結(jié)而成。
[0008]本實(shí)用新型有益效果是:
[0009]< 1 >用傳統(tǒng)活塞環(huán)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失可達(dá)25%，采用L型組合式活塞環(huán)后，內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失可減少一半，內(nèi)燃機(jī)的凈功率可提高10% -20%。
[0010]< 2 >消除了用傳統(tǒng)活塞環(huán)時(shí)其上部活塞與氣缸壁之間的有害空間，改善了排放。
[0011]使用L型組合式活塞環(huán)可促成可燃用多種燃料(Mutifuel簡(jiǎn)寫MF)的內(nèi)燃機(jī)發(fā)展，其主要性能特征是:可使傳統(tǒng)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速提高一倍，使傳統(tǒng)的汽油機(jī)油耗減少一半。
[0012]本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，可廣泛用于各種內(nèi)燃機(jī)上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)結(jié)構(gòu)截面圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)布置圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)環(huán)墊截面圖。
[0016]圖4是現(xiàn)有活塞環(huán)截面及布置圖。
具體實(shí)施方案
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0018]如圖1、2所示，內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)由主環(huán)1、螺旋彈簧2和環(huán)墊3組成，主環(huán)1截面為L(zhǎng)型，有長(zhǎng)臂4和短臂5，長(zhǎng)臂4與短臂5互成90°，短臂5與環(huán)墊3偶合同裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，此時(shí)長(zhǎng)臂4頂端與活塞6頂部齊平。所述主環(huán)1為分體式結(jié)構(gòu)，在周向可等分為4等分或6等分或8等分，由位于短臂5外側(cè)圓槽內(nèi)的螺旋彈簧2鎖緊成一圓環(huán)。所述的長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)與活塞6間存有間隙，且與氣缸相通，氣缸內(nèi)的壓力可作用到長(zhǎng)臂4的內(nèi)側(cè)面上，當(dāng)長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)面受力后，各等分將以螺旋彈簧2為中心偏轉(zhuǎn)，長(zhǎng)臂4外側(cè)面將壓向氣缸壁7形成所需的密封正壓力。
[0019]如圖1所示，內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，長(zhǎng)臂4的外側(cè)面距頂端長(zhǎng)臂長(zhǎng)度2/3處，設(shè)有一凸起環(huán)，環(huán)寬為1.5-3mm，凸起度6_10 μ，凸面上具有10 μ以下的PVD鍍層，當(dāng)長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)面受力各等分偏轉(zhuǎn)時(shí)，該凸起環(huán)與氣缸壁7形成第一密封刃，同時(shí)短臂5上端與活塞環(huán)槽上緣形成第二密封刃，環(huán)墊3下端面與活塞環(huán)槽下緣形成第三密封刃。
[0020]所述的長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)面頂部齊平處有一厚度為0.4mm，高度為3mm的凸環(huán)，該凸環(huán)對(duì)長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)面與活塞6間間隙內(nèi)之空氣流動(dòng)起節(jié)流和阻尼作用。
[0021]如圖3所示，所述的環(huán)墊3上平面為7°凸錐面，與主環(huán)1的短臂5底面以此7°斜面偶合，為“第一密封刃”產(chǎn)生徑向移動(dòng)，提供了可能，同時(shí)也提高了 “第一密封刃”產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的靈敏度。
[0022]所述的氣缸內(nèi)壓力隨氣缸工作過(guò)程而變化，受氣缸壓力作用而產(chǎn)生的“第一密封刃”上的密封正壓力也隨氣缸壓力的變化而變化，當(dāng)氣缸內(nèi)燃燒膨脹時(shí)，氣缸壓力大，相應(yīng)所形成的密封正壓力也大，當(dāng)氣缸排氣時(shí)，氣缸壓力逐漸變小，密封正壓力也隨之逐漸減小，這既滿足了對(duì)氣缸密封的需要，又克服了傳統(tǒng)活塞環(huán)密封正壓力為一很大常數(shù)的缺點(diǎn)。
