專利名稱：一種帶有封口互鎖裝置的組合氣環(huán)及其活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有封口互鎖裝置的組合氣環(huán)及其活塞，它運(yùn)用于各種往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的氣環(huán)通常為單件氣環(huán)，氣環(huán)切口處存在直通式漏氣通道。所以，現(xiàn)有氣環(huán)對(duì)氣缸的密封都是依據(jù)節(jié)流式工作原理，2道以上的氣環(huán)沿軸向依次裝設(shè)在活塞上的各道環(huán)槽中，且各氣環(huán)的切口沿周向相互錯(cuò)開(kāi)以構(gòu)成“迷宮式”封氣結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)存在環(huán)間竄氣和由環(huán)間竄氣造成的一系列弊病，無(wú)法根除上下活塞環(huán)對(duì)口時(shí)出現(xiàn)的短路漏氣現(xiàn)象，活塞環(huán)對(duì)活塞的扶正作用也因上下環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，切口相互靠近而變差?！懊詫m式”封氣結(jié)構(gòu)至少需要在活塞上布設(shè)兩道氣環(huán)，這種傳統(tǒng)的活塞環(huán)——活塞總成再也不能通過(guò)減少氣環(huán)數(shù)量來(lái)減少活塞組的往復(fù)慣性質(zhì)量，所以“節(jié)流式”工作原理應(yīng)用至今，在一定程度上限制了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的進(jìn)一步提高。另一方面，由于結(jié)構(gòu)位置關(guān)系，迷宮式封氣結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成環(huán)的負(fù)荷差異較大，很難通過(guò)充分發(fā)揮各個(gè)組成環(huán)的工作性能來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能。
技術(shù)解決方案本發(fā)明的目的是提供一種組合氣環(huán)及其活塞。這種組合氣環(huán)及其活塞能夠防止直通式漏氣，以達(dá)到增強(qiáng)封氣和控制機(jī)油油耗的技術(shù)效果。在實(shí)現(xiàn)良好密封效果的基礎(chǔ)上，則可以進(jìn)一步減少氣環(huán)數(shù)量，減輕活塞的往復(fù)慣性質(zhì)量，從而推出結(jié)構(gòu)更加緊湊，重量更輕的新一代發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的目的，本技術(shù)方案提供了一種用于往復(fù)式活塞環(huán)——活塞總成的帶有封口、互鎖裝置的組合氣環(huán)及其活塞。

圖1是本技術(shù)方案的基本結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的組合氣環(huán)20由上組成環(huán)1、下組成環(huán)2、零至數(shù)個(gè)上鋼片環(huán)6、封口裝置和互鎖裝置組成。在與活塞5、缸套7的裝配狀態(tài)下，封口裝置設(shè)在下組成環(huán)2靠近內(nèi)圓的切口201處，以借助封口片3從徑向?qū)⑾陆M成環(huán)2的切口201封堵住。同時(shí)，互鎖裝置借助凸起4將上、下組成環(huán)的環(huán)口鎖定在不同方位，以借助各自的環(huán)體將上下組成環(huán)的環(huán)口相互從軸向封堵住。封口、互鎖裝置既可以做成一體，同時(shí)起從徑向封堵下組成環(huán)2的切口201和將上組成環(huán)切口101，下組成環(huán)切口201相互鎖定在不同方位的雙重作用，又可以分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置，各自只起各自的封口、互鎖作用。起封口作用的封口片3既可以設(shè)置在上組成環(huán)1除上下組成環(huán)口容易相互導(dǎo)通漏氣的位置外的環(huán)周的其它方位，也可以設(shè)置在下組成環(huán)2處于合口狀態(tài)時(shí)能搭接在切口201的兩端處，而與封口片3配對(duì)構(gòu)成封口裝置的切槽202、203則必須設(shè)置在下組成環(huán)2的切口201兩端，并與切口201聯(lián)通。