專利名稱：無環(huán)活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)的活塞類。
活塞環(huán)是一般內(nèi)燃機(jī)在活塞相對(duì)氣缸體作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)必不可少的動(dòng)力傳導(dǎo)體和密封件。在內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，由于燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫、高壓，使密封環(huán)處于嚴(yán)酷的工作條件下易產(chǎn)生串油串氣、密封不好的問題。活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞環(huán)與氣缸壁向產(chǎn)生接觸摩擦，使環(huán)和缸都易磨損。它們之間的摩擦不僅消耗了大量的機(jī)械能，同時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，又加劇了它們的磨損。因此在所有內(nèi)燃機(jī)中活塞、活塞環(huán)屬易損件，必須更換，而在更換時(shí)還必須將內(nèi)燃機(jī)完全拆開，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，花費(fèi)大量的維修費(fèi)。
為解決上述問題，現(xiàn)在為解決串油串氣問題，設(shè)計(jì)了組合式氣環(huán)(公開號(hào)CN2047308
公開日期89.11.8);為解決密封問題，設(shè)計(jì)了無隙密封活塞環(huán)(公告號(hào)CN2050080、公告日89.12.27)，一種全封閉式活塞環(huán)組(公告號(hào)CN2050080、公告日87.7.8)。這些設(shè)計(jì)都在活塞環(huán)上作文章，沒有解決活塞環(huán)，活塞、氣缸的易損問題。
發(fā)明專利申請(qǐng)“特別用于內(nèi)燃機(jī)的輕型活塞”(公開號(hào)85108901，
公開日860610)是一種重量輕的無環(huán)活塞，但其結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單的無環(huán)活塞，它既可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)氣缸的完全不泄漏密封，又可消除活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞與氣缸壁之間的機(jī)械摩擦，從而使活塞、氣缸由易損件變?yōu)槟陀眉?，不需?jīng)常更換。
本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的，無環(huán)活塞由活塞頂1、活塞體2、彈性膜片3、連通管4、輸油管5、供油閥6、油腔9組成，輸油管5與油腔9相通，它們把活塞分成活塞頂1，活塞體2兩部分，油腔9與活塞連桿中心小管有油道相通，油道上裝有供油閥6，活塞頂上開有連通孔4，油腔9靠活塞頂?shù)膬?nèi)壁上設(shè)置有彈性膜片3。
下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及功能。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2活塞頂上連通孔布置圖參照附圖，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，機(jī)油泵以一定壓強(qiáng)將潤滑油從連桿中心小管輸入，供油閥6開啟，潤滑油從油道注入油腔9內(nèi)。注油開始后，油腔9內(nèi)的油充滿時(shí)，若機(jī)油壓強(qiáng)還大于油腔9內(nèi)的壓強(qiáng)，則在此壓強(qiáng)差作用下供油閥作正向關(guān)閉，供油停止。在供油的同時(shí)，油腔9內(nèi)的油液會(huì)經(jīng)輸油管5流進(jìn)活塞與氣缸10壁間的間隙內(nèi)，并充盈其中，形成阻隔活塞上部工質(zhì)與活塞下部大氣之間通道的液體膜。
