活塞环及配套活塞 (一)所属技术领域:
本技术涉及一种车辆动力装置包括摩托车,汽车的活塞式的汽油、柴油发动机;以及燃气、燃油发动机;一般机械运动装置等。
(二)背景技术:
在现有技术中,使用的活塞环是有一定开口间隙标准值的各形各式的活塞环,以各种包括连体、胀环、隔圈的不同组合方式。以一道或数道活塞环安装在配套活塞上,这种各形各式的配套活塞,包括在活塞上有安装活塞环的一道或数道环槽、活塞销孔,再安装在整机地工作缸体中做往复运动。并保证活塞环与缸体的紧密接触,形成良好的密封程度,活塞上可有润滑油孔,使润滑油能够对活塞环、活塞、缸体起润滑、散热、抗磨损作用。在现有技术中,采用抗磨损工艺或材料提高活塞环的抗磨损性能,延长使用时限。活塞环具有弹性,根据实际需要使用有胀环的活塞环增加弹性。活塞环的开口间隙是指安装在缸体中时活塞环开口端口最外端之间的空间距离或称为开口端口距离。活塞环的使用时限是由它带来的密封程度决定,活塞环的磨损比缸体更早,其重要标志是开口间隙值的大小,其它磨损变化较小。活塞环环体的侧面最外侧在同一平面上。存在交叉完全吻合式接合的无开口间隙环是开口端口直接接合方式,在实用性能上存在散热水平低、强底低、易折断,即使在柴油发动机上也不能保证长期有效的工作;已基本不再使用。存在的技术领域在一般机械运动;燃气、燃油发动机而车辆的动力装置领域仅存在一种互贴式斜面接合的活塞环。(三)所要解决的问题:
有一定开口间隙活塞环的缺点:随着活塞环与缸体的磨损,活塞环的开口间隙逐渐变大,密封程度降低,整机润滑油使用量增加;整机的功率降低,从而加大能源的消耗,影响整机其它部件的使用时限,废气排放也逐渐增大。当开口间隙超过最大标准值,达到极限值时,整机不能正常工作,能源消耗、润滑油使用量极大,就必须停止整机的运行,更换活塞环;当开口间隙小于最小标准值时,现有技术的活塞环在其配套活塞上于缸体中使用时,就会发生卡死、折断;而且这种活塞环安装时就存在开口间隙标准值。交叉完全吻合式接合的无开口间隙活塞环性能上存在散热水平低、强底低、易折断,即使在柴油发动机上也不能保证长期有效的工作;已基本不再使用。
(四)本发明创造创造的目的:
本发明创造的目的是提供几种活塞环及配套活塞,它的密封程度高,能有效地降低能源消耗,具有较长的使用时限,减少润滑油使用量,降低整机的维护费用,保证整机的长时有效稳定地工作。(五)技术解决方案:
这种目的通过几种或一种安装时各形各式接合活塞环来实现。无开口间隙是指安装后,开口端口最外侧之间的空间距离相对有开口间隙是负数,空间距离中有环体;它有专门配套使用的活塞。它有效地提高了密封程度。这种活塞环体的侧面的最外侧可不在同一平面上。
这种无开口间隙的各形活塞环是几种开口端口部分是以各形各式接合实现的。这种接合是指保证开口端口各自弹性与伸缩性即保证独立性为前提。活塞环的表面在安装后与缸体紧密接触。
通过密封程度的提高,减少能源的消耗,同时延长活塞环的使用时限。它主要有四种接合方式:1、交叉完全吻合的方式;2、错开式;3、部分错开式;4、其它式;根据实际情况,决定接合部分的大小、长度、形状;根据实际情况,采用数道各形各式的无开口间隙的不同接合方式的活塞环以不同组合应用。包括仅使用一道环或与现有技术有开口间隙活塞环以不同组合应用,以达到最佳效果。交叉完全吻合的方式中的斜面断开面仅实用于第三道环;非交叉完全吻合的方式可以保证活塞环的强度与密封程度结合最好,如说明书附图图标1、2、3所示。
当使用非交叉完全吻合式接合的这种活塞环时,就必须使用或有专用的配套活塞,它有安装这种活塞环的环槽。这种组合应用包括连体、胀环、隔圈的应用。
这种活塞环的底部、活塞环的胀环及专用配套活塞的环槽的底部二者或三者互为
凸凹接合。这种特征能够进一步加大接合部分的磨损值,从而增加密封程度,进一步加大活塞环的使用时限。
根据实际情况,在这种活塞上增加润滑油孔,保证对各活塞环、活塞及缸体活塞的润滑。
与现有的技术中使用的有开口间隙的活塞环的比较,相同使用时限内,密封程度更高,从而降低能源的消耗。
活塞环有一个密封球面,两个侧面,一个与环槽接触的球面;开口端口非交叉完全吻合式实质上就是至少一个侧面不在同一个平面上的接合,根据实际需要,两个开口端口的形状可以互不相同。
将开口端口接合的几种方式,改进成开口端与环槽接合,形成一种新型的高密封环,同样分为交叉完全吻合式、非交叉完全吻合式(部分错开、错开、其它)等接合式,简称高密封环。必须使用或有专用配套活塞。
