專利名稱：“z”型組合式封氣環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要應(yīng)用于往復(fù)式二、四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在其活塞上做氣環(huán)。
現(xiàn)有的二、四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由于活塞環(huán)開口處與氣缸壁之間始終存在直通式漏氣通道，所以現(xiàn)有的活塞必須采用節(jié)流式多氣環(huán)密封結(jié)構(gòu)。然而，活塞環(huán)數(shù)越多，活塞環(huán)組的摩擦損失越大，往復(fù)慣性質(zhì)量也越大；且第一道環(huán)熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷最高，而潤(rùn)滑條件最差，因而磨損最快。為解決以上問題，當(dāng)今世界上一些汽車工業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家，都投入了可觀的力量，研究旨在減少活塞環(huán)數(shù)的新型氣環(huán)。但是隨著氣環(huán)數(shù)的減少，又出現(xiàn)了封氣效果差的問題。這是活塞環(huán)研制工作中尚未解決的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的目的，就是要提供一種組合式氣環(huán)，它既能在減少現(xiàn)有的活塞環(huán)總數(shù)的情況下，保證其封氣效果；又能有效地改善自身的潤(rùn)滑條件，提高其工作壽命。
本實(shí)用新型的目的是通過Z形組合式氣環(huán)對(duì)活塞與氣缸之間的環(huán)形空間的全密封作用和它自身的雙向油楔結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其封氣功能和改善其潤(rùn)滑條件的。
如


圖1所示，Z形組合式氣環(huán)由具彈性的上鋼片環(huán)(1)、正扭曲環(huán)(2)和下鋼片環(huán)(3)組合而成。在與活塞(15)、氣缸(14)的裝配狀態(tài)下，它的三個(gè)環(huán)的開口互成120°。以此消除各組成環(huán)自身在開口處與氣缸壁形成的直通式漏氣通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞與氣缸之間的環(huán)形空間的周向密封。但是，由于氣缸內(nèi)的高壓氣體(10)仍可繞過Z形組合式氣環(huán)的環(huán)背，經(jīng)過下鋼片環(huán)(3)的開口間隙，通過由開口間隙(5)、活塞環(huán)岸(6)和氣缸壁(7)共同形成的通道(8)發(fā)生泄漏。為此，在下鋼片環(huán)(3)的開口處采取封堵措施。辦法是1、在下鋼片環(huán)開口的一端加工封口片(4)，另一端加工與封口片(4)配對(duì)的L形凹槽(11)。當(dāng)二者重合時(shí)，封口片(4)從徑向封堵開口間隙(5)。2、因?yàn)榇罱犹幍膹较虺叽?18)小于正扭曲環(huán)(2)的徑向?qū)挾?，下鋼片環(huán)(3)的徑向?qū)挾扔执笥谡でh(huán)(2)的徑向?qū)挾?，所以通過封口片(4)分別與活塞環(huán)槽下端面、正扭曲環(huán)內(nèi)棱緣(16)的組合作用，從上下方向封堵了高壓氣體(10)通往開口間隙(5)的通道。于是下鋼片環(huán)的開口間隙(5)被封堵，從而達(dá)到了封堵通道(8)的目的。這樣，Z形組合式氣環(huán)實(shí)現(xiàn)了對(duì)活塞與汽缸之間的環(huán)形空間的全密封。因此，可以用一道Z形組合式氣環(huán)取代多道單氣環(huán)。
為了保證在下鋼片環(huán)(3)開口兩端的外圓柱面部與氣缸壁(7)貼合的同時(shí)，封口片(4)與L形凹槽(11)在搭接面(12)處也貼合，在封口片(4)與下鋼片(3)的連結(jié)處開了一個(gè)圓弧槽(13)，以增加封口片(4)的擾性。
在實(shí)際應(yīng)用中，Z形組合式氣環(huán)可以獲得良好的潤(rùn)滑條件。1、通過減少總活塞環(huán)數(shù)，直接增加了對(duì)它的潤(rùn)滑油量，。2、本實(shí)用新型的正扭曲環(huán)(2)選用的是桶面正扭曲環(huán)。雖然正扭曲環(huán)(2)在Z形組合式氣環(huán)中彈力最大，但是，由于它在上油楔(9)和下油楔(17)形成的油膜上滑行，除大大減輕了自身的磨損外，還增強(qiáng)了Z形組合式氣環(huán)的密封效果。所以，Z形組合式氣環(huán)的潤(rùn)滑條件好，工作壽命高。
Z形組合式氣環(huán)對(duì)于缸套和活塞環(huán)磨損后的適應(yīng)性也比較好，因?yàn)榉饪谄?4)與L形凹槽(11)的搭接尺寸比開口間隙(5)大許多倍，即使缸套、活塞環(huán)有所磨損，在一定范圍內(nèi)，Z形組合式氣環(huán)對(duì)于缸套與活塞之間的環(huán)形空間的封閉仍然良好。所以，采用Z形組合式氣環(huán)能大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作壽命。
Z形組合式氣環(huán)在各種工作條件和工作轉(zhuǎn)速下工作，其適應(yīng)性好，優(yōu)點(diǎn)較多。
1、Z形組合式氣環(huán)的三個(gè)組成環(huán)既組合又相互獨(dú)立；鋼片環(huán)(1)薄、柔性好。這些結(jié)構(gòu)措施都增加了Z形組合式氣環(huán)對(duì)氣缸的適應(yīng)性，提高了它的封氣效果。
2、Z形組合式氣環(huán)在與活塞(15)、汽缸(14)的裝配狀態(tài)下，其組合斷面呈現(xiàn)Z形特征，這是本實(shí)用新型的基本特征。在此組合特征下，上下鋼片環(huán)分別封堵了活塞環(huán)槽上下的兩個(gè)環(huán)形空間。因而不論發(fā)動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速如何，總有一個(gè)鋼片環(huán)在起支承密封作用。所以，Z形組合式氣環(huán)特別適用于高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)。