封口片3的周向長(zhǎng)度是切口201合口工作間隙的數(shù)倍至數(shù)十倍，其軸向高度H1等于或小于下組成環(huán)2的軸向高度。起互鎖作用的凸起4除上下組成環(huán)環(huán)口容易相互導(dǎo)通漏氣的位置外，既可以設(shè)置在上組成環(huán)1環(huán)周的任一其它方位，也可以設(shè)置在下組成環(huán)2環(huán)周的任一其它方位，而與凸起4配對(duì)構(gòu)成互鎖裝置的切槽102、103或202、203則相應(yīng)設(shè)置在與之配對(duì)的另一個(gè)組成環(huán)上。凸起4的軸向高度H2等于或小于相對(duì)應(yīng)的配對(duì)環(huán)的軸向高度。本技術(shù)方案提供的活塞上都裝有本技術(shù)方案所提供的帶有封口互鎖裝置的組合氣環(huán)20。
由于本發(fā)明的組合氣環(huán)的各個(gè)組成環(huán)的數(shù)量不同，組成環(huán)的斷面形狀也不盡相同。所以，本發(fā)明的組合氣環(huán)有多種組合形式。但是，不論其組合形式如何，本發(fā)明的組合氣環(huán)在與活塞5、缸套7的裝配狀態(tài)下，利用封口裝置從徑向封堵下組成環(huán)環(huán)口201，利用互鎖裝置將上、下組成環(huán)的環(huán)口鎖定在不同的方位，是本發(fā)明的組合氣環(huán)的基本特征。在此組合狀態(tài)下，氣缸內(nèi)的高壓氣體8既不能通過(guò)任一組成環(huán)的環(huán)口直接向下泄漏，也不可能繞過(guò)組合環(huán)的環(huán)背，經(jīng)過(guò)下組成環(huán)2的環(huán)口201、活塞環(huán)岸501和氣缸壁701共同形成的通道9發(fā)生泄漏(參見(jiàn)圖3)。這種結(jié)構(gòu)形式表明本發(fā)明的帶有封口互鎖裝置的組合氣環(huán)20，對(duì)氣缸的密封原理發(fā)生了變化，已不是傳統(tǒng)的節(jié)流式工作原理，而是依據(jù)的全密封工作原理。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是一局部軸向剖面視圖，是本發(fā)明的組合氣環(huán)的基本結(jié)構(gòu)形式；圖2是一局部軸向剖面視圖，表明本發(fā)明的組合氣環(huán)的一優(yōu)選實(shí)施例；圖3是沿圖2的A-A線所取的剖面視圖，表明封口，互鎖裝置的位置，上組成環(huán)切口101和下組成切口201的相對(duì)位置和鎖定情況；圖4是一平面視圖，表明圖2的上組成環(huán)1與起封口，互鎖作用的凸起3或4做成一體的一種結(jié)構(gòu)；圖5是圖4的左視圖，表明凸起3或4的軸向高度；圖6是一平面視圖，表明圖2的下組成環(huán)2的與封口片3配對(duì)的切槽的一種結(jié)構(gòu)；圖7是一平面視圖，表明圖2的下組成環(huán)2的與封口片3配對(duì)的切槽的另一種結(jié)構(gòu)；圖8是一局部軸向剖面視圖，表明本發(fā)明的組合氣環(huán)的第二個(gè)優(yōu)選優(yōu)選實(shí)施例1如圖2、3、4、5、6、7所示，本發(fā)明的組合氣環(huán)20及其活塞，由上下組成環(huán)1、2，封口互鎖裝置以及活塞5組成。封口互鎖裝置是一裝置在上組成環(huán)1上的凸起3或4以及與之配對(duì)的設(shè)置在下組成環(huán)2并靠近內(nèi)圓204的切槽202和203。凸起與上組成環(huán)的切口101成180°，其周向長(zhǎng)度是下組成環(huán)切口201合口工作間隙的數(shù)倍至數(shù)十倍，其軸向高度H2等于或小于下組成環(huán)2的軸向高度。與凸起3或4配對(duì)的切槽202、203設(shè)置在下組成環(huán)2的切口201兩側(cè)，有圖6和圖7等多種結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的組合氣環(huán)20在與活塞5、缸套7的裝配狀態(tài)下，凸起3或4與切槽202和203配對(duì)，起既從徑向封堵下組成環(huán)2的切口201的作用，又起限制上下組成環(huán)1和2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖定作用。