當(dāng)活塞上行壓縮工質(zhì)，或工質(zhì)燃爆使工質(zhì)壓強(qiáng)增大時(shí)，工質(zhì)壓強(qiáng)增量△P通過連通孔4傳遞到彈性膜片3。彈性膜片3即將此△P傳遞給油腔9內(nèi)的油液，使油液的壓強(qiáng)和工質(zhì)壓強(qiáng)相等。油液的壓強(qiáng)增量△P同時(shí)經(jīng)輸油管5傳遞到活塞與氣缸壁間的液體膜，于是氣缸內(nèi)的工質(zhì)就會(huì)受到同自己壓強(qiáng)相等的液體膜的封閉而無法向外泄漏。
當(dāng)油腔9內(nèi)的液壓大于機(jī)油泵壓強(qiáng)時(shí)，供油閥在壓強(qiáng)差作用下作反向關(guān)閉、防止油腔9內(nèi)油液泄漏回供油管道。在活塞體2下部布設(shè)了迷宮密封結(jié)構(gòu)7，使油液經(jīng)迷宮迷封節(jié)流后向外泄漏大大減少，同時(shí)也起維持液體膜的壓強(qiáng)的作用。
由于間隙中的液體膜緩慢而不斷地泄漏，使油腔9內(nèi)的油液逐漸減少，于是彈性膜片在工質(zhì)壓強(qiáng)的作用下會(huì)逐漸向油腔9內(nèi)凹陷，油腔9的工作容積不斷減少，以保持油腔9內(nèi)的液體壓強(qiáng)總是等于工質(zhì)壓強(qiáng)，形成一種特定的壓強(qiáng)跟隨效應(yīng)。
當(dāng)打開內(nèi)燃機(jī)排氣閥或進(jìn)氣閥時(shí)，氣缸10內(nèi)的壓強(qiáng)隨即下降，此時(shí)在上述壓強(qiáng)跟隨效應(yīng)作用下仍保持著液體膜壓強(qiáng)等于工質(zhì)壓強(qiáng)。當(dāng)氣缸工質(zhì)壓強(qiáng)下降到低于機(jī)油泵壓強(qiáng)時(shí)，供油閥6開啟，油腔9又開始充油，充油后再重復(fù)上面的過程。
活塞頂1上設(shè)置有刮油片8，其作用是，活塞在向下運(yùn)行時(shí)將吸附在氣缸壁上的油液刮下，以減少機(jī)油的耗損。
本發(fā)明去掉了活塞環(huán)，用液體摩擦取代了機(jī)械摩擦，使其摩擦系數(shù)比原來的臨界摩擦系數(shù)降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，不僅使活塞、氣缸由易損件變成了耐用件，而且由于油液的不斷循環(huán)，帶走了活塞上下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，改善了活塞的熱狀態(tài)，提高了內(nèi)燃機(jī)的工作效率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了氣缸內(nèi)工質(zhì)的完全密封，有利于增大內(nèi)燃機(jī)氣缸的有效容積。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，易于批量生產(chǎn)。本活塞無須對(duì)內(nèi)燃機(jī)其它部件作任何改動(dòng)，即可代替舊式活塞使用。
權(quán)利要求
1.一種無環(huán)活塞，其特征在于它由活塞頂1、活塞體2、彈簧膜片3、連通管4、輸油管5、供油閥6、油腔9組成，輸油管5與油腔9相通，它們將活塞分成活塞頂1、活塞體2兩部分、油腔9與活塞連桿中心小管有油道相通，油道上裝有供油閥6，活塞頂上開有連通孔4，油腔9靠活塞頂?shù)膬?nèi)壁上設(shè)置有彈性膜片3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無環(huán)活塞，其特征在于活塞體2下部布設(shè)了迷宮密封結(jié)構(gòu)7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無環(huán)活塞，其特征在于活塞頂1上設(shè)置有刮油片8。
全文摘要
無環(huán)活塞由活塞頂、活塞體、彈性膜片、連通管、輸油管、供油閥、油腔組成。輸油管、油腔將活塞分為活塞頂、活塞體兩部分，油腔通過供油閥、輸油管、連通管與塞外相通。本發(fā)明去掉活塞環(huán)，用液體摩擦取代機(jī)械摩擦，減少了磨損，實(shí)現(xiàn)了氣缸內(nèi)工質(zhì)的完全密封；同時(shí)由于油液不斷循環(huán)，帶走由于活塞運(yùn)行產(chǎn)生的熱量，改善其熱狀態(tài)，使活塞、氣缸成為耐用件。本活塞無須改動(dòng)內(nèi)燃機(jī)其它部件易于代替舊式活塞，可提高機(jī)械效率。
文檔編號(hào)F02F3/00GK1056340SQ91103118
公開日1991年11月20日 申請(qǐng)日期1991年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月13日
發(fā)明者高永祥, 李靜華 申請(qǐng)人:高永祥, 李靜華