3、上下鋼片環(huán)都是矩形斷面環(huán)。在正扭曲環(huán)(2)的扭曲作用下，由于消除了Z形組合式氣環(huán)與活塞環(huán)槽之間的側(cè)隙，因而有效地克服了單個(gè)矩形斷面環(huán)容易產(chǎn)生的泵油現(xiàn)象和在高轉(zhuǎn)速下容易出現(xiàn)的活塞環(huán)顫震現(xiàn)象。
4、上下鋼片環(huán)的外圓柱面鍍鉻，提高了它們?cè)跉飧妆砻嫔系幕瑒?dòng)性能。它們以平面的方式與活塞環(huán)槽的上下端面接觸，因而對(duì)上下端面的磨損小。又因?yàn)樗鼈兊挠捕雀?，表面光滑平整，所以支撐在它們之間的正扭曲環(huán)(2)的偏轉(zhuǎn)、脹縮更加自如，不易卡阻，不易串氣，提高了Z形組合式氣環(huán)的工作可靠性。
采用Z形組合式氣環(huán)，減少活塞環(huán)總數(shù)的結(jié)果，必然提高油環(huán)和活塞裙部的工作溫度?；钊虼嗽黾拥呐蛎浟?，可以通過調(diào)整活塞與氣缸之間的預(yù)留間隙來(lái)解決。但是，由于涂敷于氣缸壁上的機(jī)油的粘度也隨之下降，易于括除，加之下鋼片環(huán)(3)也起括油作用，所以Z形組合式氣環(huán)可以與質(zhì)量較輕的鋼片環(huán)配套使用。并通過它們的多種配套形式，分別適用于汽油機(jī)、柴油機(jī)和摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)。
總的說(shuō)來(lái)，應(yīng)用Z形組合式氣環(huán)，可以將總活塞環(huán)數(shù)降低，可以通過與鋼片環(huán)的配套使用簡(jiǎn)化活塞環(huán)組的總構(gòu)成；在結(jié)構(gòu)上，它又較好地解決了自身的潤(rùn)滑問題和在磨損狀態(tài)下的封氣問題。因此，在現(xiàn)有的二、四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上裝用Z形組合式氣環(huán)，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，降低油耗、提高工作壽命。并且可望在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更為優(yōu)良的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型所采用的零件，除下鋼片環(huán)(3)的結(jié)構(gòu)略有變異外，其余的零件都是現(xiàn)有零件在新結(jié)構(gòu)中的巧妙組合，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的活塞環(huán)生產(chǎn)線作大的改動(dòng)，就可迅速地將Z形組合式氣環(huán)生產(chǎn)出來(lái)滿足市場(chǎng)需要。再者，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，只需對(duì)現(xiàn)有的活塞稍加改造即可引用。所以，本實(shí)用新型的實(shí)用性好，推廣應(yīng)用價(jià)值高。
權(quán)利要求1.一種主要用于往復(fù)式二、四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的組合式氣環(huán)，它由具彈性的上鋼片環(huán)(1)、正扭曲環(huán)(2)和下鋼片環(huán)(3)組成，其特征在于它在與活塞(15)、缸套(14)的裝配狀態(tài)下，環(huán)口相互錯(cuò)開，下鋼片環(huán)(3)開口一端帶有封口片(4)與配對(duì)的在另一端的L形凹槽(11)重合在一起，其組合斷面呈Z形特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氣環(huán)，其特征在于下鋼片環(huán)(3)的徑向?qū)挾缺日でh(huán)(2)寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氣環(huán)，其特征在于下鋼片環(huán)(3)的斷面呈矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氣環(huán)，其特征在于封口片(4)與下鋼片環(huán)(3)的連接處開有圓弧槽(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氣環(huán)，其特征在于封口片(4)與L形凹槽(11)配對(duì)處的徑向尺寸(18)，小于正扭曲環(huán)(2)的徑向?qū)挾取?br> 專利摘要Z形組合式氣環(huán)，主要應(yīng)用于往復(fù)式二、四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在其活塞上做氣環(huán)。在與活塞缸套的裝配狀態(tài)下，它的組合斷面呈Z形特征。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、先進(jìn)，在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)上，對(duì)活塞稍加改造即可引用。由于它從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)活塞與氣缸之間的環(huán)形空間的全密封，較好地解決了自身的潤(rùn)滑問題和在磨損狀態(tài)下的封氣問題，因此，它可以取代多道單氣環(huán)，可以與鋼片環(huán)配套以更簡(jiǎn)單的活塞環(huán)組結(jié)構(gòu)取代原結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、降低油耗，提高工作壽命的目的。并且可望在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更加緊湊，性能更為優(yōu)良的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02F5/00GK2131993SQ9121707
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1991年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月23日
發(fā)明者唐為民, 唐善忠 申請(qǐng)人:唐為民, 唐善忠