本優(yōu)選實(shí)施例比其它組合氣環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，封口互鎖裝置實(shí)用可靠，能將上下組成環(huán)鎖定在最佳的相對(duì)工作環(huán)位，氣密性好。
優(yōu)選實(shí)施例2如圖8、9、10、11、12所示，本發(fā)明的組合氣環(huán)20及其活塞，由上下組成環(huán)1和2、封口裝置、互鎖裝置以及活塞5組成。封口裝置由封口片3和與之配對(duì)的在下組成環(huán)的切口201兩端的沿周向延伸的弧形切槽202和203組成。封口片3的軸向高度H1等于或小于下組成環(huán)2的軸向高度。封口片3與比203長(zhǎng)的弧形切槽202連成一體?；ユi裝置由凸起4和與之配對(duì)的上組成環(huán)1的切口101兩端的切槽102和103組成。凸起4裝設(shè)在與下組成環(huán)切口201成180°并朝向上組成環(huán)1的靠近內(nèi)圓204的端面上。凸起4的軸向高度H2等于或小于上組成環(huán)1的軸向高度。上組成環(huán)的切槽102和103也有類似于圖6和圖7等多種結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的組合氣環(huán)20在與活塞5、缸套7的裝配狀態(tài)下，封口片3插入切槽203中，從徑向?qū)⑾陆M成環(huán)2的切口201封堵??；凸起4與上組成環(huán)1的切口102和103配對(duì)組成互鎖裝置，將上下組成環(huán)的切口101和201鎖定在不同方位，以利用各自的環(huán)體從軸向?qū)⑶锌?01和201封堵住。
作為本優(yōu)選實(shí)施例的改型，與凸起4配對(duì)的上組成環(huán)切口101兩端的切槽102和103也可以合成一“凹坑”或“切槽”，并設(shè)置在上組成環(huán)1的其它方位。同樣，凸起4也可設(shè)置在下組成環(huán)2的環(huán)周的其它方位。這樣，就有可能按需要將切口101和201鎖定在環(huán)周任一設(shè)定方位。
本優(yōu)選實(shí)施例的封口互鎖裝置分開(kāi)設(shè)置，可以滿足特定的設(shè)計(jì)要求。
作為上述優(yōu)選實(shí)施例的改型，例如仍采用組合結(jié)構(gòu)，只是取消封口裝置或互鎖裝置，可以用于要求不高的機(jī)型。又例如封口、互鎖裝置可以有不同的配對(duì)形式、配對(duì)位置等。總之，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例是例示性的而非限制性的，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)。
本發(fā)明的組合氣環(huán)20，因有封口互鎖裝置，在與活塞5、缸套6的裝配狀態(tài)下，不存在自由泄漏通道，氣密性好，控制機(jī)油的性能佳，由環(huán)間竄氣造成的加熱活塞，破壞工作油膜等諸多不利因素一進(jìn)排除。所以，采用本發(fā)明的組合氣環(huán)，能夠全面改善和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)一道氣環(huán)加一道油環(huán)的二環(huán)活塞結(jié)構(gòu)，從而為推出結(jié)構(gòu)更加緊溱、重量更輕、性能更好的新一代往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種用于往復(fù)式活塞環(huán)——活塞總成的組合氣環(huán)及其活塞，它包括具有彈性的上組成環(huán)(1)、下組成環(huán)(2)、零至數(shù)個(gè)上鋼片環(huán)(6)，封口裝置、互鎖裝置及其活塞(5)，其特征在于所述組合氣環(huán)在與活塞(5)、缸套(7)的裝配狀態(tài)下，封口裝置借助裝設(shè)在靠近下組成環(huán)內(nèi)圓(204)的封口片(3)從徑向?qū)⑾陆M成環(huán)(2)的切口(201)封堵住，互鎖裝置借助凸起(4)將上、下組成環(huán)的環(huán)口鎖定在不同方位，以利用各自環(huán)體將上組成環(huán)(1)的切口(101)和下組成環(huán)(2)的切口(201)從軸向封堵住。