在无开口间隙环及高密封环上至少增加一个流入环体的润滑油通道,即导油槽。也可在活塞上的环槽设置导油槽。有导油槽的活塞环与环槽(除密封球面外)至少有一处形成凹凸接合以形成固定(包括其活塞环的间隙与环槽的凸处),在活塞上增加润滑油孔,有导油槽的专用配套活塞。导油槽的形状是活塞环的侧面与环槽侧面接合部有一个凹陷的与其它部份多出一定间隙的,其主要形状有以曲线或非曲线的整体或部分凹陷;其表现形式上包括整体或部分形成环体侧面凹陷底部低于环槽高度的凹陷或环槽凹陷;是一种能保证润滑油顺畅的流入环槽的凹陷。各种形状导油槽简称导油槽。
非交叉完全吻合式接合的无开口间隙环统一提高了强度与封密性。新型的高密封环则加强了对环体开口端口的散热性与强度的提高,有至少一个导油槽的无开口间隙环、高密封环则提高了对整个环体的散热性、密封性与强度的统一提高,从而保证环体的抗磨损、抗高温。这三种活塞环在强度性能、散热性,保证润滑油功效上各有优缺点,而新型的高密封环的显著进步在于其在高温的工作环境下如大、中、小型汽车的汽油发动机、摩托车的汽油发动机上的实用性以及在第二道环上的最高实用性。有导油槽的活塞环,显著进步在于在散热水平的提高,从而保证它们正常的工作,避免因疲劳而折断。特别是在小型汽油发动机上的应用;实现了各种优良性能的统一发挥;
显著进步在于特别实用于顶环的应用。
上述各种活塞环与现有技术环在各种具体实际中的不同组合应用(连体、隔圈),将进一步显著提高整机的性能。
有导油槽的配套活塞可以是上述各种活塞环的专用配套活塞。
在连体的实际应用中,其环体之间的固定不是两环体的凹凸固定,可选择不是两个交叉完全吻合式无开口间隙环。
上述各种形式接合的无开口间隙环、高密封环、导油槽的各种活塞环本身以及与其它现有技术的各种活塞环的(一个以上的)连体应用。其固定方式是环体之间使用焊接或连接销栓。环体之间可有空隙及空隙中可有隔圈,有专用配套活塞。上述各种活塞环的接合形式是以安装后形成的结构描述的。
开口端口部分以各形各式的接合的非交叉完全吻合方式的无开口间隙的活塞环,其环体的侧面最外侧至少有一个不在同一平面上,包括能安装在其配套活塞上的也可属于非交叉完全吻合方式的高密封活塞环。开口端口部分与环槽以各形各式的接合的高密封活塞环,包括能安装在其配套活塞上的也可属于非交叉完全吻合方式的无开口间隙的活塞环。(六)本发明创造的优点或积极效果:
在与现有技术中使用的活塞环比较优点在于:
1、相同使用时限下,密封程度更高,从而降低能源的消耗;
2、减少润滑油的使用量;
3、延长了使用时限;
4、降低了整机的维护费用;
5、保证了整机长时稳定有效地工作;
6、减少废气排放,具有环保效果。
(七)说明书附图说明
图标说明:1、部分错开接合式无开口间隙活塞环或非交叉完全吻合式接合无开口间隙活塞环或也可属于非交叉完全吻合式接合高密封活塞环;2、错开接合式高密封环活塞环;3、交叉完全吻合式接合的活塞环;4、专用配套活塞环环槽;5、现有技术活塞环环槽;6、专用配套活塞;7、胀环8、导油槽9、专用配套高密封环活塞的环槽10、导油槽的高密封环11、导油槽的部分错开式活塞环12、活塞环与环槽凸凹接合部13、导油槽的交叉完全吻合式接合的活塞环14、导油槽的专用配套活塞15、有开口间隙环16、部分错开吻合式接合活塞环17、焊接或铸造固定18、连接销栓固定。
图一:本发明创造的平面安装示意图
图二:活塞环底部、胀环、活塞的环槽底部二者或三者互为凸凹接合的横断面示意图。
图三:导油槽的交叉完全吻合式接合的高密封环活塞环示意图
图四:导油槽的部分错开式接合的无开口间隙活塞环示意图
图五:导油槽的交叉完全吻合式接合的无开口间隙活塞环示意图
图六:各形导油槽横断面示意图
图七:连体及固定方式是使用焊接、连接销栓、铸造的示意图。(八)最佳实例:
本发明创造的最佳方案,对照附图说明如下:
在图一中,活塞的顶环采用1,可以保证活塞环的强度与密封程度结合最好,保证了活塞环的一定密封程度的同时,保证润滑油的流动,第二道环采用2,它的受力比顶环要小,有胀环7的使用,保证了弹性补偿,因为顶环受力最强,密封性要求最高。第三道环采用3,保证对润滑油的最大密封性,受力最小,顶环和第二道环的环槽采用4,第三道环槽采用5,三道环均采用图二的凸凹接合方式,保证了长时有效的使用时限,采用了专用配套活塞6,在实际安装中,用360度除以使用活塞环的道数,得到一个角度,将活塞环的接合部分以这个角度调整错开安装,保证最佳效果。