[0023]所述的第一密封刃上的密封正壓力與長(zhǎng)臂4內(nèi)側(cè)的面積和第一密封刃面積商成正比。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，較易進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。
[0024] 所述的L型組合式活塞環(huán)各等分均用鐵基粉末冶金燒結(jié)而成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于活塞環(huán)由主環(huán)(1)、螺旋彈簧(2)和環(huán)墊⑶組成，所述主環(huán)⑴截面為L(zhǎng)型，有長(zhǎng)臂(4)和短臂(5)，長(zhǎng)臂(4)與短臂(5)互成90°，短臂(5)與環(huán)墊(3)偶合后同裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，此時(shí)長(zhǎng)臂(4)頂端與活塞(6)頂部齊平，所述主環(huán)(1)為分體式結(jié)構(gòu)，在周向等分為4等分或6等分或8等分，由位于短臂(5)外側(cè)圓槽內(nèi)的彈簧⑵鎖緊成一圓環(huán)，所述的長(zhǎng)臂⑷的內(nèi)側(cè)面與活塞(6)間存有間隙，氣缸內(nèi)的壓力可作用到長(zhǎng)臂(4)的內(nèi)側(cè)面上，長(zhǎng)臂(4)受力后，各等分將以螺旋彈簧(2)為中心偏轉(zhuǎn)，長(zhǎng)臂(4)的外側(cè)將壓向氣缸壁(7)，形成所需的密封正壓力，此壓力大小隨氣缸內(nèi)壓力的變化而變化。2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于所述長(zhǎng)臂(4)的外側(cè)面，距頂端臂長(zhǎng)L 2/3處設(shè)有一凸起環(huán)，環(huán)寬為1.5-3mm，凸面度為6_10 μ，凸面上具有10 μ以下的PVD鍍層，該凸起環(huán)與氣缸壁(7)形成第一密封刃。3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于所述的長(zhǎng)臂(4)受力后各等分偏轉(zhuǎn)時(shí)，短臂(5)上端與活塞環(huán)槽上緣形成第二密封刃，環(huán)墊(3)下端與活塞環(huán)槽下緣形成第三密封刃。4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于所述的長(zhǎng)臂(4)的內(nèi)側(cè)面頂部齊平處設(shè)有一厚度為0.4_，高度為3_的圓環(huán)，該圓環(huán)與長(zhǎng)臂(4)為一體。5.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于所述環(huán)墊(3)上平面為a = r的凸錐面，與短臂(5)底面以此7°斜面偶合。6.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，其特征在于所述的主環(huán)(1)各等分均由鐵基粉末冶金燒結(jié)而成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)燃機(jī)用L型組合式活塞環(huán)，由主環(huán)、螺旋彈簧和環(huán)墊組成。主環(huán)截面為L(zhǎng)型，有長(zhǎng)臂和短臂，互成90°，短臂與環(huán)墊偶合裝入活塞環(huán)槽內(nèi)，所述主環(huán)為分體式，在周向可等分為4等分或6等分或8等分，由短臂外側(cè)的彈簧鎖緊為一圓環(huán)。當(dāng)長(zhǎng)臂內(nèi)側(cè)面受到氣缸壓力作用時(shí)，長(zhǎng)臂將偏轉(zhuǎn)壓向缸壁，長(zhǎng)臂外側(cè)的凸起環(huán)與缸壁即形成第一密封刃，此時(shí)短臂上側(cè)與活塞環(huán)上緣形成第二密封刃，環(huán)墊下底面與活塞環(huán)槽下緣形成第三密封刃。本實(shí)用新型可使活塞環(huán)的密封壓力，由傳統(tǒng)的一個(gè)很大常數(shù)值，改變?yōu)殡S氣缸壓力變化的變值，其均值大大低于前者，使內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失減少1/3-1/2，凈功率可提高10-20％，同時(shí)改善了排放。本實(shí)用新型可廣泛用于各種內(nèi)燃機(jī)上。
【IPC分類】F02F5/00
【公開號(hào)】CN205064111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520393813
【發(fā)明人】陸懋增
【申請(qǐng)人】陸懋增
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日