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合氣環(huán)，其特征是封口、互鎖裝置既可以做成一體，同時(shí)起從徑向封堵下組成環(huán)切口(201)和將上組成環(huán)切口(101)、下組成環(huán)切口(201)相互鎖定在不同方位的雙重作用，又可以分開(kāi)獨(dú)立設(shè)置，各自只起各自的封口互鎖作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合氣環(huán)，其特征是起封口作用的封口片(3)既可以設(shè)置在上組成環(huán)(1)除上下組成環(huán)環(huán)口容易相互導(dǎo)通漏氣的位置以外的環(huán)周的其它方位，也可以設(shè)置在下組成環(huán)(2)處于合口狀態(tài)時(shí)能搭接在切口(201)的兩端處，而與封口片(3)配對(duì)構(gòu)成封口裝置的下組成環(huán)(2)上的切槽(202)、(203)，則必須設(shè)置在下組成環(huán)(2)的切口(201)兩端，并與切口(201)聯(lián)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合氣環(huán)，其特征是封口片(3)的周向長(zhǎng)度是切口(201)合口工作間隙的數(shù)倍至數(shù)十倍，其軸向高度H1等于或小于下組成環(huán)(2)的軸向高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合氣環(huán)，其特征是起互鎖作用的凸起(4)，除上下組成環(huán)環(huán)口容易相互導(dǎo)通漏氣的位置外，既可以設(shè)置在上組成環(huán)(1)環(huán)周的任一其它方位，也可以設(shè)置在下組成環(huán)(2)環(huán)周的任一其它方位，而與凸起(4)配對(duì)構(gòu)成互鎖裝置的切槽(102)、(103)或(202)、(203)或由其改型的“凹坑”、“切槽”則相應(yīng)設(shè)置在與之配對(duì)的另一個(gè)組成環(huán)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的組合氣環(huán)，其特征是凸起(4)的軸向高度H2等于或小于相對(duì)應(yīng)的配對(duì)環(huán)的軸向高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合氣環(huán)及其活塞，其特征是在所述活塞上至少裝有一個(gè)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的組合氣環(huán)(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于往復(fù)式活塞環(huán)一活塞總成的組合氣環(huán)及其活塞，它包括具有彈性的上組成環(huán)1、下組成環(huán)2、零至數(shù)個(gè)上鋼片環(huán)6、封口裝置、互鎖裝置及其活塞5。本發(fā)明的組合氣環(huán)20在與活塞5、缸套7的裝配狀態(tài)下，封口裝置從徑向?qū)⑾陆M成環(huán)的切口201封堵住，而互鎖裝置則將上下組成環(huán)的切口101和201相互鎖定在不同方位，利用各自的環(huán)體從軸向?qū)⑶锌?01和201封堵住。因此，本發(fā)明的組合氣環(huán)，不存在自由泄漏通道，氣密性好，控制機(jī)油的性能佳，由環(huán)間竄氣造成的加熱活塞，破壞工作油膜等諸多不利因素一迸排除。所以，采用本發(fā)明的組合氣環(huán)，能夠全面改善和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)一道氣環(huán)加一道油環(huán)的二環(huán)活塞結(jié)構(gòu)，從而為推出結(jié)構(gòu)更加緊湊、重量更輕、性能更好的新一代往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)F02F5/00GK1553049SQ03140539
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者唐為民 申請(qǐng)人:唐為民